ارتقاء کارایی جذب خاک اره بوسیله‌ی امواج فراصوت: بهینه‌سازی توسط روش سطح پاسخ، مطالعات سینتیک و ترمودینامیک

Abstract

Dor:98.1000/1735-0913.1398.34.16.66.1.1575.1603<br /> یکی از مهمترین منابع آلودگی محیط زیست رنگ ناشی از فاضلاب صنایع رنگ می‌باشد که برای انسان و محیط زیست مخاطراتی ایجاد می‌کند. لذا هدف از این مطالعه، بررسی کارایی حذف رنگ متیلن‌بلو از محیط‌های آبی بوسیله‌ی خاک اره با استفاده از امواج فراصوت توسط روش پاسخ سطح می‌باشد. از آزمایشات ناپیوسته به‌منظور ارزیابی اثر غلظت رنگ، زمان فراصوت، دوز جاذب و pH در حذف رنگ از محیط‌های آبی استفاده شـد. در آزمایشـات از روش پاسـخ سطح به‌منظور ارزیابی اثرات متقابل این متغیرها استفاده شد. غلظت رنگ نمونه‌ها با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج 664 نانومتر اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که مقادیر پارامترهای بهینه برای دستیابی به حداکثر بازده حذف رنگزا، غلظت اولیه رنگزا 20 میلی‌گرم بر لیتر، زمان واکنش 8 دقیقه، مقدار جاذب 4 گرم بر لیتر وpH اولیه‌ی 9 می‌باشند. بیشترین و کمترین درصد حذف رنگ به‌ترتیب 29/92 و 5/47 درصد حاصل شد. آزمون آنالیز واریانس نشان داد که مدل نمایی، بهترین مدل برای تبیین برهم‌کنش متغیرهای مطالعه می‌باشد. بر اساس نتایج آنالیز واریانس مقدار بالای ضریب تعیین نشان می‌دهد که مقادیر آزمایشگاهی با مقادیر پیش‌بینی شده تطابق خوبی دارند (9486/0=2R). علاوه بر این آنالیز آماری نتایج نشان داد که در محدوده مطالعه شده، pH و مقدار جاذب اثر قابل توجهی روی راندمان حذف رنگزا دارند. داده‌های انرژی آزاد گیبس و آنتالپی نشان‌دهنده فرآیند خودبخودی و گرماگیر می‌باشد. همچنین بررسی مدل‌های سینتیکی شبه مرتبه اول و دوم نشان داد که فرآیند با مدل سینتیکی شبه درجه دوم مطابقت دارد.