امروز : شنبه, ۹ تیر , ۱۴۰۳
پایداری | متن کامل رایگان | یک اسکرابر مرطوب و سیستم الکترواکسیداسیون برای حذف موثر بو: یک مطالعه در مقیاس نیمکت
۱٫ معرفی بو که یک آلاینده حسی است، مشکلات قابل توجهی از جمله مزاحمت بویایی، آزاردهنده، استرس و تهدیدات سلامت عاطفی ایجاد می کند. [۱,۲]. علاوه بر تأثیرات منفی بر ساکنانی که در مجاورت تأسیسات پخش بو زندگی می کنند، ترکیبات بو با آلودگی هوا مانند مه دود فتوشیمیایی، باران اسیدی و انتشار ذرات ثانویه […]
۱٫ معرفی
۲Cl– → Cl2 + 2e–
Cl2 + اچ۲O → HOCl + Cl– + اچ+ (pKa = 2.0)
HOCl → H+ + OCl– (pKa = 7.54)
با توجه به اینکه ظرفیت جذب توسط حلالیت حلال و غلظت موجود کنترل میشود، تغییر دوره مایع در WS برای حفظ راندمان حذف میتواند با استفاده از EO معطرهای محلول طولانی شود.
در این مطالعه، یک سیستم WS و EO جفت شده توسعه داده شد و در یک مرکز تخمیر کود خوکی در Gongju-si، کره، برای حذف گازهای بو استفاده شد. گاز بو منتشر شده از اتاق تخمیر جمع آوری و به WS معرفی شد. نرخ حذف بو از جریان گاز در غلظت های مختلف الکترولیت برآورد شد و با و بدون EO مقایسه شد. دوره مناسب برای تغییر آب شستشو بر اساس اثربخشی حذف بو تأیید شد. انتظار می رود این رویکرد یک روش اقتصادی و کارآمد برای کاهش CO باشد۲ انتشار گازهای گلخانه ای در فناوری تصفیه بو
۲٫ مواد و روشها
۲٫۱٫ ترازو نیمکت BSW
BSW برای ارزیابی اثر بو زدایی و تخمین دوره تغییر برای مایع شستشو در یک مرکز تخمیر در Gongju-si، کره استفاده شد. این مرکز روزانه ۲۰۰ تن کود خوکی را از طریق تخمیر هوازی از طریق هوادهی و چکیدن در جو تصفیه می کند. این مرکز از مناطق مسکونی دور است و بوی تند و زننده ای به اطراف متصاعد می شود. BWS در کنار مخزن هوادهی نصب شد.
شکل ۱٫
BSW در تاسیسات تخمیر: (آ) یک عکس بعد از نصب و (ب) نمودار شماتیک.
شکل ۱٫
BSW در تاسیسات تخمیر: (آ) یک عکس بعد از نصب و (ب) نمودار شماتیک.
راکتور EO با استفاده از فولاد ضد زنگ مستطیلی (SS304) با طول ۳۰۰ میلی متر، عرض ۱۵۰ میلی متر و عمق ۱۶۰ میلی متر، مربوط به حجم ۷٫۲ لیتر ساخته شده است. مایعی که از محیط می ریزد در یک مخزن جمع آوری شده است. واقع در پایین اسکرابر و سرریز به راکتور EO. یک آند تجاری پایدار با ابعاد تجاری (DSA) از یک سازنده (Sungwon Foaming Inc.، Ansan، جمهوری کره) خریداری شد و به عنوان آند استفاده شد، در حالی که یک صفحه فولادی ضد زنگ (SS304) به عنوان کاتد استفاده شد. آندها و کاتدها دارای شکل مستطیلی با عرض ۱۵۰ میلی متر، عمق ۱۶۰ میلی متر و ضخامت ۱ میلی متر بودند. هفت صفحه آند و هشت صفحه کاتدی به فاصله ۱۰ میلی متر از هم قرار گرفتند. EO در حالت galvanostatic در جریان های اعمال شده ۱۵ A و ۳۰ A با استفاده از منبع تغذیه جریان مستقیم (TDP-3020B، TOYOTECH، اینچئون، جمهوری کره) انجام شد. NaCl به عنوان یک الکترولیت پشتیبان به آب لوله کشی با غلظت معین اضافه شد.
