بهینه سازی فرایند هیبریدی سونوپراکسون کاتالیستی در حضور کاتالیست اکسید روی-اکسید آهن جهت تصفیه فاضلاب نفتی به روش طراحی ترکیب مرکزی

زمینه و هدف: فاضلاب صنعت نفت براساس ویژگی ­های منحصر بفردی که دارد، باید قبل از تخلیه به محیط زیست تصفیه گردد. هدف از این مطالعه، بهینه­ سازی فرایند سونوپراکسون کاتالیستی در تصفیه فاضلاب نفتی به روش آماری بود. روش بررسی: سنتزFe۳O۴@ZnO  با روش اکسیداسیون هوا و لایه به لایه خود تجمعی انجام شد. تکنیک­ های XRD، SEM، EDAX، FT-IR، BET، DRS، VSM و TGA جهت بررسی ساختار استفاده شد. در این مطالعه از روش طراحی ترکیب مرکزی جهت بهینه سازی پارامترهای pH، زمان واکنش، غلظت گاز ازن، غلظت هیدروژن پراکساید و مقدار کاتالیست در فرایند استفاده شد. در شرایط بهینه مقادیر حذف BOD۵ و TPH، سینتیک واکنش و اثر هم­ افزایی مکانیزیم ­ها مطالعه شدند. COD، TPH و BOD۵ به ­ترتیب توسط دستگاهSpectrophotometer (DR۶۰۰۰)، GC-FID و روش انکوباسیون سنجش شدند. یافته ­ها: نتایج مشخص نمود که ساختارFe۳O۴@ZnO  به­ خوبی شکل گرفته است. مدل درجه دوم برای مدل­سازی فرایند براساس ضریب همبستگی پیشنهاد شد. براساس آنالیز ANOVA و شاخص ­های p و f، مدل پیشنهادی معنی دار گزارش شد. شرایط بهینه شامل pH برابر با ۶/۴، غلظت ازن برابر mg/L.min ۱/۳، غلظت هیدروژن پراکساید برابر mL/L ۲/۵، زمان واکنش min ۵۱ و مقدار کاتالیست برابر g/L ۰/۶۴ حاصل شد. در این شرایط میزان کاهش COD به ­ترتیب ۸۲/۳ و ۷۰ درصد بصورت تئوریکی و تجربی بدست آمد. همچنین در شرایط بهینه میزان حذف BOD۵ و TPH به ­ترتیب ۹۰/۵ و ۸۵/۸ درصد بدست آمد. سینتیک فرایند از سینتیک درجه اول تبعیت می­ کند (۰/۹۸R۲=) و حضور مکانیزم­ های مختلف در کنار هم، باعث اثر هم­افزایی شده و کارایی فرایند را افزایش می­ دهد. نتیجه­ گیری: فرایند مذکور با کارایی مناسب در کاهش COD، BOD۵ و TPH توانایی تصفیه پساب نفتی را دارا است.  

کلیدواژه ها:

Sonoproxon process ، Optimization ، Iron oxide-zinc oxide catalyst ، Petroleum wastewater ، فرایند سونوپراکسون ، بهینه سازی ، کاتالیست اکسید روی-اکسید آهن ، فاضلاب نفتی