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

Abstract

ازن یکی از اکسیدکننده‌های قوی است که می‌تواند بسیاری از مواد آلی سخت تجزیه پذیر را از طریق دو مکانیسم اکسیداسیون مستقیم و غیر مستقیم به ترکیباتی ساده‌تر 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 7 به منظور دست‌یابی 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 85/96 و 92/94 و ضریب ارزش p برای مدل (کمتر از 0001/0) و عدم برازش (0507/0) 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 90 درصدی رنگزا برای غلظت اولیه رنگزا برابر 480 میلیگرم بر لیتر در pH برابر 7/7، نرخ ازن تزریقی 6/0 لیتر در دقیقه پس از 60 دقیقه حاصل شد. تحت شرایط مذکور واکنش از نرخ شبه مرتبه اول تبعیت می­کرد و نرخ آن 0607/0 بدست آمد. در این تحقیق همچنین مشاهده شد که موثرترین فاکتورها به ترتیب نرخ ازن تزریقی، زمان، pH و غلظت رنگزا می‌باشند. 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 غلظت‌های اولیه بالا با راندمان حذف بالا می‌باشد که نشان دهنده قدرت بالای این فرایند کاربردی در تجزیه ترکیبات پیچیده آلی است.