مروری بر تصفیه پساب‌های حاوی دی‌متیل ‌سولفوکسید با استفاده از فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته

نوع مقاله: مقالات علمی

نویسندگان

1 مهندسی شیمی، دانشکده نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

2 مهندسی شیمی،دانشکده نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

چکیده

در سال‌های‌‌ اخیر، استفاده از دی‌متیل‌ سولفوکسید(DMSO) به‏عنوان حلال ترکیبات آلی و غیر‌آلی در صنایع مختلفی مانند داروسازی، الکترونیک و فرایندهای تولید الیاف آکرلیک رو به افزایش است. با توجه به رشد صنایع ذکر شده در دهه‌های اخیر، تصفیه پساب‌های DMSO یک نگرانی جدی محسوب می‌شود. اگرچه سمیت DMSO پایین است، اما تصفیه بیولوژیکی پساب‌های حاوی DMSO به‏علت تولید ترکیبات سمی، مشکل است. با توجه به محدودیت‌های تصفیه بیولوژیکی، فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) به‏عنوان بهترین و کارآمدترین روش برای تصفیه ترکیبات آلی مقاوم در برابر روش‌های فیزیکی و شیمیایی معمولی در نظر گرفته می‌شوند. در این مطالعه برخی از فرایندهای مهم AOPs مانند فراآیندهای توسعه یافته و هیبریدی فنتون (فتوفنتون، الکتروفنتون و فتوالکتروفنتون)، فرایندهایی بر پایه ازن (O3/OH-،O3/H2O2 و O3/UV)، UV/H2O2 و TiO2/UV در تصفیه پساب‌های DMSO مورد مطالعه قرار می‏گیرد. علاوه‏بر این، کارایی این فرایندها مورد بحث و ارزیابی قرار گرفته است. به‏طور‌کلی می‌توان نتیجه گرفت که فرایندهای هیبریدی فنتون و فرایندهایی بر پایه ازن در حذف  DMSO از پساب مؤثرتر هستند.

کلیدواژه‌ها


Abellán, M., Dillert, R., Gimenez, J., and Bahnemann, D., (2009), “Evaluation of two types of TiO2-based catalysts by photodegradation of DMSO in aqueous suspension”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 202(2-3), 164-171.

Andreozzi, R., Caprio, V., Insola, A., and Marotta, R., (1999), “Advanced Oxidation Processes (AOP) for water purification and recovery”, Catalysis Today, 53(1), 51-59.

Bellotindos, L.M., Lu, M.H., Methatham, T., and Lu, M.C., (2014), “Factors affecting degradation of dimethyl sulfoxide (DMSO) by fluidized-bed Fenton process”, Environmental Science and Pollution Research, 21(24), 14158-14165.

Bokare, A.D., and Choi, W., (2014), “Review of iron-free Fenton-like systems for activating H2O2 in advanced oxidation processes”, Journal of Hazardous Materials, 275(6), 121-135.

Buthiyappan, A., Aziz, A., Raman, A., Daud, W., and Ashri, W.M., (2016). “Recent advances and prospects of catalytic advanced oxidation process in treating textile effluents”, Reviews in Chemical Engineering, 32(1), 1-47.

Catalkaya, E.C., and Kargi, F., (2007), “Color, TOC and AOX removals from pulp mill effluent by advanced oxidation processes: A comparative study”, Journal of Hazardous Materials, 139(2), 244-253.

Chen, T.C., Chen, T.E., Lu, M.C., and Bellotindos, L.M., (2017), “Removal of COD from TFT-LCD wastewater by electro-Fenton technology using a tubular reactor”, Journal of Environmental Engineering, 143(7), 04017018.

Chen, T.-C., Matira, E., Lu, M.C., and Dalida, M., (2016), “Degradation of dimethyl sulfoxide through fluidized-bed Fenton process: Kinetic analysis”, International Journal of Environmental Science and Technology, 13(4), 1017-1028.

Cheng, M., Zeng, G., Huang, D., Lai, C., Xu, P., Zhang, C., and Liu, Y., (2016), “Hydroxyl radicals based advanced oxidation processes (AOPs) for remediation of soils contaminated with organic compounds: A review”, Chemical Engineering Journal, 284(9), 582-598. 