۲٫۲٫ راکتور EO مقیاس آزمایشگاهی
برای شناسایی ویژگیهای EO مخلوطهای معطر مختلف بر DSA و Cl–، راکتور الکتروشیمیایی راه اندازی شد. یک راکتور اکسیداسیون الکتروشیمیایی مستطیلی با ابعاد ۱۵۰ میلی متر (عرض) × ۹۰ میلی متر (طول) × ۱۵۵ میلی متر (ارتفاع) برای آزمایش های EO استفاده شد. دو ماده بو در آب مقطر با ۱ میلی مولار از هر ماده بو و ۱۰ میلی مولار کلر مخلوط شدند.– به طور همزمان اضافه شد. آمونیاک، سولفید هیدروژن، متیل مرکاپتان و استالدئید به عنوان مواد بد بو انتخاب شدند. برای ساختن یک مخلوط خوشبوکننده جایگزین، Na2S (98٪، Daejung، Siheung، جمهوری کره)، CH3SNa (95٪>، Sigma-Aldrich، Burlington، MA، USA)، NH4کلر (۹۹٫۵٪، Daejung)، و استالدهید (۹۰٪)، Daejung) در آب مقطر حل شدند. دو آند و یک کاتد نصب شد و فاصله بین آنها ۵ میلی متر تعیین شد. صفحات الکترود دارای ابعاد زیر بودند: ارتفاع ۱۰۰ میلی متر، عرض ۶۰ میلی متر و ضخامت ۱ میلی متر. یک جریان مستقیم (DC) با استفاده از منبع تغذیه DC (TDP-3020B، TOYOTECH، اینچئون، جمهوری کره) به الکترودها اعمال شد. چگالی جریان ۵۰ میلی آمپر بر سانتی متر بود۲.
۲٫۳٫ روش های تحلیلی
غلظت مواد بو در هوا با استفاده از ابزار قابل حمل (MultiRAE Pro PGM-6248؛ RAE Systems، San Jose، CA، USA) اندازهگیری شد. آشکارسازهای الکتروشیمیایی برای آمونیاک (۰٫۱-۱۰۰ ppmv)، سولفید هیدروژن (۰٫۱-۱۰۰ ppmv) و متیل مرکاپتان (۰٫۱-۱۰ ppmv) نصب شدند، در حالی که آشکارساز فوتیونیزاسیون (۰٫۰۱-۲۰۰۰ ppmv) برای کل ترکیبات آلی فرار قرار گرفت. (TVOC) در ساز.
غلظت آبی آمونیاک با استفاده از کیت تحلیلی (Hach, Loveland, CO, USA) که از روش رنگ سنجی سالیسیلات استفاده می کند اندازه گیری شد. غلظت سولفید هیدروژن در فاز مایع با استفاده از H کمی سازی شد۲آنالایزر S (ECH، هال، آلمان). متیل مرکاپتان و استالدئید توسط کروماتوگرافی گازی – طیف سنجی جرمی (GC-MS، QP2050، Shimadzu، کیوتو، ژاپن) آنالیز شدند.
۳٫ نتایج
۳٫۱٫ آزمون مقدماتی BSW
با افزایش نسبت L/G، راندمان حذف چهار بو کننده نیز افزایش یافت. در یک اسکرابر، نسبت L/G به نرخ پاشش قطرات مایع در مقایسه با نرخ جریان گاز ورودی اشاره دارد. بنابراین، افزایش نسبت L/G منجر به افزایش احتمال تماس گاز و مایع شد و در نتیجه راندمان حذف را افزایش داد. نسبت L/G اعمال شده بسته به غلظت ورودی گاز هدف، حجم هوا، اندازه بستر بسته بندی شده، نوع و چگالی پرکننده، و زمان ماندن در بستر خالی متفاوت بود. به طور کلی، WS در محدوده ۲ تا ۱۰ لیتر در متر کار می کند۳. با توجه به راندمان حذف، نسبت L/G مناسب برای WS مورد استفاده در این مطالعه ۸٫۸۸ بود. بنابراین، کل آزمایش با نسبت L/G 8.88 انجام شد.
