સોનિકેશન ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓને સુધારે છે

સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓમાં ફેન્ટન રસાયણશાસ્ત્રને ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે સંયોજિત કરવામાં આવે છે, જેથી હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલનું નિર્માણ તીવ્ર બને, દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ સુધરે અને ઓક્સિડેટિવ વિઘટન પ્રક્રિયાઓ ઝડપી બને. પ્રયોગશાળાઓ, પાયલોટ પ્લાન્ટ અને ઔદ્યોગિક વપરાશકર્તાઓ માટે, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ગંદા પાણીની શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા, રંગદ્રવ્યોનું વિઘટન, માટીનું પ્રદૂષણ નિવારણ, લિગ્નિનની પૂર્વપ્રક્રિયા અને રાસાયણિક વિઘટન જેવી અદ્યતન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ (AOPs) સુધારવા માટે નિયંત્રિત કરી શકાય તેવી અને મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય તેવી રીત પૂરી પાડે છે.

સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા શું છે?

પરંપરાગત ફેન્ટન પ્રતિક્રિયામાં અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ (•OH) ઉત્પન્ન કરવા માટે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ (H₂O₂) અને આયર્ન ઉત્પ્રેરકોનો ઉપયોગ થાય છે. આ રેડિકલ કાર્બનિક પ્રદૂષકો, રંગદ્રવ્યો, દ્રાવકો, હાઇડ્રોકાર્બન, લિગ્નિન અને અન્ય વિઘટનપ્રતિરોધક સંયોજનોનું ઓક્સિડેશન કરે છે. જ્યારે શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે આ પ્રક્રિયાને સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા અથવા અલ્ટ્રાસોનિક ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે.

અલ્ટ્રાસોનિકેશન બે પરસ્પર પૂરક રીતે ફેન્ટન રસાયણશાસ્ત્રને સુધારે છે:

• સોનોકેમિકલ અસર: ધ્વનિક કેવિટેશન પાણીના સોનોલિસિસ અને વધારાના રેડિકલના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.
• સોનોમેકેનિકલ અસર: કેવિટેશનના માઇક્રોજેટ અને કર્તન મિશ્રણ, ઉત્પ્રેરકનું વિખેરણ, આંતરપૃષ્ઠીય ક્ષેત્રફળ અને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણને સુધારે છે.

સંશોધકો અને પ્રક્રિયા ઇજનેરો માટે વ્યવહારુ લાભ વધુ તીવ્ર ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે, જે પ્રતિક્રિયાનો સમય ઘટાડી શકે છે, પ્રદૂષકોનું વિઘટન સુધારી શકે છે, ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ વધુ અસરકારક બનાવી શકે છે અને ફેન્ટન પ્રકારની શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયાઓને મોટા પાયે વિસ્તૃત કરવાનું સરળ બનાવી શકે છે.

શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓને કેવી રીતે સુધારે છે

જ્યારે ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડની ઊર્જા પ્રવાહીમાં સંચારિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે ધ્વનિક કેવિટેશન થાય છે. દબાણના એકાંતર ચક્રો દરમિયાન વરાળની સૂક્ષ્મ પોલાણો વધે છે અને સંકોચન દરમિયાન પ્રચંડ રીતે ધસી પડે છે. આ ધસી પડવાથી અત્યંત ઊંચાં ક્ષણિક તાપમાન અને દબાણ ધરાવતા સ્થાનિક ઉષ્ણ બિંદુઓ સર્જાય છે. જલીય પ્રણાલીઓમાં, કેવિટેશન હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ જેવી પ્રતિક્રિયાશીલ રાસાયણિક જાતિઓના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે.