Colades, J.I., De Luna, M.D.G., Su, C.C., and Lu, M.C., (2015), “Treatment of thin film transistor-liquid crystal display (TFT-LCD) wastewater by the electro-Fenton process”, Separation and Purification Technology, 145(2), 104-112.

De Luna, M.D.G., Colades, J.I., Su, C.C., and Lu, M.C., (2013), “Comparison of dimethyl sulfoxide degradation by different Fenton processes”, Chemical Engineering Journal, 232(10), 418-424.

Fenton, H. (1894). “LXXIII-Oxidation of tartaric acid in presence of iron”, Journal of the Chemical Society, Transactions, 65(1), 899-910.

Glaze, W.H., Kang, J.W., and Chapin, D. H., (1987), “The chemistry of water treatment involving ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet radiation”, Journal of the International Ozone Association, 9(4), 335-352.

Hashimoto, K., Irie, H., and Fujishima, A., (2005), “TiO2 photocatalysis: A historical overview and future prospects”, Japanese Journal of Applied Physics, 44(12R), 8269. 

Huang, C., Dong, C., and Tang, Z., (1993), “Advanced chemical oxidation: Its present role and potential future in hazardous waste treatment”, Waste Management, 13(5-7), 361-377. 

Koito, T., Tekawa, M., and Toyoda, A., (1998), “A novel treatment technique for DMSO wastewater”, IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 11(1), 3-8.  

Krzemińska, D., Neczaj, E., and Borowski, G., (2015), “Advanced oxidation processes for food industrial wastewater decontamination”, Journal of Ecological Engineering, 16(2), 61-71. 

Lee, Y., Lee, C., and Yoon, J., (2004), “Kinetics and mechanisms of DMSO (dimethylsulfoxide) degradation by UV/H2O2 process” Water Research, 38(10), 2579-2588.

Lei, C.N., Whang, L.M., and Chen, P.C., (2010). “Biological treatment of thin-film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) wastewater using aerobic and anoxic/oxic sequencing batch reactors”, Chemosphere, 81(1), 57-64.

Matira, E.M., Chen, T.C., Lu, M.C., and Dalida, M.L.P., (2015), “Degradation of dimethyl sulfoxide through fluidized-bed Fenton process”, Journal of Hazardous Materials, 300(6), 218-226.

Mohajerani, M., Mehrvar, M., and Ein-Mozaffari, F., (2009). “An overview of the integration of advanced oxidation technologies and other processes for water and wastewater treatment”, International Journal of Engineering, 3(2), 120-146. 

Mota, A., Albuquerque, L., Beltrame, L.C., Chiavone-Filho, O., Machulek Jr, A., and Nascimento, C., (2009), “Advanced oxidation processes and their application in the petroleum industry: A review”, Brazilian Journal of Petroleum and Gas, 2(3), 122-142. 

Munter, R., (2001), “Advanced oxidation processes–current status and prospects”, Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, Chemistry, 50(2), 59-80.

Park, S.J., Yoon, T.I., Bae, J.H., Seo, H.J., and Park, H.J., (2001), “Biological treatment of wastewater containing dimethyl sulphoxide from the semi-conductor industry”, Process Biochemistry, 36(6), 579-589.  

Pi, Y., Zhang, L., and Wang, J., (2007), “The formation and influence of hydrogen peroxide during ozonation of para-chlorophenol”, Journal of Hazardous Materials, 141(3), 707-712. 

Rao, Y., and Chu, W., (2010), “Degradation of linuron by UV, ozonation, and UV/O3 processes effect of anions and reaction mechanism”, Journal of Hazardous Materials, 180(1-3), 514-523. 

Thiruvenkatachari, R., Vigneswaran, S., and Moon, I.S., (2008), “A review on UV/TiO2 photocatalytic oxidation process”, Korean Journal of Chemical Engineering, 25(1), 64-72. 

Wang, J.L., and Xu, L.J., (2012), “Advanced oxidation processes for wastewater treatment: formation of hydroxyl radical and application”, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 42(3), 251-325. 

Wu, J.J., Muruganandham, M., and Chen, S., (2007), “Degradation of DMSO by ozone-based advanced oxidation processes”, Journal of Hazardous Materials, 149(1), 218-225.