بهینه سازی فرایند اکسیداسیون پیشرفته US/nFeMgO با استفاده از مدل آماری رویه پاسخ در حذف پنتا کلروفنل از محیط های آبی و تعیین میزان مصرف انرژی در شرایط بهینه فرایند

زمینه و هدف : آلاینده های مربوط به خانواده فنل مانند پنتاکلروفنل در اکثر فاضلاب های صنعتی مشاهده می شوند. از آنجایی که فرایندهای متداول تصفیه فاضلاب توانایی کاهش این آلاینده را به حد استاندارد ندارند و غلظت بالای این آلاینده باعث ایجاد خطراتی برای انسان و محیط زیست می شود بنابراین امروزه از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته بویژه فرایندهای سونوکاتالیستی برای حذف این ترکیب استفاده می شود. فرایند اولتراسونیک با حضور نانوذرات آهن نشانده شده بر روی نانوذرات منیزیم اکسید و پرتوی ماورابنفش توانایی انجام اکسیداسیون این آلاینده را دارد. مواد و روش ها : در این مطالعه تجربی، از یک سونوراکتور استیل استوانه ای به حجم 500 میلی لیتر مجهز به پراب سونولیز با توان 350 وات در ساعت در طول موج 254 نانومتر استفاده شد. نمونه های آزمایش بصورت سنتتیک ساخته شد. پارامترهای pH اولیه محیط (2-4) دوز nFeMgO (0/25-0/5 گرم در لیتر )، زمان واکنش (20-40 دقیقه) و غلظت اولیه پنتاکلروفنل (25-50 میلی گرم در لیتر) بعنوان متغیرهای اصلی در نظر گرفته شدند و بهینه سازی فرایند صورت گرفت. غلظت باقی مانده پنتا کلروفنل با استفاده از دستگاه HPLC قرایت شد. در شرایط بهینه میزان انرژی مصرفی و سینتیک فرایند تعیین شد. نتایج : نتایج مطالعه مشخص نمود که در شرایط بهینه فرایند pH برابر 3/99، دوز nFeMgO برابر 0/45، در مدت زمان 40 دقیقه کارایی حذف پنتا کلروفنل در غلظت اولیه 25 میلی گرم در لیتر برابر 81 درصد است. آنالیز واریانس مطالعه بیانگر معنادار بودن P-Value (با آلفا کمتر از 0/05 ) فرایند بود. همچنین میزان R-seq و R-seq (Adj) به ترتیب برابر 0/89 و 0/83 است که نشان دهنده دقت مناسب مدل می باشد. میزان مصرف انرژی به ازای غلظت اولیه آلاینده در شرایط بهینه 350 وات تعیین شد. همچنین سینتیک فرایند از سینتیک درجه یک تبعیت می نماید. نتیجه گیری : فرایند US/nFeMgO ، به دلیل عدم اضافه نمودن مواد شیمیایی خطرناک، تولید رادیکال های اکسید کننده در محل، مدت زمان کوتاه راهبری و مصرف پایین انرژی بعنوان فرایند دوستدار محیط زیست است که با کارایی مناسب در تصفیه آلاینده های آلی بویژه پنتا کلروفنل، میتواند در راستای بی خطر سازی فاضلاب های صنعتی حاوی این آلاینده مورد استفاده قرار گیرد.

Keywords:

فرایند US/nFeMgO , پنتا کلروفنل , مدل آماری رویه پاسخ , لجن , پساب های صنعتی