مطالعه فرایند ازن زنی کاتالیزوری با استفاده از نانوذرات Fe/MgO در حذف فنل از محیط های آبی با طراحی آزمایش با مدل آماری

مقدمه و اهمیت موضوع: حضور آلاینده های سمی و خطرناک همچون فنل در پساب صنایع باعث ایجاد خطراتی برای انسان و محیط زیست می گردد. بنابراین غلظت فنل در این پسابها باید قبل از تخلیه به محیط زیست به حد استاندارد تخلیه برسد. با استفاده از مدل آماری تاگوچی، می توان با تعداد معینی آزمایش و براساس ترکیبهای خاص و از پیش تعیین شده، میزان تاثیر عوامل و سطوح بهینه مطالعات تجربی وآزمایشگاهی را تعیین نمود. این مطالعه با هدف بهینه سازی حذف فنل با بهره گیری از فرایند ازن زنی کاتالیزوری با استفاده از نانوذرات Fe/MgO از محیط های آبی با تکیه بر مدل آماری تاگوچی بود.مواد و روشها: این مطالعه تجربی، در یک راکتور ازن زنی ناپیوسته صورت گرفت. طراحی انجام آزمایشات با استفاده از مدل آماری تاگوچی صورت گرفت. پارامتر های تاثیر گذار در این مطالعه در 4 آرایه و 4 سطح مورد مطالعه قرار گرفت و داده ها توسط نرم افزار Minitab 16 مورد تحلیل قرار گرفت. عوامل انتخاب شده شامل pH (درسطوح3 ،5 ،9 ،11)، غلظت اولیه آلاینده(درسطوح 500، 1000، 1500و2000 میلی گرم در لیتر)، زمان واکنش(سطوح10، 20، 30 و 40دقیقه) و دوزکاتالیزور(در سطوح 1/0، 2/0، 3/0 و 4/0گرم ) بود. غلظت باقیمانده فنل طبق روش ارایه شده در کتاب استاندارد متد با استفاده ازدستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 500 نانومتر قرایت گردید. نتایج و بحث: نتایج حاصل از آنالیز داده ها نشان می دهد که میزان حذف فنل به پارامترهای مختلف بهره برداری بستگی دارد. که زمان تماس واکنش 30 دقیقه، pH برابر5، غلظت اولیه آلاینده برابر1000 میلی گرم برلیتر و دوز کاتالیزور برابر 1/0 گرم بود. براساس آنالیز واریانس میانگین داده ها، درصد مشارکت هریک از پارامتر ها تعیین گردید. از بین عوامل مورد بررسی بیشترین میزان تاثیر مربوط به غلظت اولیه آلاینده با 5/69 درصد و کمترین تاثیر مربوط به زمان ماند با 2/3 درصد بود. در شرایط بهینه نیز، نسبت S/N حدود 39/39 پیش بینی گردیدنتیجه گیری: نتایج نشان می دهد که می توان با استفاده از مدل آماری تاگوچی، در تعداد معینی از آزمایشات فرایند ازن زنی کاتالیزروی با نانوذرات Fe/MgO در حذف فنل را بهینه سازی نمود. همچنین نتایج نشان می دهد که فرایند ازن زنی دارای قابلیت بالا در کاهش غلظت فنل را دارد. مسیر فرایند حذف فنل نیز با R2=0.97 قابل پیش بینی است.

کلیدواژه ها:

فنل ، ازن زنی کاتالیزوری ، مدل آماری تاگوچی ، محیط های آبی