واژه‌هاي كليدي: فنل،رادیکالهای هیدروکسیل،روش تاگوچی، اکسایش الکتروشیمیایی فهرست مطالبفصل 1: مقدمه 21-1- مقدمه...... 2 فصل 2: مروري بر منابع 22-1- مقدمه................................... 22-2- روش تصفیه الکتروشیمیایی................. 22-3- مزایا و معایب سیستم‌های الکتروشیمیایی.... 22-4- انواع روشهای تصفیه الکتروشیمیایی........ 22-4-1- تصفیه کاتدی آب و پساب صنعتی.......... 22-4-2- لخته شدن الکتروشیمیایی............... 22-4-3- شناورسازی الکتروشیمیایی.............. 22-4-4- روشهای پیشرفته اکسایش الکتروشیمیایی.. 22-5- اکسایش الکتروشیمیایی.................... 22-6- اکسایش آندی............................. 22-6-1- اکسایش مستقیم در آند................. 22-6-2- مدل پیشنهادی برای اکسایش آندی مواد آلی به کمک رادیکالهای هیدروکسیل.................................. 22-7- آلاینده‌ی فنل............................. 22-7-1- منابع و سنتز صنعتی فنل............... 22-7-2- کاربردهای صنعتی فنل.................. 22-7-3- صنایع تولید کننده فنل................ 22-8- انتخاب الکترود مناسب برای انجام فرآیند تصفیه 22-9- مکانیسم کلی اکسایش الکتروشیمیایی فنل توسط الکترودهای مختلف............................................. 22-10- انتخاب الکترولیت پشتیبان مناسب برای انجام فرآیند زدایش............................................. 22-11- مروری بر یافته‌های دیگر محققان بر روی روشهای الکتروشیمیایی زدایش فنل.................................... 22-12- عوامل مؤثر روی میزان زدایش فنل ........ 22-13- پتانسیل رهایش اکسیژن................... 22-14- نتیجه گیری............................. 2 فصل 3: روش تحقيق 23-1- مقدمه................................... 23-2- علت انتخاب روش اکسایش الکتروشیمیایی..... 23-3- انتخاب و تهیه تجهیزات آزمایشگاهی........ 23-3-1- وسایل و مواد شیمیایی مورد نیاز....... 23-4- انجام آزمایشها.......................... 23-4-1- پساب مورد استفاده در فرآیند.......... 23-4-2- روش انجام آزمایشها................... 23-5- طراحی آزمایش با روش تاگوچی.............. 2 فصل 4: نتايج و تفسير آنها 24-1- مقدمه................................... 24-2- تاثیر پارامترهای موردنظر بر سیستم....... 24-2-1- تاثیر پارامترpH بر بازده فرآیند..... 24-2-2- تاثیر غلظت الکترولیت پشتیبان......... 24-2-3- تاثیر دانسیته جریان.................. 24-2-4- تاثیر فاصله بین الکترودها............ 24-3- شرایط بهینه............................. 24-4- تحلیل واریانس نتایج..................... 24-5- محاسبه انحراف معیار..................... 24-6- بررسی تاثیر میزان غلظت اولیه فنل بر بازده فرآیند 24-7- بررسی تاثیر نوع الکترولیت پشتیبان بر بازده فرآیند 24-8- انرژی مصرفی............................. 2فصل 5: جمع‌بندي و پيشنهادها 605-1- مقدمه.................................. 615-2- دستاوردها.............................. 615-3- نوآوری................................. 625-4- پیشنهادها.............................. 62فصل 6:مراجع 2فصل 7: پيوست‌ها 2 فهرست اشکالشكل (2-1) ساختار فنل.......................... 2شكل (2-2) شمایی از مکانیسم اکسایش الکتروشیمیایی فنل 2شكل (3-1) دستگاه آزمایشگاهی مورد استفاده...... 2شكل (3-2) دستگاه اسپکتروفتومتر................ 2شكل (4-1) تاثیر pH بر روی زدایش فنل............ 2شكل (4-2) تأثير غلظت الکترولیت پشتیبان بر‌روی زدايش فنل 2شكل (4-3) تأثير دانسیته جريان بر روی زدايش فنل2شكل (4-4) تأثير فاصله بین الکترودها بر‌روی زدايش فنل 2شكل (4-5) درصد زدایش در pHو غلظتهای مختلف الکترولیت پشتیبان 2شكل (4-6) درصد زدایش در pHو فاصله‌های مختلف بین الکترودها2شكل (4-7) درصد زدایش در دانسیته جریان و غلظتهای مختلف الکترولیت پشتیبان....................................... 2شكل (4-8) درصد زدایش در دانسیته جریان و فاصله‌های مختلفبین الکترودها.............................................. 2شكل (4-9) درصد زدایش در غلظت و فاصله‌های مختلف بین الکترودها 2شكل (4-10) درصد زدایش در pH و دانسیته جریان‌های مختلف 2شكل (4-11) روند تغییرات غلظت فنل با زمان در شرایط بهینه 2شكل (4-12) روند تغییرات دما با زمان در شرایط بهینه 2شكل (4-13) روند تغییرات ولتاژ سیستم با زمان در شرایط بهینه 2شكل(4-14) محلول الکترولیتی پس از انجام آزمایش در شرایط بهینه با دانسیته جریان 178/0 آمپر بر سانتیمتر مربع...... 2شكل (4-15) محلول الکترولیتی پس از انجام آزمایش در شرایط بهینه با دانسیته جریان 125/0 آمپر بر سانتیمتر مربع...... 2شكل (4-16) تاثیر میزان غلظت اولیه فنل بر بازده فرآیند 2شكل (4-17) نمودار تاثیر نوع الکترولیت روی بازده فرآیند 2 فهرست جداول جدول (2-1) خواص فیزیکی و شیمیایی فنل...................................................................................... 2جدول (3-1) سطوح مختلف عوامل مورد بررسی در آزمایشها....................................................... 