INVESTIGATING THE POTENTIAL FOR TREATING WATER CONTAMINATED WITH TOLUENE USING ULTRAVIOLET-HYDROGEN PEROXIDE PROCESS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MSc Thesis Report) Thesis-_RAKAN_-12oct_-_2016_V.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

التخلص غير السليم من سوائل الحفر التي تعمل بالديزل يتسبب في العديد من المشاكل الصحية والبيئية. على سبيل المثال فان مصادر المياه الجوفية في منطقة يوجد بها حركة نشطة في مجال التنقيب عن النفط والغاز هي عرضة للتلوث مع المكونات الضارة لسوائل الحفر مثل السولار والبنزين والتولوين والبنزين الإيثيلي والزيلين (BTEX). لقد تم تجربة العديد من التقنيات لإزالة هذه الملوثات من المياه الملوثة بما في ذلك الامتزاز، تجريد الهواء، والأكسدة الكيميائية والتحلل البيولوجي. عمليات الأكسدة المتقدمة هي من بين التقنيات التي تم اختبارها مؤخرا وأثبتت كفاءة في إزالة الملوثات من المياه ولكن لا تزال بحاجة إلى مزيد من الدراسات لتحسين ظروف المعالجة. ولذلك، تهدف هذه الدراسة إلى إثبات كفاءة تقنية استخدام الأشعة فوق البنفسجية مع بروكسيد الهيدروجين H2O2، باعتبارها واحدة من عمليات الأكسدة المتقدمة في تنقية المياه الملوثة بسوائل الحفر المحتوية على مادة الديزل. في هذه الدراسة تم اختيار مادة التولوين لتمثل مادة الديزل كونها الاعلى درجة ذوبانا في الماء بالمقارنة مع مركبات BTEX الأخرى. لقد هدفت الدراسة إلى تحديد ظروف العالجة المثلى لإزالة التولوين تحت ظروف تجريبية مختلفة كنوع وشدة الأشعة فوق البنفسجية وكثافة وتركيز مادة H2O2، ودرجة الحموضة وملوحة المياه والزمن اللازم للمعالجة. وكشفت نتائج الدراسة أن عملية الأشعة فوق البنفسجية H2O2 حقق إزالة 91٪ من التولوين في 10 دقائق، و 97٪ في 15 دقيقة من الماء المقطر. الرقم الهيدروجيني 4، 100 H2O2 جزء في المليون، و 15 واط من الأشعة فوق البنفسجية كانت ظروف المعالجة الأمثل لإزالة 10 جزء في المليون من مادة التولوين. كما أظهرت النتائج أن ملوحة المياه تقلل من كفاءة تقنية استخدام الأشعة فوق البنفسجية مع بروكسيد الهيدروجين حيث انخفضت نسبة ازالة مادة التولوين من 89٪ إلى 67٪ عندما زادت درجة ملوحة المياه من 1250 جزء في المليون إلى 5000 جزء في المليون في درجة حموضة 4 خلال 15 دقيقة. ان تقنية المعالجة في هذه الدراسة كانت من الدرجة الأولى مع معدل إزالة حوالي 0.3593.

English Abstract

Improper disposal of diesel-based drilling fluids carries both health and environmental problems. Groundwater sources in an area with intense oil and gas exploration activities are highly susceptible to contamination with harmful ingredients of the diesel such as benzene, toluene, ethyl benzene and xylenes (BTEX). Removing these contaminants from contaminated water has been practiced with several techniques including adsorption, air stripping, chemical oxidation and biological degradation. Advanced oxidation processes (AOPs) are among the technologies that have also been tested and proved efficiency in removing contaminants from water but still require more studies to optimize the parameters for full mineralization. Therefore, this study aims to demonstrate the efficiency of UV/H2O2, as one of AOP processes, in remediating water contaminated with diesel-based fluids. Toluene was selected as the target pollutant due to its high solubility in water compared to other BTEX compounds. The study also aims to identify the optimum removal conditions of Toluene under various bench scale experimental conditions such as UV lamp type and intensity, H2O2 concentrations, pH, water salinity and contact time. Results of the study revealed that UV-H2O2 process has achieved 91% removal of Toluene in 10 minutes, and 97 % in 15 minutes in deionized water. In the study, pH 4, 100 ppm H2O2, and 15 Watt low pressure UV lamp were the best treatment conditions to remove 10 ppm Toluene from contaminated waters. Moreover, results showed that as salinity increases from 1250 ppm to 5000 ppm, the removal efficiency of Toluene decreases from 89% to 67% respectively at pH of 4 after 15 minutes contact time. Kinetics of the treatment process shows that the treatment follows a first-order kinetics with removal rate k = 0.3593.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental Civil Engineering > Water and Environmental Engineering
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Tawabini, Bassam
Committee Members:	Musa, Musa and Bukhari, Alaadin
Depositing User:	HASSAN RAK SAMEH (g201101510)
Date Deposited:	08 Dec 2016 10:20
Last Modified:	01 Nov 2019 16:35
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140114