AI Summary & Key Takeaways
AI InsightIt was concluded that the oxidation reactions followed pseudo-second-order reaction kinetic.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Chemical Oxygen Demand (COD) removal from pharmaceutical industry wastewater by Fenton oxidation and absorbance change of the wastewater in ultraviolet (UV) and visible range were investigated in this study. Kinetic and thermodynamic data were obtained from oxidation reaction. Photo-Fenton and Sono-Fenton oxidations were additionally studied to compare the results with Fenton oxidation. The COD values of raw wastewater were between 2360 mg/L and 3930 mg/L. Ferrous iron and H2O2 dosage, reaction time and temperature were studied to find optimum conditions. According to results, optimum Fe(II)/H2O2 ratio was found as 1/5. Fenton reaction was observed to be fast in the first 10 minute and then reached to the equilibrium in 60 min. Conductivity, Oxidation/Reduction Potential (ORP) and pH values were also measured. Maximum removal efficiencies were obtained as 79% for Fenton, 90% for Photo-Fenton and 86% for Sono-Fenton oxidation. It was concluded that the oxidation reactions followed pseudo-second-order reaction kinetic. The changes in Gibbs free energy were calculated as -4.6, -3.2, -0.9 and -0.2 kJ/mol for the temperatures of 283 K, 293 K, 313 K and 333 K, respectively. Fenton process was evaluated to be spontaneous and exothermic under natural conditions.
Özet
Bu çalışmada, ilaç endüstrisi atık suyundan Fenton oksidasyonu kullanılarak Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) giderimi ile morötesi (UV) ve görünür bölgedeki absorbans değişimleri incelenmiştir. Oksidasyon reaksiyonu için kinetik ve termodinamik veriler hesaplanmıştır. Ayrıca, Fenton için belirlenen optimum dozda Foto-Fenton ve Sono-Fenton prosesleri de çalışılarak karşılaştırma yapılmıştır. İlaç endüstrisi atıksuyundan alınan numunelerin KOİ değerleri 2360-3930 mg/L aralığında bulunmuştur. Oksidasyon reaksiyonları için en uygun şartların sağlandığı optimum değerleri belirlemek için Fe(II) ve H2O2 dozları, reaksiyon süresi ve sıcaklık parametreleri çalışılmıştır. Optimum Fe(II)/H2O2 oranı 1/5 olarak saptanmıştır. Fenton reaksiyonunun ilk 10 dakika içerisinde hızlı bir şekilde gerçekleştiği ve daha sonra yavaşlayarak 60 dakika içerisinde dengeye ulaştığı gözlenmiştir. İletkenlik, Oksidasyon/Redüksiyon Potansiyeli (ORP) ve pH değerleri de izlenmiştir. Maksimum giderim verimleri Fenton için %79, Foto-Fenton için %90 ve Sono-Fenton için %86 olarak elde edilmiştir. Fenton oksidasyonu ile ilaç endüstrisi atıksuyunun arıtılması işleminin yalancı ikinci derece kinetiğe uyduğu belirlenmiştir. Serbest enerji değişimi 283 K, 293 K, 313 K ve 333 K sıcaklıklarında sırası ile -4.6, -3.2, -0.9 ve -0.2 kJ/mol olarak elde edilmiştir. Fenton prosesinin istemli olduğu ve ekzotermik özellik gösterdiği belirlenmiştir.