The use of advanced oxidizing agents for the removing of the chosen dyes from aqueous solutions

Usuwanie zanieczyszczeń organicznych z wód i ścieków, szczególnie w przypadku substancji trudno biodegradowalnych, pozostaje wciąż nierozwiązanym problemem. Wśród licznych metod coraz częściej zwraca się uwagę na możliwość zastosowania w tym celu nowoczesnych czynników utleniających. W prezentowanej pracy analizowano zmianę stężenia wybranych barwników pod wpływem działania UV (254 nm), nadtlenku wodoru oraz odczynnika Fentona. Do badań wybrano: fiolet krystaliczny (stężenie barwnika 10 mg/l) należący do grupy barwników trifenylometanowych, zwanych także barwnikami anilinowymi, czerwień fenolową (stężenie 70 mg/l) z grupy barwników kwasowych oraz zieleń naftolową (stężenie 100 mg/l) z grupy barwników nitrozowych. W efekcie działania wybranych czynników na wodne roztwory barwników obserwowano stopniowe odbarwianie oraz zakwaszanie układu reakcyjnego. Najwolniej rozkład barwników zachodził pod wpływem promieniowania UV, przy czym w przypadku czerwieni metylowej barwa roztworu utrzymywała się nawet po 80 min naświetlania. Istotny wzrost szybkości rozkładu barwników (ponad 10-krotny) obserwuje się w przypadku działania H2O2/UV. W tych warunkach obserwuje się dla wszystkich barwników synergiczny efekt pogłębionego utleniania w stosunku do UV. Wzrost dawki utleniacza skutkuje ok. 2,5-krotnym wzrostem szybkości rozkładu barwników. Stwierdzono, że najskuteczniejszym czynnikiem utleniającym jest odczynnik Fentona w obecności promieniowania UV Fe2+/H2O2/UV przy stosunku Fe:H2O2 wynoszącym 1:5. W tych warunkach redukcję stężenia na poziomie 97% obserwuje się już po 3 min, co skutkuje całkowitym odbarwieniem analizowanego roztworu.Removing organic impurities, particularly difficult-to-biodegrade substances, from water and wastewater is an important problem requiring further investigation. An increasing number of researchers consider the use of Advanced Oxidation Processes (AOPs). This paper discusses the effects of UV radiation (254 nm), hydrogen peroxide, and Fenton's reagent on the concentration of dyes. The dyes selected for the analysis were: methyl violet with a concentration of 10mg/l representing triphenylmethane dyes, also known as aniline dyes; phenol red with a concentration of 100 mg/l, representing acid dyes; and naphthol green with a concentration of 70 mg/l representing nitro dyes. It was found that the exposure to these oxidants resulted in gradual decolourization and acidification of the reaction mixture. The slowest decomposition rates were observed during the exposure to UV radiation; in the case of phenol red, the colour of the solution remained unchanged even after 80 minutes of exposure. The exposure to H2O2/UV caused a considerable (more than tenfold) increase in the decomposition rate. The synergistic effect of H2O2 and UV radiation resulting in enhanced oxidation was observed for all the dyes. An increase in the amount of oxidant resulted in a 2.5-fold increase in the dye decomposition rate. The test results illustrate that Fenton's reagent with UV radiation was the most effective oxidizing agent. After 3 minutes of exposure to the Fe2+/H2O2/UV system with the weight ratio of Fe2+:H2O2 being 1:5, there was a 97% decrease in the dye concentration followed by complete decolourization of the solution