ફેન્ટન અથવા ફેન્ટન જેવી પ્રક્રિયામાં, કેવિટેશનથી સંચાલિત આ રસાયણશાસ્ત્ર આયર્ન દ્વારા ઉત્પ્રેરિત H₂O₂ના વિઘટન સાથે મળીને કાર્ય કરે છે. તે જ સમયે, અલ્ટ્રાસોનિક કર્તન ઓક્સિડન્ટ, ઉત્પ્રેરકો, નિલંબિત ઘન પદાર્થો અને ઓગળેલા પ્રદૂષકો વચ્ચેનો સંપર્ક સુધારે છે. આથી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નીચેના માટે ખાસ ઉપયોગી બને છે:

• ઓછી જૈવવિઘટનક્ષમતા ધરાવતા કાર્બનિક પ્રદૂષકોવાળા ગંદા પાણીના પ્રવાહો;
• મેગ્નેટાઇટ, ગોઇથાઇટ, TiO₂ અથવા આયર્ન ઓક્સાઇડ જેવા વિષમ ઉત્પ્રેરકો;
• સ્લરી, માટીનાં નિલંબનો, બાયોમાસનાં નિલંબનો અને ઉત્પ્રેરકયુક્ત પ્રવાહી;
• વિશ્વસનીય રીતે મોટા પાયે વિસ્તરણ જરૂરી હોય તેવી બેચ અને ઇનલાઇન અદ્યતન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ.

અલ્ટ્રાસોનિક સોનો-ફેન્ટન રિએક્ટરના લાભો

• ઓક્સિડેશનની વધુ ઊંચી તીવ્રતા: અલ્ટ્રાસાઉન્ડ રેડિકલનું નિર્માણ વધારે છે અને ઓક્સિડેટિવ વિઘટનની ગતિકી સુધારે છે.
• ઉત્પ્રેરકનો વધુ સારો ઉપયોગ: કેવિટેશન ઉત્પ્રેરકોને વિખેરે છે અને પ્રવાહી તથા ઘન પદાર્થ વચ્ચેનો સંપર્ક સુધારે છે.
• પ્રતિક્રિયાનો ઓછો સમય: રેડિકલના નિર્માણ અને મિશ્રણની તીવ્રતા વધારવાથી શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયાનો સમય ઘટી શકે છે.
• મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય તેવી રિએક્ટર ડિઝાઇન: Hielscher સુસંગત કંપનવિસ્તાર નિયંત્રણ ધરાવતા પ્રયોગશાળા, પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર પ્રદાન કરે છે.
• બેચ અથવા ઇનલાઇન સંચાલન: પ્રક્રિયાઓ બીકર અથવા બેચ ટાંકીમાં વિકસાવી શકાય છે અને સતત પ્રવાહવાળા રિએક્ટરમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકાય છે.
• પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ: ડિજિટલ Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ કંપનવિસ્તાર, શક્તિ ઇનપુટ, તાપમાન, દબાણ અને પ્રક્રિયા સમય પર નિયંત્રણ પૂરું પાડે છે.
• 24/7 ઔદ્યોગિક સંચાલન: ભારે કામગીરી માટેના અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો સતત સંપૂર્ણ ભાર પર કાર્ય કરવા માટે રચાયેલા છે.

તમારે સોનો-ફેન્ટન ઉપચાર ક્યારે ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ?

જ્યારે પરંપરાગત ફેન્ટન પ્રક્રિયા ખૂબ ધીમી હોય, ઉત્પ્રેરક સાથેનો સંપર્ક મર્યાદિત હોય, દૂષકોનું ઓક્સિડેશન મુશ્કેલ હોય અથવા નિલંબિત ઘન પદાર્થો પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતા ઘટાડતા હોય ત્યારે સોનો-ફેન્ટન ઉપચાર સૌથી વધુ પ્રસ્તુત બને છે. મૂળભૂત ઓક્સિડેશન રસાયણશાસ્ત્ર બદલ્યા વિના પ્રક્રિયાને પ્રયોગશાળામાં વ્યવહાર્યતાના પરીક્ષણથી ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાક્ષમતા સુધી વિકસાવવી જરૂરી હોય ત્યારે પણ તે ઉપયોગી છે.

સોનો-ફેન્ટનના શ્રેષ્ઠીકરણ માટેના મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણો

સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાની કાર્યક્ષમતા રાસાયણિક અને અલ્ટ્રાસોનિક એમ બંને પ્રકારનાં પરિમાણો પર આધાર રાખે છે. વ્યવહાર્યતા પરીક્ષણ દરમિયાન, Hielscher ગ્રાહકોને ચોક્કસ અપશિષ્ટ જળ, સ્લરી અથવા પ્રતિક્રિયા મિશ્રણ માટે સંબંધિત સંચાલન પરિસ્થિતિઓની શ્રેણીનું મૂલ્યાંકન કરવામાં મદદ કરે છે.

