مدل سازی تصفیه الکتروشیمیایی فنل و پیش بینی میزان مصرف انرژی

فنل آلاینده ای سرسخت در مقابل تصفیه های فیزیکی-شیمیایی و بیولوژیکی است که در پساب بسیاری از صنایع وجود دارد و به شدت محیط زیست را به خطر می اندازد. لذا، فرایندهای اکسایش پیشرفته به عنوان فرایندهای مؤثر برای تصفیه پساب های دارای آلاینده های سمی و آلاینده های آلی مقاوم توسعه یافته اند. هدف از این تحقیق ارائه یک مدل ریاضی برای اکسایش الکتروشیمیایی فنل با توجه بهتغییرات COD با زمان در راکتور ناپیوسته بود. در این مدل با توجه به نسبت دانسیته جریان عملی به دانسیته جریان حدی، رژیم های عملیاتی مختلفی برای کنترل فرایند در نظر گرفته شد. به این ترتیب که در دانسیته جریان پایین و غلظت اولیه بالا، به گونه ای که شرایط فرایند همواره پایین تر از شرایط حدی باشد، COD با زمان به صورت خطی کاهش می یابد و فرایند توسط جریان کنترل می گردد اما در دانسیته جریان های بالاتر از شرایط حدی و غلظت کم آلاینده، فرایند تحت کنترل انتقال جرم است که در این رژیم COD به صورت نمایی با زمان تغییر می کند. پارامترهای مدل عبارت اند از دانسیته جریان، غلظت اولیه فنل و مساحت الکترود. با توجه به اهمیت مقدار انرژی الکتریکی مورد نیاز، محاسبه میزان مصرف انرژی فرایند اکسایش الکتروشیمیایی فنل در مدل ریاضی مورد توجه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که افزایش دانسیته جریان و پتانسیل عملی منجر به افزایش میزان مصرف انرژی الکتریکی می گردد و با کاهش غلظت اولیه فنل میزان مصرف انرژی نیز کاهش می یابد. در بخش اعتبارسنجی مدل، نتایج حاصل از مدل با مقادیر آزمایشگاهی ارائه شده در منابع مورد مقایسه قرار گرفتند. تطابق خوبی بین نتایج تجربی و پیش بینی شده از مدل در همه شرایط آزمایشگاهی با محاسبه ریشه متوسط مربعات خطا (RMSE) در محدوده 0/41 تا 1/22 و ضریب تعیین بالاتر از 0/91 مشاهده شد.

کلیدواژه ها:

مدل سازی ریاضی ، تصفیه پساب های فنلی ، دانسیته جریان حدی ، COD ، مصرف ویژه انرژی