مدل سازی و بهینه سازی فرایند انعقاد-لخته سازی شیرابه لندفیل با استفاده از روش سطح پاسخ

امروزه با توجه به روش های متداول لندفیل کردن، دغدغه های محیط زیستی شیرابه های تولیدی به یک مشکل جهانی تبدیل شده است. فرایند فیزیکی-شیمیایی یک راه حل بالقوه و مقرون به صرفه برای تصفیه شیرابه لندفیل به شمار می رود. به دلیل وقت گیر بودن آزمایشات جارتست برای دستیابی به غلظت مناسب مواد منعقدکننده، هدف این پژوهش، بررسی تصفیه پذیری شیرابه لندفیل زباله مشهد با استفاده از روش سطح پاسخ به عنوان جایگزین روش های معمولی در فرایند انعقاد-لخته سازی بوده است.

آزمایشات در جارتست 6 خانه با حجم موثر mL 500 انجام شد. توانایی کلرید آهن 6 آبه در پاسخ به چهار پارامتر COD، TSS، کدورت و قلیاییت مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی مدل و بهینه سازی غلظت منعقدکننده و pH با توجه به بالاترین راندمان حذف، طرح مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ استفاده شد. آنالیزهای فیزیکی و شیمیایی بر مبنای روش های استاندارد آب و فاضلاب آمریکا انجام گردید.

نتایج نشان داد که برای سه پاسخ (COD، TSS و قلیاییت) مدل درجه دوم و کدورت نیز مدل درجه دوم کاهش یافته تحت شرایط بهینه برای غلظت g/L 23/10 در pH 85/8 حاصل شده است. آزمایشات تطبیق تحت شرایط بهینه منجر به حذف COD، TSS، کدورت و قلیاییت به ترتیب برابر 79/66%، 61/88%، 53/97% و 89/67% شد. بررسی های آماری (جدول ANOVA، مقادیر R2 و P-value) نشان داد که مدل ها برای ارایه داده های تجربی مناسب و در تمامی مدل ها، مقدار R2 بیشتر از 99/0 بود. مقادیر P-value نیز نشان داد که اثرات درجه دوم و درجه دوم کاهش یافته در غلظت کلرید آهن و pH انعقاد معنی دار بوده است. همسویی و تطابق نتایج تجربی نیز نزدیک به پیش بینی حاصل از مدل ها بود.

با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش با روش سطح پاسخ، از فرآیند انعقاد-لخته سازی می توان به عنوان فرایندی موثر برای حذف ترکیبات بازدارنده شیرابه به کار گرفت.