Abstract
The Electro-Fenton oxidation process is one of the essential advanced electrochemical oxidation processes used to treat Phenol and its derivatives in wastewater. The Electro-Fenton oxidation process was carried out at an ambient temperature at different current density (2, 4, 6, 8 mA/cm2) for up to 6 h. Sodium Sulfate at a concentration of 0.05M was used as a supporting electrolyte, and 0.4 mM of Ferrous ion concentration (Fe2+) was used as a catalyst. The electrolyte cell consists of graphite modified by an electrodepositing layer of PbO2 on its surface as anode and carbon fiber modified with Graphene as a cathode. The results indicated that Phenol concentration decreases with an increase in current density, and the minimum Phenol concentration obtained after 6 h of electrolysis at 8 mA/cm2 is equal to 7.82 ppm starting from an initial concentration about 155 ppm. The results obtained from the kinetic study of Phenol oxidation at different current density showed that the reaction followed pseudo first-order kinetics regarding current density. Energetic parameters like specific power consumption and current efficiency were also estimated at different current density. The results showed that an increase in current density caused an increase in the specific power consumption of the process and decreased current efficiency.
Keywords
carbon fiber
Electro-Fenton oxidation
Graphene
Phenolic pollutants
Wastewater
Abstract
عملية أكسدة الكترو-فنتون هي إحدى عمليات الأكسدة الكهروكيميائية الأساسية المتقدمة المستخدمة في معالجة الفينول ومشتقاته في مياه الصرف الصحي. تم إجراء عملية أكسدة الكترو-فنتون في درجة حرارة المختبر و بأستخدام كثافات تيار مختلفة (2 ، 4 ، 6 ، 8 مللي أمبير / سم 2) لمدة تصل إلى 6 ساعات. تم استخدام كبريتات الصوديوم بتركيز 0.05 مولار كمحلول كهربائي داعم ، و استخدم 0.4 ملي مولار من تركيز الأيونات الحديدية (Fe2 +) كمحفز. تتكون خلية المعالجة الكهربائية من الجرافيت المعدل بواسطة ترسيب طبقة من PbO2 على سطحها كأنود وألياف كربون معدلة باستخدام الجرافين ككاثود. أشارت النتائج إلى أن تركيز الفينول يتناقص مع زيادة كثافة التيار ، والحد الأدنى لتركيز الفينول المتحصل عليه بعد 6 ساعات من التحليل الكهربائي عند 8 مللي أمبير / سم 2 يساوي 7.82 جزء في المليون بدءا من التركيز الاولي للفينول الذي يساوي تقريبا 155 ppm. أظهرت النتائج المتحصل عليها من الدراسة الحركية لأكسدة الفينول عند كثافات تيار مختلفة أن التفاعل يتبع حركية من الدرجة الأولى. كما تم تقدير المعلمات النشطة مثل استهلاك الطاقة المحدد و الكفاءة الحالية بكثافات تيار مختلفة. أظهرت النتائج أن الزيادة في كثافة التيار أدت إلى زيادة في استهلاك الطاقة المحدد للعملية و انخفاض كفاءة التيار.
Keywords
مياه الصرف الصحي ، ملوثات الفينول ، أكسدة إلكترو-فينتون ، الجرافيت ، ألياف الكربون