مدل سازی، بهینه سازی و بررسی سینتیک فرایند ازن زنی در حذف رنگزا در راکتور استوانه ای با جریان بازگشتی به وسیله طراحی آزمایش RSM

ازن یکی از اکسیدکننده های قوی است که می تواند بسیاری از مواد آلی سخت تجزیه پذیر را از طریق دو مکانیسم اکسیداسیون مستقیم و غیر مستقیم به ترکیباتی ساده تر تبدیل کند. هدف از این تحقیق بررسی اثرات همزمان پارامترهای موثر بر فرایند ازن زنی، مدل­سازی و بهینه سازی آن در حذف رنگزای اسید اورانژ ۷ به منظور دست یابی به بالاترین راندمان حذف برای بیشترین غلظت اولیه ممکن رنگزا در شرایط کمترین نرخ تزریق ازن، کمترین تغییر در pH طبیعی رنگزا و کوتاهترین زمان واکنش از طریق روش سطح پاسخ بود. ضریب همبستگی و ضریب همبستگی تعدیل شده به ترتیب ۸۵/۹۶ و ۹۲/۹۴ و ضریب ارزش p برای مدل (کمتر از ۰۰۰۱/۰) و عدم برازش (۰۵۰۷/۰) به ترتیب با اهمیت و فاقد اهمیت بدست آمد که نشان از پیوستگی و اطمینان بالای نتایج مدل سازی بود. پس از انجام آزمایشات، راندمان حذف بالای ۹۰ درصدی رنگزا برای غلظت اولیه رنگزا برابر ۴۸۰ میلیگرم بر لیتر در pH برابر ۷/۷، نرخ ازن تزریقی ۶/۰ لیتر در دقیقه پس از ۶۰ دقیقه حاصل شد. تحت شرایط مذکور واکنش از نرخ شبه مرتبه اول تبعیت می­کرد و نرخ آن ۰۶۰۷/۰ بدست آمد. در این تحقیق همچنین مشاهده شد که موثرترین فاکتورها به ترتیب نرخ ازن تزریقی، زمان، pH و غلظت رنگزا می باشند. نتایج بدست آمده نشان داد که تعیین دامنه­های مناسب می­تواند در دستیابی به نتایج مطلوب از اهمیت بالایی برخوردار باشند. همچنین فرایند ازن زنی قادر به تصفیه رنگزا با غلظت های اولیه بالا با راندمان حذف بالا می باشد که نشان دهنده قدرت بالای این فرایند کاربردی در تجزیه ترکیبات پیچیده آلی است.

کلیدواژه ها:

Ozonation ، Acid Orange ۷ ، CCD method ، RSM ، Modeling. ، مدل سازی ، روش سطح پاسخ ، روش CCD ، ازن زنی ، سینتیک ، اسید اورانژ ۷