۳٫۲٫ تست دوره های تعویض آب
بر خلاف غلظت متیل مرکاپتان و سولفید هیدروژن که پس از تقریباً ۱۰ دقیقه با خاموش شدن EO به نقطه شکست رسیدند، تقریباً ۲۰ دقیقه طول کشید تا بدون توجه به ماده در شرایط ۱۵ A به تعادل برسد. علاوه بر این، نقطه پیشرفت پس از ۴۰ دقیقه زمانی که جریان اعمال شده دو برابر شد و به ۳۰ A رسید. به طور خلاصه، زمان لازم برای رسیدن به تعادل متناسب با جریان اعمال شده بود. دستگاه الکترولیز ساخته شده در این مطالعه از الکترود DSA به عنوان آند استفاده کرد. DSA برای تولید کلر مناسب است و اسید هیپوکلرو عمدتاً توسط اکسیداسیون الکتروشیمیایی یونهای کلر تولید می شود. اعتقاد بر این است که سولفید هیدروژن و متیل مرکاپتان عمدتاً توسط اسید هیپوکلرو تولید شده اکسید می شوند. همانطور که قبلا ذکر شد، جریان اعمال شده عامل مهمی است که بر مقدار اسید هیپوکلرو تولید شده تاثیر می گذارد و متناسب با مقدار کلر تولید شده است. بنابراین، هنگامی که جریان اعمال شده از ۱۵ A به ۳۰ A دو برابر شد، زمان شکست نیز دو برابر شد.
با این حال، زمان پیشرفت و جریان اعمال شده مستقیماً متناسب نبودند. آمونیاک تمایل به افزایش غلظت پساب در هنگام اعمال جریان داشت. سولفید هیدروژن زمانی که جریان اعمال شده ۳۰ A بود در مقایسه با ۱۵ A سه برابر افزایش یافت. استالدئید تمایل داشت با مقدار جریان اعمال شده متناسب باشد. اعتقاد بر این است که این به دلیل کارایی EO نبود، بلکه به این دلیل بود که غلظت ورودی، همانطور که در فصل ۳٫۲ توضیح داده شد، متفاوت بود. در محل، غلظت ورودی ثابت نبود و تغییرات غلظت بسته به نوع ماده بدبو رخ داد. به ویژه، غلظت آمونیاک بسیار متفاوت بود، از چند پی پی ام تا چند ده پی پی ام. بنابراین، اعتقاد بر این است که راندمان حذف آمونیاک تحت تأثیر تغییرات غلظت ورودی، بدون توجه به عملکرد EO است. TVOC که به دلیل غلظت کم در مقایسه با سایر مواد خوشبو نوسان کمتری داشت، بیشتر تحت تأثیر EO بود. بر این اساس، جریان اعمال شده تأثیر نسبتاً زیادی بر راندمان حذف TVOC داشت. سولفید هیدروژن و متیل مرکاپتان محدوده غلظت ورودی و روند حذف مشابهی را نشان دادند.
به طور کلی، افزایش کلر– غلظت منجر به افزایش تولید HOCl می شود. بنابراین، سرعت اکسیداسیون افزایش می یابد. با این حال، HOCl بیش از حد، که با مواد خوشبو کننده واکنش نشان نمی دهد، به حجم پخش می شود. HOCl به صورت فله می تواند در کاتد کاهش یابد، که نشان دهنده یک واکنش انگلی است که باعث کاهش بازده جریان می شود. این مطالعه تمایل به نسبت مستقیم را در کلر نشان داد– محدوده غلظت ۱۰-۲۰۰ میلی مولار باید به این واقعیت نسبت داد که HOCl تولید شده توسط EO برای حذف مواد بو مصرف میشد. این یافته نشان می دهد که سرعت جذب سریعتر از سرعت اکسیداسیون بوده است.
