محسن نوروزی

صنایع تولید محصولات سلولزی، به ویژه صنایع دستمال کاغذی، از جمله منابع اصلی تولید فاضلاب صنعتی با بار آلودگی بالا به شمار می روند. این فاضلاب ها حاوی ترکیبات آلی پیچیده و دیرتجزیه پذیری همچون لیگنین و سلولز هستند که منجر به افزایش چشمگیر اکسیژن خواهی شیمیایی (COD )، اکسیژن خواهی زیستی (BOD )، رنگ، بو و سمیت در منابع آبی شده و مخاطرات محیط زیستی و بهداشتی قابل توجهی به همراه دارند. در این راستا، پژوهش حاضر با هدف توسعه و تحلیل کارایی روش های الکتروشیمیایی بر اساس سه سناریوی انعقاد الکتریکی (EC )، الکتروفنتون ( EF) و سناریوی ترکیبی (EC/EF)، در تصفیه فاضلاب واقعی حاصل از کارخانه دستمال کاغذی انجام گرفت. یکی از نوآوری های کلیدی مطالعه حاضر، استفاده از سوئیچر خودکار آند-کاتد است که با جلوگیری از تشکیل لایه های غیرفعال اکسیدی روی سطح الکترودها، موجب بهبود انتقال الکترون، افزایش عمر الکترود، کاهش مصرف انرژی و همچنین کاهش بیش از 50 درصدی مصرف آب برای شست وشوی الکترودها شد. به منظور بهینه سازی شرایط عملیاتی شامل pH، چگالی جریان، زمان واکنش و غلظت پراکسید هیدروژن در سناریو های مورد بررسی از روش سطح پاسخ ( RSM) مبتنی بر طراحی مرکب مرکزی ( CCD) استفاده گردید. در شرایط بهینه، راندمان حذف COD به ترتیب در سناریوهای EC، EF و EC/EF برابر با 64٪، 72٪ و 9/92% به دست آمد. به منظور ارزیابی اثرات محیط زیستی، ارزیابی چرخه حیات (LCA ) بر اساس استانداردهای ISO 14040 و ISO 14044 با استفاده از نرم افزار SimaPro و روش ReCiPe 2016 انجام شد. بیشترین تأثیرات محیط زیستی مربوط به گرمایش جهانی، سمیت اکوسیستم خشکی و کاهش منابع فسیلی بود که عمدتاً ناشی از مصرف انرژی بود. میزان انتشار گازهای گلخانه ای براساس CO2-eq به ازای حذف یک کیلوگرم COD به ترتیب برابر با 6/36 کیلوگرم برای سناریوی (EC)، 7/20 کیلوگرم برای سناریوی (EF) و 94/19 کیلوگرم برای سناریوی (EC/EF) گزارش شد. همچنین، شاخص اثر بر سلامت انسان از mPt 894 (EC) به mPt 528 در(EC/EF) کاهش یافت. آنالیز حساسیت نشان داد که کاهش 10 درصدی در مصرف برق می تواند اثرات محیط زیستی را در بازه ای بین 2/1% تا 9/11% کاهش دهد. بر اساس تحلیل تقاضای انرژی تجمعی (CED )، میزان انرژی مصرفی در فرآیندهای EC، EF و EC/EF به ترتیب 617، 352 و 341 مگاژول بر کیلوگرم COD برآورد گر