• અલ્ટ્રાસોનિક કંપવિસ્તાર: સોનોટ્રોડ પર કેવિટેશનની તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરતું મુખ્ય પરિમાણ છે.
• શક્તિ ઘનતા અને ઊર્જા ઇનપુટ: ઉપચારિત દ્રવ્યના પ્રતિ એકમ આયતન દીઠ સોનોરાસાયણિક તીવ્રતા નક્કી કરે છે.
• H₂O₂ની સાંદ્રતા: રેડિકલના નિર્માણ અને ઓક્સિડન્ટની બાકી રહેતી માંગને અસર કરે છે.
• આયર્ન ઉત્પ્રેરકનો પ્રકાર અને માત્રા: તેમાં Fe²⁺, Fe³⁺, મેગ્નેટાઇટ, ગોથાઇટ, TiO₂-સહાયિત પ્રણાલીઓ અથવા સ્થિર કરાયેલા ઉત્પ્રેરકોનો સમાવેશ થાય છે.
• pH અને તાપમાન: ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાની ગતિકી, ઉત્પ્રેરકની દ્રાવ્યતા અને રેડિકલના પ્રતિક્રિયા માર્ગોને પ્રભાવિત કરે છે.
• નિવાસ સમય: બેચ ટાંકીઓ અથવા ઇનલાઇન પ્રવાહ રિએક્ટરોમાં રૂપાંતરણ નક્કી કરે છે.
• દબાણ: દબાણ આપી શકાય તેવા અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરો સતત સંચાલન દરમિયાન કેવિટેશનની પરિસ્થિતિઓને વધુ તીવ્ર બનાવી શકે છે.

કેસ અભ્યાસો: અલ્ટ્રાસોનિક રીતે વધારેલી ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ

રાસાયણિક વિઘટન, દૂષણ નિવારણ, બાયોમાસના પૂર્વોપચાર અને ઔદ્યોગિક અપશિષ્ટ જળના ઉપચાર માટે ફેન્ટન અને ફેન્ટન જેવી પ્રતિક્રિયાઓ પર ઉચ્ચ-શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સકારાત્મક અસરોનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. નીચેના ઉદાહરણો દર્શાવે છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિવિધ પ્રણાલીઓમાં રેડિકલનું નિર્માણ, વિઘટન દર અને પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતા કેવી રીતે સુધારી શકે છે.

હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલના વધારેલા નિર્માણ માટે સોનોકેટાલિટિક–ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા

Ninomiya અને સહલેખકો (2013)એ દર્શાવ્યું કે અલ્ટ્રાસોનિકેશન, TiO₂, H₂O₂ અને આયર્ન ઉત્પ્રેરકને સંયોજિત કરવાથી હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલના નિર્માણમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો હતો. આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ લિગ્નોસેલ્યુલોસિક બાયોમાસ માટે પૂર્વોપચારના પગલા તરીકે લિગ્નિનના વિઘટનમાં કરવામાં આવ્યો હતો, જે ત્યારબાદના ઉત્સેચકીય જળવિઘટનને સહાયરૂપ બન્યો હતો.

પ્રાયોગિક વ્યવસ્થા: TiO₂ કણો (2 g/L), H₂O₂ (100 mM) અને FeSO₄·7H₂O (1 mM) નમૂનાના સસ્પેન્શનમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. સસ્પેન્શનનું 180 min સુધી Hielscher UP200S / UP200St વર્ગના અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરનો ઉપયોગ કરીને પ્રોબ સોનોટ્રોડ વડે 35 W અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિ પર સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું. પાત્રનું તાપમાન 25 °C પર નિયંત્રિત રાખવામાં આવ્યું હતું.

પરિણામ: સોનોકેટાલિટિક–ફેન્ટન પ્રતિક્રિયામાં DHBAની સાંદ્રતા 378 μM સુધી પહોંચી હતી, જ્યારે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને TiO₂ વિના ફેન્ટન પ્રતિક્રિયામાં તે 115 μM હતી. સોનોકેટાલિટિક–ફેન્ટન ઉપચાર હેઠળ લિગ્નિનનું વિઘટન વધુ ઝડપથી વધ્યું હતું, જે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ, ઉત્પ્રેરક અને ફેન્ટન રસાયણશાસ્ત્ર વચ્ચે મજબૂત સહક્રિયાત્મક અસર સૂચવે છે.

