کارایی و مدل سازی فرایند فوتو– الکتروپرسولفات (UV-EPS) با الکترود آندی آهن در تخریب رنگزای اسید آبی ۲۵ با طراحی ترکیبی مرکزی(CCD)

زمینه و هدف: رنگزاها به­دلیل داشتن حلقه­های آروماتیک، بسیار مقاوم هستند. رادیکال سولفات دارای توانایی بالایی در انجام اکسیداسیون پیشرفته است. طراحی آزمایش با روش CCD باعث انجام دقیق و کم هزینه فرایند می­شود. هدف از این مطالعه، مدلسازی شرایط بهینه فرایند UV-EPS در تخریب رنگزای اسید آبی ۲۵ با طراحی ترکیبی مرکزی از محیط­های آبی بود. مواد و روش­ها: در این مطالعه تجربی، از یک محفظه واکنش فوتوالکتروشیمیایی با دو الکترود آهن، بعنوان آند و دو الکترود تیتانیوم بعنوان کاتد و لامپ جیوه­ای کم فشار جهت پرتوتابی در طول موج ۲۵۴ نانومتر استفاده شد. متغیرهای pH(۲-۴)، جریان DC (۷۵/۵-۰/۱ آمپر)، غلظت پرسولفات (۷۵/۰-۵/۱میلی­گرم­درلیتر) و زمان واکنش(۴۰-۲۰ دقیقه) در غلظت اولیه(۵۰-۱۰۰ میلی­گرم­درلیتر)، بعنوان پارامترهای اصلی طراحی لحاظ شدند. همچنین میزان حذف COD و سینتیک فرایند، اثر هم­افزایی مکانیسم­ها و تاثیر حضور رباینده­های رادیکال در شرایط بهینه تعیین شد. غلظت رنگزا و COD توسط اسپکتروفوتومتر(DR۵۰۰۰) قرایت شد.  یافته­ها: نتایج حاصل، مشخص نمود که کارایی فرایند تحت تاثیر متغیرهای مورد مطالعه است. مدل­سازی، بازده۹۱ درصدی در ۰۱/۳pH=، جریان DC برابر ۰۸/۱ آمپر، غلظت پرسولفات برابر ۳۰/۱ میلی­گرم­درلیتر و زمان واکنش ۳۴ دقیقه، بعنوان بهترین شرایط آزمایش مشخص نمود. میزان حذف COD در این شرایط ۶۹ درصد بدست آمد. ضریب همبستگی در این مدل ۸۴/۰ تعیین شد که نشان دهنده مناسب بودن مدل درجه دوم در طراحی فرایند است. سینتیک فرایند از سینتیک درجه یک پیروی می­کند. حضور رباینده­های رادیکال باعث کاهش کارایی شد. نتیجه­گیری: بهینه­سازی با CCD باعث کاهش تعداد آزمایشات و افزایش دقت می­شود. فرایند مذکور دارای کارایی مناسبی در حذف رنگزا و COD می­باشد و می­توان از این فرایند برای کاهش بار آلودگی فاضلاب­های حاوی رنگزا مانند فاضلاب نساجی، قبل از ورود به محیط استفاده نمود.

Keywords:

Modeling , UV-Electropersulfate , Acid Blue ۲۵ dye , Central Composite Design , Aqueous , مدل سازی , فوتوالکتروپرسولفات , رنگزای اسید آبی ۲۵ , طراحی ترکیبی مرکزی , محیط های آبی