حذف سولفات از محلول‌های آبی به روش الکتروشیمی با استفاده از الکترود کربن پارچه‌ای ساندویچ پانل شده با استیل مش: یک مطالعه آزمایشگاهی

زمینه و هدف: سولفات یکی از آلاینده های شیمیایی درآب می‌باشد که در غلظت های بالا در انسان اثرات بهداشتی نامطلوبی نظیر مشکلات گوارشی و مشکلات خونی ایجاد می‌نماید. تبدیل سولفات به موادی نظیر سولفید هیدروژن می‌تواند موجب خوردگی لوله‌های فلزی گردد. لذا هدف این مطالعه تعیین تاثیر حذف سولفات به روش الکتروشیمیایی با استفاده از الکترود کربن پارچه‌ای ساندویچ پانل شده با استیل مش بود.مواد و روش‌ها: در این مطالعه آزمایشگاهی از فرآیند الکتروشیمی واجد الکترود کربن پارچه جهت حذف سولفات از فاضلاب سنتتیک استفاده گردید. جهت افزایش رسانایی الکترود کربن پارچه از پایه استیل مش استفاده شد. اثر متغیر‌هایی نظیر غلظت سولفات، ph محلول، دانسیته جریان و زمان تماس مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت تعیین میزان سولفات از روش استاندارد ایجاد کدورت با کلرید باریم و سنجش توربیدیمتری استفاده گردید. بر مبنای نتایج اخذ شده از آزمایشات، میانگین و انحراف معیار تعیین و بر مبنای روش آماری student ttest تحلیل نتایج صورت گرفت.یافته‌ها: با توجه به نتایج، شرایط بهینه حذف سولفات در ph=9   ، غلظت اولیه سولفات 100 میلی‌گرم در لیتر، جریان 20 میلی‌آمپر بر مجذور ثانیه و زمان 90 دقیقه بود. حذف سولفات با راندمان 93.21 درصد حاصل گردید. با افزایش دانسیته جریان، زمان تماس و ph اولیه  محلول آبی، راندمان حذف سولفات افزایش یافت.نتیجه‌گیری: نتایج حاصله نشان داد که فرآیند الکتروشیمی واجد الکترود کربن پارچه ساندویچ پانل شده با استیل مش می‌تواند فرآیندی کارآمد جهت حذف سولفات از محیط‌های آبی باشد که به علت عدم خوردگی الکترود کربن پارچه دارای صرفه اقتصادی می‌باشد.

Electrochemical Sulfate Removal from Aqueous Solution Using Sandwich Panel Carbon Cloth Electrode by Steel Mesh: A laboratory study

Background and Objectives: Sulfate is one of the chemical pollutants in water that can cause adverse health effects such as digestive and blood problems at high concentrations in humans. Conversion of sulfate to substances such as hydrogen sulfide can corrode metal pipes. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of electrochemical sulfate removal using a sandwich panel carbon cloth electrode with stainless steel mesh.Materials and Methods: In this laboratory study, the electrochemical process including of carbon cloth electrode was used to remove sulfate from synthetic wastewater. Stainless steel mesh base was utilized to increase the conductivity of the carbon cloth electrode. The effects of variables such as sulfate concentration, pH value, current density and contact time were investigated. The standard method of turbidity assay using barium chloride was used to determine sulfate concentration. Based on the obtained results, mean and standard deviation were determined and data analysis was done by Student ttest.Results: The obtained results indicated that the optimum conditions for sulfate removal were pH 9, 100 mg/L initial sulfate concentration, current density of 20 mA/s2 during 90 min. 93.21%  efficiency was obtained for the sulfate removal. Increasing the current density, the contact time and initial pH value, the sulfate removal efficiency increased.Conclusions: The obtained results showed that the electrochemical process including sandwich panel of carbon cloth with stainless steel electrode is an efficient and effective process for removal of sulfate from aqueous solution which can be utilized continuously due to no corrosion of carbon cloth electrode.Key words: Sulfate, Carbon cloth, Electrochemistry, Sandwich panel, Stainless steel mesh Funding: This study was funded by Tarbiat Modares University.Conflict of interest: None declared.Ethical approval: The Ethics Committee of  Tarbiat Modares University (IR.MODARES.REC.1397.236).  How to cite this article: Khoja F, Rezaee A. Electrochemical Sulfate Removal from Aqueous Solution Using Sandwich Panel Carbon Cloth Electrode with Steel Mesh: A Laboratory Study. J Rafsanjan Univ Med Sci 2020; 19 (4): 38396. [Farsi]