કેનાફ બાયોમાસના સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોગ્રાફ્સ (SEM): (A) ઉપચાર ન કરેલો નિયંત્રણ નમૂનો, (B) સોનોકેટાલિટિક ઉપચાર, (C) ફેન્ટન ઉપચાર અને (D) સોનોકેટાલિટિક–ફેન્ટન ઉપચાર. પૂર્વોપચારનો સમય: 360 min. માપદર્શક પટ્ટીઓ 10 μm દર્શાવે છે.
(ચિત્ર અને અભ્યાસ: ©Ninomiya et al., 2013)

સોનો-ફેન્ટન જેવા માટીના ઉપચાર દ્વારા નેપ્થેલીનનું વિઘટન

Virkutyte અને સહલેખકો (2009)એ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડને સંયોજિત કરીને માટીમાં નેપ્થાલીનના વિઘટનનો અભ્યાસ કર્યો હતો. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની ઊંચી સાંદ્રતા અને નેપ્થાલીનની ઓછી પ્રારંભિક સાંદ્રતા પર સર્વોચ્ચ વિઘટન કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત થઈ હતી. 100, 200 અને 400 W પર અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણ સાથે અનુક્રમે 78%, 94% અને 97% વિઘટન કાર્યક્ષમતા નોંધાઈ હતી.

આ અભ્યાસમાં Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો UP100H, UP200St, અને UP400Stનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. સુધરેલા વિઘટનનું કારણ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની સહક્રિયાત્મક અસરને ગણાવવામાં આવ્યું હતું, જેમાં રેડિકલની રચના અને માટીના મેટ્રિક્સમાં આયર્ન ઑક્સાઇડ સાથેની સુધરેલી આંતરક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિકિરણ ઉપચાર પહેલાં અને પછીની માટીનો SEM–EDS માઇક્રોગ્રાફ.
(ચિત્ર અને અભ્યાસ: ©Virkutyte et al., 2009)

કાર્બન ડાઇસલ્ફાઇડનું સોનોકેમિકલ ઑક્સિડેશન

Adewuyi અને Appawએ 20 kHz અને 20°C પર જલીય દ્રાવણમાં કાર્બન ડાઇસલ્ફાઇડ (CS₂)નું સોનોકેમિકલ ઑક્સિડેશન દર્શાવ્યું હતું. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની તીવ્રતા વધવાની સાથે CS₂નું નિરાકરણ વધ્યું હતું, જેને વધુ પ્રબળ કેવિટેશન અને રેડિકલની વધેલી રચના સાથે સાંકળવામાં આવ્યું હતું. આ અભ્યાસ સૂચવે છે કે જલીય પ્રવાહોમાંથી કાર્બન ડાઇસલ્ફાઇડ દૂર કરવા માટે સોનોકેમિકલ ઑક્સિડેશન અસરકારક પદ્ધતિ બની શકે છે.

રંગક અને કાપડ ઉદ્યોગના ગંદાપાણી માટે સોનો-ફેન્ટન ઉપચાર

કાપડ અને સંબંધિત ઉદ્યોગોમાંથી નીકળતા રંગકયુક્ત પ્રવાહી કચરાનો ઉપચાર મુશ્કેલ હોઈ શકે છે, કારણ કે ઘણા રંગકો અને રંગકોની આડપેદાશો વિઘટનપ્રતિરોધી, રંગીન અને અલ્પ જૈવવિઘટનક્ષમ હોય છે. રંગકોના વિઘટન માટે ફેન્ટન અને ફેન્ટન-સમાન અદ્યતન ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. રેડિકલનું સર્જન, ઉત્પ્રેરકનું વિક્ષેપણ અને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ વધારીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આ પ્રક્રિયાઓને સુધારી શકે છે.

