بررسی کارایی فرایند اکسیداسیون پیشرفته بر پایه ازن زنی کاتالیستی در حضور نانوذرات اکسید روی سنتز شده (ZnO) در حذف ترکیبات آلی فرار (VOCs) در هوای آلوده

چکیده زمینه و هدف: انتشار ترکیبات آلی فرار از منابع ثابت و متحرک، باعث افزایش غلظت زمینه­ای این ترکیبات در محیط زیست می­شود. این ترکیبات دارای پتانسیل ایجاد خطر برای محیط زیست و سلامتی انسان هستند. اتخاذ روش‌های مدیریتی و مهندسی در کنترل انتشار این آلاینده­ها به امری ضروری تبدیل شده است. مطالعه حاضر با هدف استفاده از فرآیند اکسیداسیون پیشرفته ازن­زنی کاتالیستی جهت کاهش غلظت این آلاینده­ها در خروجی صنایع انجام شد. مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی از فرآیند ازن­زنی در حضور بستر کاتالیستی حاوی نانوکامپوزیت­های نانوکامپوزیت اکسید روی (ZnO) پوشش داده شده بر روی زئولیت جهت تصفیه هوای آلوده به ترکیبات BTEX به‌عنوان شاخص­های ترکیبات آلی فرار در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شد. در این مطالعه، ابتدا سنتز نانوکامپوزیت بر اساس روش هم‌رسوبی شیمیایی صورت گرفت. آنالیزهای SEM (میکروسکوپ الکترونی روبشی)، XRD (الگوی پراش اشعه ایکس)، BET و FT-IR (طیف سنج مادون قرمز فوریه) جهت بررسی خصوصیات ساختاری نانوکامپوزیت انجام شد. متغیرهای غلظت اولیه BTEX (50-200 پی پی ام)، دبی (5-20 لیتر در ساعت)، رطوبت (0-75%) و غلظت ازن (25/0 -1 گرم در ساعت) مورد بررسی قرار گرفتند. مقدار غلظت ترکیبات BTEX بر اساس دستورالعمل 1501 NIOSH توسط دستگاه گاز کروماتوگرافی اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: نتایج آنالیزهای SEM، XRD، BET و FT-IR بیانگر سنتز مناسب نانوکامپوزیت بود. بر اساس نتایج به‌دست آمده آزمایشگاهی، شرایط بهینه فرآیند شامل: غلظت اولیه آلاینده‌ها برابر 50 پی پی ام، دبی ورودی جریان هوای آلوده برابر 5 لیتر در ساعت، رطوبت نسبی هوا 25-35% و غلظت ازن ورودی برابر 1 گرم در ساعت بود. در این شرایط، کارایی حذف ترکیبات بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن به‌ترتیب 98، 96، 92 و 91 درصد به‌دست آمد. فرآیندهای ازن‌زنی ساده و جذب سطحی، کارایی پایین‌تری نسبت به ازن‌زنی کاتالیزوری دارند و اثر هم‌افزایی فرآیند مشهود است. نتیجه‌گیری: فرآیند ازن زنی کاتالیزوری، توانایی کاهش غلظت ترکیبات BTEX را به حد استاندارد تعیین شده دارد. از این فرآیند می‌توان جهت تصفیه جریان هوای آلوده صنایع منتشر کننده BTEX که تهدید کننده سلامت انسان و محیط زیست است، استفاده نمود. نوع مقاله: پژوهشی کلید واژه‌ها: ازن‌زنی، اکسید روی، ترکیبات آلی فرار، نانوکامپوزیت، هوای آلوده، BTEX