شرکت مهندسی فرآب تدبیر

09044571557 – 02633412707-02634238243-02634238231

فرایند اکسیداسیون پیشرفته(AOPS)

اکسیداسیون شامل فرایندهایی هستند که اساس آنها بر تولید رادیکالهای آزاد هیدروکسیل است که توانایی زیادی در تجزیه مواد آلی مختلف دارند. روشهای اکسیداسیون به دو روش

الف) اکسیداسیون شیمیایی با استفاده از مواد اکسیدکننده نظیر اشعه فرابنفش، آب اکسیژنه، معرف فنتون، اشعه گاما

ب) فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته شامل کاربرد اُزن، اُزن- اشعه فرابنفش، اُزن-آب اکسیژنه، اُزن-آب اکسیژنه-اشعه فرابنفش، آب اکسیژنه-اشعه فرابنفش، دی اکسید تیتانیوم- اشعه فرابنفش می باشد.

دلیل نامگذاری این فرایندها به نام فرایند اکسیداسیون پیشرفته، تولید رادیکال هیدروکسیل است که ضمن بالاتر بردن قدرت اکسیداسیون، از نظر شرایط عملیات و محصولات جانبی مضر برای محیط زیست تفاوت بسیار زیادی با روشهای متعارف دارد.اخیراً بیشترین توجه به جداسازی منابع آلی سخت تجزیه پذیر و تصفیه فاضلاب سمی به وسیله فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP)  با استفاده از کاتالیزورهای همگن یا ناهمگن معطوف شده است. تأثیر AOP به شرایط تصفیه از جمله pH ، دما و غلظت واکنشگرها بستگی دارد. همچنین فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته می تواند برای تخریب آلاینده هایی که بعد از فرایند تصفیه در پساب باقیمانده است، به کاربرده شود.

D:\شرکت فراب تدبیر\سایت و کاتالوگ\عکسهای بارگذاری شده در سایت\فرایند aop.jpg

روش های اکسیداسیون پیشرفته AOP

  • اوزن O3))
  • فنتون (Fe2+ + H2O2)
  • الکترولیز
  • فتولیز (UV + H۲O۲)
  • فتوکاتالیست

مکانیزم فرآیند اکسیداسیون پیشرفته AOP

  • فرآیند اکسیداسیون پیشرفته شامل چند مرحله به شکل زیر است:
  • تشکیل اکسیده کننده قوی (هیدروکسیل)
  • واکنش این اکسید کننده های قوی با مواد آلی فاضلاب و تولید مواد واسطه های قابل تجزیه
  • واکنش واسطه های قابل تجزیه بیولوزیکی با مواد اکسید کننده به اصطلاح معدنی شدن

مزایا فرآیند اکسیداسیون پیشرفته AOP

  • نابودی تمامی ترکیبات آلی بدون انتقال آلودگی به مرحله بعدی
  • بسیار کاربردی در حذف مواد آلی و مواد سمی
  • کاربرد برای گندزدایی آب
  • راه اندازه سازه
  • در مقیاس کوچک قابل راه اندازی است