Reactive Red 120 રંગકનું વિઘટન

Garófalo-Villalta અને સહલેખકો (2020)એ કૃત્રિમ રીતે તૈયાર કરેલા પાણીમાં Reactive Red 120 રંગક (RR-120)ના વિઘટનનો અભ્યાસ કર્યો હતો. આયર્ન(II) સલ્ફેટ સાથેના સમપ્રાવસ્થિક સોનો-ફેન્ટન ઉપચાર અને ગોથાઇટ-આધારિત ઉત્પ્રેરકો સાથેના વિષમપ્રાવસ્થિક સોનો-ફેન્ટન ઉપચારની તુલના કરવામાં આવી હતી. 60 minમાં સમપ્રાવસ્થિક પ્રક્રિયાએ રંગકનું 98.10% વિઘટન હાંસલ કર્યું હતું, જ્યારે ગોથાઇટ સાથેની વિષમપ્રાવસ્થિક પ્રક્રિયાએ pH 3.0 પર 96.07% વિઘટન હાંસલ કર્યું હતું.

અભ્યાસમાં એવું પણ જાણવા મળ્યું હતું કે અસંશોધિત ગોથાઇટની તુલનામાં સંશોધિત ઉત્પ્રેરકોએ વિઘટનની કામગીરી સુધારી હતી. COD, TOC અને BOD/CODનાં માપનોએ દર્શાવ્યું હતું કે સોનો-ફેન્ટન ઉપચારે દ્રાવણને રંગમુક્ત કરવાની સાથે અવશિષ્ટ કાર્બનિક સંયોજનોની જૈવવિઘટનક્ષમતા પણ સુધારી હતી. ચિત્રમાં પ્રયોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલું Hielscher UP100H દર્શાવવામાં આવ્યું છે.

એઝો રંગક RO107નું વિષમપ્રાવસ્થિક સોનો-ફેન્ટન વિઘટન

Jaafarzadeh અને સહલેખકો (2018)એ એઝો રંગક Reactive Orange 107 (RO107)નું નિરાકરણ સોનો-ફેન્ટન-સમાન પ્રક્રિયામાં ઉત્પ્રેરક તરીકે મેગ્નેટાઇટ (Fe₃O₄) નેનોકણોનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવ્યું હતું. Hielscher UP400S / UP400St વર્ગના અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો 7 mm સોનોટ્રોડથી સજ્જ અવસ્થામાં ધ્વનિક કેવિટેશન ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.

પરિણામ: 0.8 g/L મેગ્નેટાઇટ નેનોકણો, pH 5, 10 mM H₂O₂, 300 W/L અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિ અને 25 min પ્રતિક્રિયા સમય પર એઝો રંગકનું સંપૂર્ણ નિરાકરણ પ્રાપ્ત થયું હતું. કાપડ ઉદ્યોગના વાસ્તવિક ગંદાપાણીમાં 180 min દરમિયાન COD 2360 mg/Lથી ઘટીને 489.5 mg/L થયું હતું. લેખકોએ વિષમપ્રાવસ્થિક ફેન્ટન-સમાન પ્રણાલીમાં RO107ના વિઘટનના દરને પ્રભાવિત કરતાં આવશ્યક પરિબળોમાંના એક તરીકે અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિને ઓળખી હતી.

સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને અત્યંત કાર્યક્ષમ મેગ્નેટાઇટ સંશ્લેષણ વિશે વધુ જાણો!

pH 5, 0.8 g/L MNPs, 10 mM H₂O₂, 50 mg/L RO107, 300 W અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિ અને 30 min પ્રતિક્રિયા સમય પર RO107નું વિઘટન.
અભ્યાસ અને ચિત્ર: ©Jaafarzadeh et al., 2018.

સોનો-ફેન્ટન અને અદ્યતન ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ માટે Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો

Hielscher Ultrasonics ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ, સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ, સોનો-ફોટોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ અને અન્ય અદ્યતન ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ સહિત ભારે કાર્યભાર ધરાવતા સોનોકેમિકલ ઉપયોગો માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો અને રિએક્ટરોની રચના અને ઉત્પાદન કરે છે. સઘન પ્રયોગશાળા ઉપકરણોથી લઈને સતત ઉત્પાદન અને ઉપચારના પ્રવાહો માટેના ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરો સુધીની પ્રણાલીઓ ઉપલબ્ધ છે.

