بررسی عملکرد فرآیندهای تلفیقی فنتون اولتراسونیک در حذف پیش‌سازهای تری هالومتان‌ها از محیط‌های آبی با استفاده از آهن صفر

زمینه و هدف: حضور مواد آلی طبیعی(nom) در محلول‌های آبی به سبب ایجاد محصولات جانبی گندزدایی(dbp) از جمله تری‌هالومتان‌ها(thms) و هالو استیک اسیدها( haas)، در نتیجه کلریناسیون محلول‌های آبی در فرآیند تصفیه متداول و با توجه به خطرات بالقوه بهداشتی برای سلامت عموم، توجهات زیادی را به خود معطوف کرده است. لذا هدف از این مطالعه تعیین و بررسی عملکرد فرآیندهای تلفیقی فنتون اولتراسونیک در حذف پیش سازهای تری هالومتان‌ها از محیط‌های آبی با استفاده از آهن صفر بود. روش بررسی: این یک مطالعه تجربی می‌باشد که در سال 1400 انجام شده است، در این روش اثرمتغیرها مستقل شامل؛ غلظت اولیه آلاینده، زمان واکنش، غلظت کاتالیست مورد استفاده، میزان پروکسید هیدروژن مورد استفاده و ph در محدوده مشخص شده جهت حذف پیش سازهای تری‌هالومتان ها از محیط های آبی با استفاده از آهن صفر با روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی مرکب مرکزی(ccd)  مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها با استفاده از نرم‌افزار design expert و به روش ccd-rsm طراحی گردید. نمودارها و اشکال مورد نیاز جهت تعیین سنتیک واکنش ها با استفاده از نرم‌افزار excel ترسیم و پارامترهای آماری جهت تعیین شرایط بهینه فرآیند با استفاده از آزمون آنالیز واریانس، رگرسیون و فیشر تجزیه و تحلیل شدند. یافته ها: نتایج حاکی از آن است که با ثابت نگهداشتن غلظت هیومیک اسید در سطح 64.75 میلی‌گرم در لیتر و غلظت کاتالیست 106.76 میلی‌گرم در لیتر و میزان ثابت 4.39 ph=، بیشترین بازده حذف هیومیک اسید زمانی اتفاق می افتد که هیدروژن پراکسید و زمان انجام واکنش در بیشینه مقدار خود به ترتیب در سطح 35 میلی‌مول و 88.75 دقیقه باشند که در این شرایط میزان حذف  از 80 درصد به 92 درصد افزایش یافته است. هم‌چنین با افزایش مقدار کاتالیست میزان بازده واکنش افزایش می یابد. طبق واکنش های مربوط به فرآیند فنتون، حضور آهن باعث افزایش رادیکال های هیدروکسیل می شود، این یکی از دلایل افزایش بازده حذف می تواند باشد. نتیجه‌گیری: در فرآیند اولتراسونیک-فنتون تحت شرایط آزمایشگاهی ذکر شده، یون آهن به عنوان کاتالیست، در یک محیط اسیدی با اکسیدان مانند هیدروژن پراکسید وارد واکنش شده و تولید رادیکال هیدروکسیل می‌کند. میزان بازدهی این روش تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله ph، غلظت آهن و پراکسید هیدروژن، غلظت اولیه آلاینده و زمان واکنش است. 

evaluating the efficiency of the fenton-ultrasonic process in degradation of trihalomethanes precursors from aqueous environments using zero iron by response surface method

background & aim: the presence of natural organic substances (nom) in aqueous solutions due to the creation of disinfection by-products (dbp) including trihalomethanes (thms) and haloacetic acids (haas), as a result of the chlorination of aqueous solutions in the conventional purification process and according to potential health risks for public health have attracted a lot of attention. therefore, the aim of the present study was to determine and investigate the performance of combined fenton-ultrasonic processes in removing the precursors of trihalomethanes from aqueous environments using zero iron.methods: in the present experimental study conducted in 2021, the effect of independent variables included: the initial concentration of the pollutant, the reaction time, the concentration of the catalyst used, the amount of hydrogen peroxide used and the ph in the specified range to remove the precursors of trihalomethanes from water environments using zero iron with the surface-response method based on composite design. central (ccd) was evaluated. experiments were designed using design expert software and ccd-rsm method. the graphs and figures required to determine the kinetics of the reactions were drawn using excel software and the statistical parameters were analyzed to determine the optimal conditions of the process using analysis of variance, regression and fisher tests.results: the results indicated that by keeping the humic acid concentration at 64.75 mg/liter and the catalyst concentration at 106.76 mg/liter and the constant ph=4.39, the highest humic acid removal efficiency occurs when it happens that the hydrogen peroxide and the reaction time are at their maximum level of 35 mmol and 88.75 minutes, respectively, and in this condition, the removal rate has increased from 80% to 92%, and also with the increase in the amount of the catalyst, the reaction efficiency increases. find according to the reactions related to the fenton process, the presence of iron causes an increase in hydroxyl radicals, this can be one of the reasons for increasing the removal efficiency.conclusion: in the mentioned ultrasonic-fenton process under laboratory conditions, iron ion as a catalyst reacted with an oxidant such as hydrogen peroxide in an acidic environment and produces hydroxyl radicals. the efficiency of this method was influenced by various factors such as ph, concentration of iron and hydrogen peroxide, initial concentration of the pollutant and reaction time.