معایب فرآیند اکسیداسیون پیشرفته AOP

  • هزینه بالا راه اندازی و تزریق مواد
  • تشکیل مواد اکسنده سمی
  • برنامه دقیق طراحی و راه اندازی
  • طراحی تصفیه خانه فاضلاب به روش  Advanced Oxidation Processes برای فاضلاب هایی با بار آلی بالا مانند مانند فاضلاب رنگرزی ها ، نساجی ها مناسب است. اما با توجه به هزینه بالا ساخت تجهیزات ، باید با یکی از روش های زیر هزینه های ساخت پکیج تصفیه فاضلاب به روش AOP را به حداقل رساند.
  • استفاده همزمان از روش های مختلف اکسیداسیون ، باعث افزایش نرخ اکسیداسیون مواد آلی می شود.
  • استفاده از سیستم پیش تصفیه فاضلاب ممکن است در تعیین نرخ میزان اکسیداسون تاثیر گذار است.
  • فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته شامل تولید و کاربرد رادیکال آزاد هیدروکسیل به‌عنوان یک اکسید‌کننده قوی به‌منظور تخریب ترکیباتی است که با اکسیدکننده‌های متداول نظیر اکسیژن، ازن و کلر به‌طور کامل اکسید نمی‌شوند. رادیکال هیدروکسیل با ترکیبات محلول واکنش می‌دهد و باعث شروع واکنش‌های اکسیداسیون می‌گردد تا اینکه ترکیبات موردنظر به‌طور کامل حذف شوند.
  • رادیکال‌های هیدروکسیل به‌محض تولید به آلاینده‌های آلی مقاوم و سمی حمله کرده و باعث شروع یک سری واکنش‌های اکسیداسیون می‌گردند که درنهایت منجر به حذف آلاینده‌ها و تبدیل آن‌ها به مواد غیر‌سمی، CO۲ وH۲O می‌گردد.
  • فرایند فنتون
  • فرآیند فنتون جز فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته است. عامل مؤثر تجزیه در واکنش فنتون، رادیکال هیدروکسیل (OH) است. در این روش رادیکال هیدروکسیل که توانایی تخریب مواد آلی موجود در پساب را دارد از تجزیه‌ی پراکسید هیدروژن (H۲O۲) در حضور نمک آهن مثل Fe۲SO۴ (به‌عنوان کاتالیزور) تولید می‌گردد. یکی از مزیت‌های مهم فرایند فنتون این است که ترکیبی از اکسیداسیون و انعقاد است و لجن کمتری نسبت به فرایند انعقاد و لخته سازی تولید می‌شود، از مزایای دیگر این روش کوتاه بودن زمان واکنش، غیر سمی بودن مواد موردنیاز، سادگی در کنترل و کاهش مصرف انرژی به دلیل خاصیت کاتالیزوری آهن است. فرآیندهای فنتون به‌طور مؤثری برای تصفیه و پیش‌تصفیه پساب‌ها استفاده می‌شوند.
  • فرایند فوتوفنتون
  • فرآیند فوتوفنتون اصلاح روش فنتون با نور uv می‌باشد. مطالعات اخیر نشان می‌دهد که روش فوتوفنتون روش مؤثری در حذف ترکیبات آلی می‌باشد. این فرآیند شامل استفاده ازH۲O۲ و نمک آهنFe۲+ به همراه تابش فرابنفش است. فرآیند فوتوفنتون دربرگیرنده‌ی سیستم‌های زیر می‌باشد:
  • UV / H۲O۲ / Fe (II)
  • UV / H۲O۲ / Fe (III)
  • UV / H۲O۲ / Fe (II)-Oxalate
  • سرعت واکنش‌های فنتون با تابش فرابنفش افزایش می‌یابد. در صورت عدم وجود منبع نور در ضمن واکنش، یون‌های فریک Fe۳+ در محلول تجمع پیدا می‌کنند و با مصرف کامل یون‌های فرو Fe۲+ واکنش عمل متوقف می‌شود. در صورت وجود نور، یون‌های فریک Fe۳+ به فرو Fe۲+ احیا می‌شوند و هیدروژن‌ پراکسید نیز فتولیز می‌شود که این امر راندمان فرآیند را افزایش می‌دهد.
  • فرایند الکتروفنتون
  • در بین فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته الکتروشیمیایی، الکتروفنتون توجه زیادی را به خود جلب کرده‌ است. از آنجایی که در این فرآیند از الکتریسیته که یک منبع تمیز انرژی به شمار می‌آید استفاده می‌شود لذا آلودگی ثانویه وجود ندارد. فرآیند الکتروفنتون شامل ترکیبی از مزیت‌های هر دو روش الکتروشیمیایی و فنتون است که هردوی آن‌ها روش‌های قدرتمندی برای عملیات تصفیه محسوب می‌شوند. تحت عملیات الکتریکی با کمک گرفتن از روش فنتون رادیکال هیدروکسیل (OH) بیش‌تری تولید می‌شود و اکسیداسیون مواد زیستی به CO۲ در مدت‌زمان معینی بهبود می‌یابد.