بهینه سازی و پیش بینی فرایند فتوکاتالیستی با پوشش نانو ذرات تیتانیا بر سطح بتن برای تصفیه آب حاوی فنل

Abstract

در این تحقیق، بهینه‌سازی فرایند فتوکاتالیستی توسط روش تاگوچی و پیش‌بینی راندمان حذف سیستم توسط شبکه عصبی مصنوعی انجام شد. راکتور فتوکاتالیستی از نوع پوشش یافته بود که انرژی مورد نیاز برای تحریک نانوذرات تیتانیا و تولید رادیکال‌های هیدروکسیل جهت تجزیه فنل موجود در آب با استفاده از لامپ‌های UV-A تأمین می‌شد. جهت بهینه‌سازی فرایند با استفاده از روش تاگوچی و آرایه استاندارد L₁₆، تاثیر پارامترهای موثر شامل غلظت آلاینده ورودی (mg/L 500-50)، شدت تابش لامپ‌ (60-8 وات)،pH محلول (12-4)، میزان تیتانیا بر واحد سطح (g/m² 80-20) و فاصله لامپ تا صفحات بتنی (cm 20-5) بررسی شد. نتایج نشان داد که تاثیر غلظت آلاینده ورودی و pH نسبت به سایر عوامل بیشتر بوده و شرایط بهینه ‌بصورت غلظت آلاینده ورودی mg/L50، pH برابر 12، شدت تابش 60 وات، میزان تیتانیا معادل g/m² 80 و فاصله لامپ از صفحات معادل cm 10 تعیین گردید. پیش‌بینی فرایند با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که ساختار شبکه بصورت دو لایه پنهان و توابع انتقال گوسین در لایه پنهان اول، تانژانت هیپربولیک در لایه پنهان دوم و سیگموئید در لایه پنهان خروجی و ساختار (1-4-6-5) بهترین جواب بوده و اختلاف میان نتایج آزمایشگاه و مدل کمتر از 5 درصد می‌باشد.