۳٫۳٫ ویژگی های الکترو اکسیداسیون مخلوط بوها
RCHO + HOCl → RCOOH + HCl
HS– + HOCl → S(رسوب) + اچ۲O + Cl–
NH4+ + HOCl → NH2Cl + H2O + H+
۲RSH + Cl2 → RSSR + 2HCl
اگرچه استالدئید با سولفید هیدروژن، متیل مرکاپتان یا آمونیاک همزیستی داشت، غلظت آن کاهش یافت. از آنجایی که کربن کربونیل موجود در استالدئید یک الکتروفیل است، استالدئید به طور همزمان با سایر مواد خوشبو کننده حذف شد. سرعت حذف استالدئید برای هیچ یک از مخلوط ها تفاوت معنی داری نداشت. استالدئید حاوی پیوندهای مختلفی است که می تواند توسط HOCl مورد حمله قرار گیرد. این امر اکسیداسیون استالدئید را تسهیل می کند زیرا از بین رفتن پیوندهای موجود در استالدهید منجر به تجزیه آن می شود. بنابراین، انتظار می رود که پیوندهای شکسته بسته به ماده موجود متفاوت باشد.
توجه به این نکته مهم است که غلظت آلی (COD) علیرغم حذف استالدئید به سختی کاهش یافت. حتی اگر برخی از پیوندها شکسته شوند، استالدئید به شکل دیگری از ماده آلی تبدیل می شود، همانطور که در رابطه (۷) توضیح داده شده است. با این حال، اگر استالدئید، که بر تعادل تأثیر می گذارد، حذف شود، عملکرد جذب می تواند به طور مداوم حفظ شود. اکسید کردن استالدئید به CO ضروری نیست۲. این به BSW اجازه می دهد تا برای از بین بردن بوها در کاربردهای عملی عملی تر باشد.
سرعت اکسیداسیون سولفید هیدروژن و متیل مرکاپتان بیشتر از آمونیاک و استالدهید بود. زمان موفقیت آنها به طور همزمان تحت تأثیر ثابت قانون هنری و همچنین نرخ اکسیداسیون قرار گرفت. سرعت حذف آمونیاک به دلیل حلالیت بالا در آب و واکنش پذیری کم با HOCl به جای اکسیداسیون توسط جذب کنترل می شود. استالدئید با جریان اعمال شده نسبت مستقیم داشت و ثابت قانون هنری بالایی داشت. این نشان می دهد که در نظر گرفتن همزمان ثابت هنری و واکنش آلاینده هدف با HOCl، طراحی BSW را برای تصفیه گازهای بو حاوی مواد خوشبو کننده مختلف مناسب می کند.
۴٫ نتیجه گیری
BSW در طولانی کردن دوره تغییر مایع از طریق اکسیداسیون مداوم مواد معطر محلول مفید بود. به تعویق انداختن امکان صرفه جویی در مصرف آب و هزینه های تصفیه فاضلاب، عملکرد راحت WS و حتی کاهش CO را فراهم می کند.۲ انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از حمل و نقل فاضلاب این مطالعه اثربخشی BSW را بر ویژگیهای جذب و EO نشان داد. علاوه بر این، نتایج آموزنده برای طراحی مناسب BSW در این مطالعه از طریق آزمون های کاربردی عملی پوشش داده شده است. یک آزمایش در مقیاس نیمکت در این مطالعه امکانسنجی را در کاربرد عملی، کارایی استفاده مجدد از آب و CO ممکن ارائه کرد.۲ کاهش انتشار گام بعدی یک مطالعه در مقیاس آزمایشی برای تعیین کمیت ارزیابی سود اقتصادی و CO است۲ نرخ کاهش علاوه بر این، پایداری بلند مدت BSW باید شناسایی شود. در نهایت، BSW می تواند از طریق یک مطالعه بیشتر تجاری شود، که به تلاش برای رسیدگی به مشکلات زیست محیطی مربوط به مشکلات بو، تهدیدات آب و هوای جهانی و خطر آب کمک می کند.
منبع:
۱- shahrsaz.ir , پایداری | متن کامل رایگان | یک اسکرابر مرطوب و سیستم الکترواکسیداسیون برای حذف موثر بو: یک مطالعه در مقیاس نیمکت
,۲۰۲۴-۰۶-۱۲ ۰۳:۳۰:۰۰
۲- https://www.mdpi.com/2071-1050/16/12/5008
اسکرابر , الکترواکسیداسیون , برای , بو , پایداری , حذف , در , رایگان , سیستم , کامل , متن , مرطوب , مطالعه , مقیاس , موثر , نیمکت , یک
- دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
- پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
- پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.