بررسی کارایی فوتوراکتور چرخان مبتنی بر منابع نوری خطی (LED) در حذف آلاینده‌های آلی رنگزا: بررسی محصولات حدواسط و بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 دانشگاه زنجان

3 مرکز تحقیقات سلامت و محیط‌زیست (HERC)، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، تبریز، ایران

10.30509/jscw.2025.167616.1252

چکیده

در این مطالعه، از یک فوتوراکتور چرخان طراحی‌شده مجهز به نور LED و فعال‌سازی پرسولفات برای حذف رنگزای Basic Red 46 از محلول‌های آبی استفاده شد. پارامترهای کلیدی عملیاتی شامل غلظت اولیه رنگزا، مقدار پرسولفات، سرعت چرخش استوانه و محل قرارگیری منبع نور بررسی شدند. نتایج نشان دادند که کاهش غلظت رنگزا، افزایش غلظت پرسولفات تا ۵۰ میلی‌مولار، سرعت چرخش متوسط (۶ rpm)، و قرار دادن منبع نور در سمت چپ راکتور منجر به بهینه‌سازی عملکرد حذف شدند. تحلیل سینتیکی تطابق داده‌ها با مدل شبه مرتبه اول را تأیید کرد. آزمون TOC نیز کاهش چشمگیر بار آلی محلول را نشان داد که گواهی بر تخریب مؤثر ساختار رنگزا بود. همچنین، آنالیز GC-MS شناسایی ترکیبات حدواسط با ساختارهای ساده‌تر را نشان داد که روند معدنی‌سازی رنگزا را تأیید می‌کند. نتایج به‌روشنی کارایی بالای سیستم LED/پرسولفات در حذف مؤثر آلاینده‌های رنگی مقاوم و پتانسیل آن را در تصفیه پایدار پساب‌های صنعتی اثبات می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Performance of a Rotary Photoreactor Equipped with Linear LED Light Sources in the Removal of Organic Dye Pollutants: Intermediate Products Analysis and Optimization of Operational Parameters

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Narges Saeedi 1
  • محمدحسین رسولی فرد
  • Mir Saeed Seyed Dorraji 2
  • Rahmatollah Pourata 2
  • Negar Sehati 3
1 Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Zanjan, P. O. Code: 4537138791, Zanjan, Iran
2 Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Zanjan, P. O. Code: 4537138791, Zanjan, Iran
3 Health and Environment Research Center (HERC), Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

In this study, a custom-designed rotary photoreactor equipped with LED light and activated persulfate was employed to remove the persistent dye Basic Red 46 from aqueous solutions. Key operational parameters including initial dye concentration, persulfate dosage, cylinder rotation speed, and light source position were investigated. The results demonstrated that lower dye concentrations, increased persulfate dosage up to 50 mM, a moderate rotation speed (6 rpm), and positioning the LED on the left side of the reactor significantly enhanced removal efficiency. Kinetic analysis confirmed that the degradation process followed a pseudo-first-order model. TOC analysis showed a considerable reduction in organic content, indicating effective breakdown of the dye structure. Furthermore, GC-MS analysis identified intermediate compounds with simpler structures confirming the mineralization of the dye. These findings clearly demonstrate the high efficiency of the LED/persulfate system in degrading resistant dye pollutants and highlight its potential for sustainable industrial wastewater treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rotary Photoreactor
  • LED Activation
  • Advanced Oxidation Processes (AOPs)
  • Basic Red 46
  • Persulfate
  • Intermediate Products (GC-MS Analysis)