સોનો-ફેન્ટન પ્રક્રિયાઓ માટે અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોની પસંદગી

નીચેનું કોષ્ટક સામાન્ય બેચ પરિમાણો અને પ્રવાહ દરો માટે યોગ્ય Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરોનો સંકેત આપે છે. ઉપકરણોની અંતિમ પસંદગી પ્રક્રિયાના રસાયણશાસ્ત્ર, લક્ષિત રૂપાંતરણ, નિવાસ સમય, ઘન પદાર્થોની માત્રા, તાપમાન, દબાણ અને જરૂરી ઊર્જા નિવેશ પર આધાર રાખે છે.

સોનો-ફેન્ટન શક્યતા પરીક્ષણ કેવી રીતે શરૂ કરવું

ઉપકરણોની વિશ્વસનીય ભલામણ કરવા માટે, Hielscher સામાન્ય રીતે રસાયણશાસ્ત્ર, લક્ષિત દૂષકો, ઉપચાર માટેનું પરિમાણ, પ્રવાહ દર, ઓક્સિડન્ટની માત્રા, ઉત્પ્રેરકનો પ્રકાર, pH શ્રેણી, તાપમાનની મર્યાદાઓ અને જરૂરી રૂપાંતરણની સમીક્ષા કરે છે. પ્રયોગશાળાના પ્રયોગો માટે, જરૂરી ઊર્જા નિવેશ અને પ્રક્રિયાની કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓની શ્રેણી નક્કી કરવા સામાન્ય રીતે UP200Ht, UP400St અથવા UIP1000hdT જેવા પ્રયોગશાળાના અથવા બેન્ચ પર મૂકવાના પ્રોબ અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો ઉપયોગ થાય છે.

સતત સંચાલન માટે, Hielscher નિયંત્રિત નિવાસ સમય, દબાણ, તાપમાન અને શક્તિ નિવેશ ધરાવતા અલ્ટ્રાસોનિક ફ્લો સેલ અને ઇનલાઇન રિએક્ટરો ગોઠવી શકે છે. આનાથી વિવિધ કંપનવિસ્તારો અને પ્રવાહ દરો પર ઉપચારની કામગીરીની સીધી સરખામણી કરી શકાય છે.

સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ વિશે વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

ફેન્ટન અને સોનો-ફેન્ટન ઉપચાર વચ્ચે શું તફાવત છે?

ફેન્ટન ઉપચારમાં હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ અને આયર્ન ઉત્પ્રેરકોનો ઉપયોગ થાય છે. સોનો-ફેન્ટન ઉપચારમાં ઉચ્ચ-શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉમેરો કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન રેડિકલ્સની રચના વધારે છે અને મિશ્રણ, ઉત્પ્રેરક સાથેનો સંપર્ક તથા દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ સુધારે છે.

શું સોનો-ફેન્ટન ઉપચારનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક ગંદાપાણી માટે કરી શકાય છે?

હા. ઔદ્યોગિક ગંદાપાણી, રંગદ્રવ્યયુક્ત નિઃસ્રાવ, પેટ્રોકેમિકલ ગંદાપાણી, દૂષિત સ્લરીઓ અને વિઘટન સામે પ્રતિરોધક કાર્બનિક સંયોજનો ધરાવતા અન્ય પ્રવાહો માટે પ્રક્રિયાના વિકાસમાં સોનો-ફેન્ટન ઉપચારનો ઉપયોગ થાય છે. ઔદ્યોગિક શક્યતા દૂષક ભાર, ઓક્સિડન્ટની જરૂરિયાત, ઉત્પ્રેરક પ્રણાલી, ઉપચારના લક્ષ્ય અને ઊર્જા સંતુલન પર આધાર રાખે છે.

શું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ રસાયણોનો વપરાશ ઘટાડી શકે છે?

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ રેડિકલ્સની રચના અને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણને તીવ્ર બનાવીને ઓક્સિડન્ટ્સ અને ઉત્પ્રેરકોનો ઉપયોગ સુધારી શકે છે. રસાયણોનો વપરાશ ઘટાડી શકાય છે કે કેમ તેની પુષ્ટિ વાસ્તવિક ગંદાપાણી અથવા પ્રતિક્રિયા મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને કરાતા પ્રયોગોમાં કરવી આવશ્યક છે.

