بررسی حذف متیلن بلو از محلول‌های آبی با روش انعقاد الکتریکی در راکتور با جریان پیوسته: مدل سازی و بهینه‌سازی متغیرهای عملیاتی

Abstract

مقدمه کاربرد وسیع و روز افزون مواد رنگی بویژه رنگ‌­های سنتتیک و لزوم حذف این مواد از محلول­‌های آبی یکی از چالش­‌ها و نگرانی­‌های زیست محیطی و بهداشتی جوامع صنعتی امروزی محسوب می‌­شود. هدف از این مطالعه، بررسی استفاده از فرآیند انعقاد الکتریکی برای حذف رنگ متیلن بلو به عنوان یکی از رنگ­‌های پرکاربرد و مشکل­‌ساز از محلول‎های آبی بود. مواد و روش‌­ها این مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی و در یک راکتور انعقاد الکتریکی با جریان پیوسته انجام گرفت. به منظور آنالیز بهتر از روش سطح-پاسخ با استفاده از مدل باکس-بنکن استفاده گردید. همچنین، جهت درک بهتر فرایند، تاثیر متغیرهای عملیاتی و اثر متقابل آنها بر عملکرد فرآیند، نیز بررسی شد. برای این منظور، سه پارامتر مستقل (هر یک در سه سطح) شامل دانسیته جریان (5، 7/5 و 10 میلی‎آمپر بر سانتی‎متر مربع)، غلظت رنگ (50، 100 و 150 میلی‎گرم ‎در لیتر) و زمان عملیاتی (20، 60 و 100 دقیقه) استفاده شد. یافته­‌ها نتایج آنالیز واریانس نشان داد حذف رنگ تحت تاثیر تمام متغیرهای مستقل و اثرات متقابل آنها قرار دارد. در شرایط بهینه و در محدوده مقدار متغیرهای انتخاب شده، دانسیته جریان (7/39 میلی‎آمپر بر سانتی‎متر مربع)، رنگ (53/21 میلی‎گرم ‎در لیتر) و زمان واکنش (86/47 دقیقه)، 99/16 درصد رنگ متیلن بلو حذف گردید. نتیجه­‌گیری یافته­‌ها نشان داد که در شرایط عملیاتی بهینه، فرآیند انعقاد الکتریکی می‌­تواند به طور موثری رنگ متیلن بلو را از محلول­‌های آبی حذف نماید. این روش به دلیل سادگی کاربرد و هزینه قابل تحمل آن می­‌تواند در مقیاس واقعی مطالعه و مد نظر قرار گیرد.