فرایند اکسیداسیون پیشرفته (AOP)

فرایند اکسیداسیون پیشرفته (AOP) چیست ؟

فرایند اکسیداسیون پیشرفته یکی از فناوری های نوظهور پایدار می باشد. به این علت که آلاینده های سمی را مانند فرایند جذب سطحی از یک فاز به فاز دیگر تبدیل نمی کند بلکه آن ها را به مواد واسطه غیر سمی، کربن دی اکسید و آب معدنی سازی می کند.

به طور کلی فرایند اکسیداسیون پیشرفته شامل تولید رادیکال هیدروکسیل (OH)، دومین اکسنده قوی ( 2.8 V) بعد از فلورین، می باشد.

مزایای اکسنده رادیکال هیدروکسل

اکسنده رادیکال هیدروکسل دارای مزایای متعددی نظیر واکنش پذیری بالا، نیمه عمر کوتاه، غیر سمی و غیر خورندگی می باشد که می تواند در هر سیستمی تحت کنترل قرار گیرد.

رادیکال هیدروکسیل توسط سه مکانیسم هیدروژن زدایی، هیدروکسیل دار کردن و انقال جرم، ترکیبات آلی و آلی فلزی را بسته به ماهیت ترکیب تخریب می کند.

یانگ و همکارانش در سال 2021 ماهیت مواد آلی مقاوم از جریان ورودی فاضلاب صنعتی خام، مخزن رسوب گزاری و جریان خروجی مخزن اکسیداسیون پیشرفته پارک صنعتی آنوهای در کشور چین را مورد بررسی قرار داده اند.

آن ها گزارش کرده اند که تنها 8 ارگانیک در جریان خروجی مخزن AOP مشاهده شده است در حالی که پیش از این فرایند 59 و 28 از آلکان های بلند زنجیر و مشتقات آن ها در جریان خروجی خام و مخزن تصفیه ثانویه، به ترتیب مشاهده شده است.

تصفیه فاضلاب به روش AOP

ترکیب AOP با فرایند های تصفیه فاضلاب متداول مانند روش بیولوژیکی، جذب سطحی و فیلتراسیون غشایی می تواند بازدهی تخریب ترکیبات آلی را بهبود دهد.

به عنوان مثال ترکیبات مقاوم زیستی در فاضلاب لبنیات توسط AOP (در این مثال الکترو-فنتون) به مواد واسطه ساده زیست تخریب پذیر که به راحتی توسط فرایند بیولوژیکی حذف می شود، تبدیل می شوند. بنابراین، فرایند ترکیبی از AOP و به دنبال آن فرایند بیولوژیکی بی هوازی به کاهش بار ترکیبات آلی کمک می کند.

تصفیه همزمان فاضلاب، به دلیل ماهیت پیچیده آن یک عمل چالش برانگیز می باشد. محدوده خواص فیزیکی-شیمیایی، به میزان گسترده ای بسته به منابع آن متنوع می باشد.

بنابراین، محدوده گوناگونی از بار مواد آلی، منجر به pH های مختلف، بار یونی و سایر موارد می شود. بنابراین، هیچ استراتژی واحدی برای تصفیه بسته به مشخصه های منحصر به فرد برای کاربرد های همه جانبه، توجیه پذیر نمی باشد. گروهی از موارد متمایز به منظور درک فاضلاب از لحاظ اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)، اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BOD)، کل کربن آلی TOC) )، کل مواد جامد محلول TDS)) ، کل مواد جامد معلق (TSS) تعریف شده است.

 

آلاینده مورد نظر	روش تصفیه	مشاهدات	منابع
ترکیبات فنلی و فنل	اکسایش مرطوب به کمک هوا	ترکیبات فنلی جایگزین و فنل آلاینده هدف بوده است. مکانیسم واکنش و سینتیک فرایند گزارش شده است.	[1]
پساب زیتون	AOP مختلف	رویکرد های فیزیکی-شیمیایی مختلف برای تصفیه پساب زیتون. براورد هزینه ای نشان داده است که فرایند فنتون خورشیدی مقرون به صرفه ترین روش بوده است.	[2]
فاضلاب پتروشیمیایی	هضم بی هوازی، AOP	پیش تصفیه توسط هضم بی هوازی و به دنبال آن AOP، قادر به حذف آلاینده های مخصوص می باشد; ارزیابی بازیابی انرژی زیستی از فاضلاب پتروشیمیایی، مورد بررسی قرار گرفته شده است.	[3]
فاضلاب صنعتی	AOP بر پایه سولفات	یک مکانیسم محتمل برای تخریب مواد آلی مقاوم مورد بررسی قرار گرفته است.	[4]
فاضلاب سنتزی	AOP کاتالیزور ناهمگن (کاتالیزور بر پایه آهن)	مرور و بررسی کاتالیزور های بر پایه آهن (آهن صفر ظرفیتی، کامپوزیت های آهن) با کمک نور و برق; افزودن عامل کاهنده، فعال سازی و اثر کاتالیزوری AOP را افزایش می دهد.	[5]
فاضلاب سنتزی	AOP بر پایه سولفات با استفاده از کاتالیزور	مکانیسم جزئی فعالسازی پرسولفات با استفاده از کاتالیزور آهن برای تخریب مواد آلی مقاوم; فاکتور های موثر مانند پرسولفات و غلطت Fe2+، pH، حضور یون های غیر آلی و عامل کی لیت ساز مورد بررسی قرار گرفته است.	[6]
پساب اسمز معکوس	AOP مختلف	این بررسی روش مقرون به صرفه ای را برای تصفیه پساب شامل پیش انعقاد و فرایند اکسیداسیون پیشرفته و به دنبال آن تصفیه بیولوژیکی را پیشنهاد کرده است.	[7]
فاضلاب سنتزی	اکسایش کاتالیزوری مرطوب به کمک هوا(کاتالیزور ناهمگن رس ستونی)	توسعه کاتالیزور ناهمگن رس ستونی توسط فناوری سبز (ماکروویو، فراصوت) به منظور غلبه بر محدودیت فرایند CWAO متداول	[8]
فاضلاب صنعتی و سنتزی	الکتروکاتالیزور نوری	جنبه های اساسی و سینتیک الکترولیز نوری; تکنیک های آماده سازی فوتوآند، پیکربندی راکتور و پارامتر های عملیاتی درگیر در آب اصلی و سنتزی مورد بررسی قرار گرفته است.	[9]
نساجی و دارویی	AOP همراه با نانوکاتالیزور	افزایش تخریب در حضور نانوکاتالیزور های مختلف; مکانیسم درگیر در فراید مورد بررسی قرار گرفته است.	[10]
فاضلاب صنعتی	ازن زنی کاتالیزور ناهمگن	تخریب کارامد مواد آلی مقاوم توسط ازن زنی فوتوکاتالیستی در سیستم آب کاربردی و تنظیم شده; کاهش سمیت در جریان خروجی در بیشتر مطالعات; افزایش سمیت در برخی از مطالعات می تواند به علت معدنی سازی ناتمام مواد آلی (مانند سولفامتوکسازول) باشد.	[11]