શું પ્રક્રિયાનો વ્યાપ વધારી શકાય છે?

હા. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો વ્યાપ વધારી શકાય તેવી પ્રક્રિયાઓના વિકાસ માટે રચવામાં આવ્યાં છે. કંપનવિસ્તાર, ઊર્જા નિવેશ, નિવાસ સમય, તાપમાન, દબાણ અને રિએક્ટરની ભૂમિતિને નિયંત્રિત કરીને પ્રયોગશાળાનાં પરીક્ષણોનાં પરિણામો પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક પ્રણાલીઓમાં લાગુ કરી શકાય છે.

મારી પ્રક્રિયા માટે કયું અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર યોગ્ય છે?

યોગ્ય પ્રોસેસરની પસંદગી નમૂનાના પરિમાણ, પ્રવાહ દર, લક્ષિત રૂપાંતરણ, ઘન પદાર્થોની માત્રા, સ્નિગ્ધતા, સંચાલન તાપમાન અને દબાણ પર આધાર રાખે છે. Hielscher સતત પ્રક્રિયાકરણ માટે પ્રયોગશાળાના અલ્ટ્રાસોનિકેટરો, પાયલોટ પ્રણાલીઓ અને ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરો પ્રદાન કરે છે.

સોનો-ઓઝોનેશન પ્રક્રિયા શું છે?

સોનો-ઓઝોનેશન એક અદ્યતન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે, જેમાં વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ મુક્તમૂલકો ઉત્પન્ન કરવા અને પ્રવાહીઓમાં દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ સુધારવા માટે ઓઝોન ઉપચારને ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે જોડવામાં આવે છે. આ સહક્રિયા માત્ર ઓઝોનેશનની તુલનામાં પાણી અથવા ગંદાપાણીમાં રહેલા કાર્બનિક પ્રદૂષકો, રંગદ્રવ્યો, સૂક્ષ્મજીવો અને વિઘટનપ્રતિરોધી સંયોજનોના વિઘટનને વેગ આપે છે.

સોનો-ઓઝોનેશનના ફાયદા જાણો!

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• Kazuaki Ninomiya, Hiromi Takamatsu, Ayaka Onishi, Kenji Takahashi, Nobuaki Shimizu (2013): Sonocatalytic–Fenton reaction for enhanced OH radical generation and its application to lignin degradation. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 4, 2013. 1092-1097.
• Nematollah Jaafarzadeh, Afshin Takdastan, Sahand Jorfi, Farshid Ghanbari, Mehdi Ahmadi, Gelavizh Barzegar (2018): The performance study on ultrasonic/Fe₃O₄/H₂O₂ for degradation of azo dye and real textile wastewater treatment. Journal of Molecular Liquids Vol. 256, 2018. 462–470.
• Virkutyte, Jurate; Vickackaite, Vida; Padarauskas, Audrius (2009): Sono-oxidation of soils: Degradation of naphthalene by sono-Fenton-like process. Journal of Soils and Sediments 10, 2009. 526-536.
• Garófalo-Villalta, Soraya; Medina Espinosa, Tanya; Sandoval Pauker, Christian; Villacis, William; Ciobotă, Valerian; Muñoz, Florinella; Vargas Jentzsch, Paul (2020): Degradation of Reactive Red 120 dye by a heterogeneous Sono-Fenton process with goethite deposited onto silica and calcite sand. Journal of the Serbian Chemical Society 85, 2020. 125-140.
• Ahmadi, Mehdi; Haghighifard, Nematollah; Soltani, Reza; Tobeishi, Masumeh; Jorfi, Sahand (2019): Treatment of a saline petrochemical wastewater containing recalcitrant organics using electro-Fenton process: persulfate and ultrasonic intensification. Desalination and Water Treatment 169, 2019. 241-250.
• Adewuyi, Yusuf G.; Appaw, Collins (2002): Sonochemical Oxidation of Carbon Disulfide in Aqueous Solutions: Reaction Kinetics and Pathways. Industrial & Engineering Chemistry Research 41 (20), 2002. 4957–4964.