2جدول (3-2) آرایه استاندارد L9برای طراحی آزمایشها................................................................. 2جدول (4-1) نتایج مربوط به زدایش فنل از پساب............................................................................ 2جدول (4-2) نرخ‌های S/N اصلی برای هر سطح از پارامترها......................................................... 2جدول (4-3) سطوح بهینه مربوط به هر پارامتر.................................................................................. 2جدول (4-4) ANOVA تهیه شده توسط نرمافزار Winrobust..................................................50جدول (4-5) سهم هر پارامتر................................................................................................................... 2جدول (4-6) میزان انحراف معیار............................................................................................................ 2جدول (4-7) میزان انرژی واحد برای زدایش COD....................................................................... 2جدول(4-8) میزان انرژی مصرف شده برای انجام فرآیند توسط تحقیقات مختلف......................59 1-1- مقدمهضایعات آب مشکلی جدی در سطح جهان است. دسترسی به آب سالم و تمیز برای تأمین نیازهای انسانی مختلف، در دهههای آینده یک چالش مهم محسوب میشود. انجمن حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا برآورد کرده است که تقریباً یک سوم جریان آب جهان به طور مشخص آلوده است و اصل حفظ کیفیت آب برهم زده شده است. بنابراین چه برای مصارف آشامیدنی و چه برای مصارف صنعتی معمولاً آب طبیعی احتیاج به تصفیه دارد .پسابهای صنعتی با توجه به منشاء آلودگی میتوانند شامل انواع آلودگی باشند. نظیر پسابهای روغنی، پسابهای حاوی مواد آلی، پسابهای حاوی رنگ و ... . با شناخت نوع آلودگی میتوان روش زدایش آنها را بررسی کرد.ترکیبات مقاوم در برابر تجزیه زیستی در فاضلابهای صنعتی علاوه بر سمیت میتوانند موجب طعم و بوی بد آب شوند. آنها به طور کامل توسط تصفیه بیولوژیک خارج نمیشوند به طوریکه آبهای آلوده با این ترکیبات توسط تصفیه شیمیایی، تحت فرآیند تصفیه قرارمیگیرند.روشهای متداول تصفیه پساب به چهار دسته زیر تقسیم میشوند: در سالهای اخیر، توجه به تکنولوژی الکتروشیمیایی برای تصفیه پسابها افزایش یافته است. مزیت کاربرد روشهای الکتروشیمیایی نسبت به سایر روشها شامل سازشپذیری زیستمحیطی، استفاده از تجهیزات ساده، سرعت بالای انجام فرآیند و ... میشود. این روش تصفیه به عنوان یک تکنیک بسیار نویدبخش برای تصفیه آبهای زیرزمینی آلوده، آبهای سطحی و فاضلابهای شامل آلودگیهای آلی غیرزیستتخریبپذیر مطرح شده است. امروزه تکنولوژیهای الکتروشیمیایی به موقعیتی رسیدهاند که نه تنها با تکنولوژیهای دیگر از نظر قیمت قابل رقابت هستند بلکه مؤثرتر نیز هستند. برای موقعیتهای زیادی ناگزیر به استفاده از تکنولوژیهای الکتروشیمیایی برای تصفیه فاضلابهای دارای آلایندههای مقاوم[1] هستیم.فنل یک آلاینده آلی مقاوم در برابر تجزیه زیستی است که موجب سمی شدن منابع آبی میشود. این ترکیب یکی از مواد پرمصرف در پالایشگاههای نفت، پتروشیمی، نساجی، دارویی و ... میباشد که از طریق دفع غیر بهداشتی پساب این صنایع منجر به آلودگی محیط زیست میگردد. این اسید ضعیف سمی، حتی در غلظتهای پایین منجر به ایجاد مزه و بوی ناخوشایند میشود.پسابهای فنلی در مقابل تجزیه بیولوژیکی بسیار مقاوم هستند. این پسابها به عنوان یک خطر جدی برای سلامتی بشریت به حساب میآیند چون سمیت بالایی دارند. سمیت و بوی بد فنلها مجوز تصفیه آنها قبل از تخلیه در محیط زیست است. برای زدایش فنل از پسابهای صنعتی تاکنون از روشهای متفاوتی استفاده شده است. در سالهای اخیر استفاده از روش اکسایش الکتروشیمیایی برای زدایش فنل به طور گسترده مورد بررسی و توجه قرار گرفته است. در این روش، اکسایش ترکیبات فنلی مرهون تولید رادیکالهای هیدروکسیل روی سطح الکترودها است. با توجه به بررسیهای مختلف این نتیجه بدست آمده است که جنس الکترود در میزان زدایش ترکیبات فنلی تأثیر بسزایی دارد.