استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) به منظور ارائه مدل بهینه سازی مشخصات خاک برای طراحی فیلتر طبیعی تصفیه پساب (مطالعه شرکت پتروشیمی شهید تندگویان)

در فرآیندهای تولید صنعت پتروشیمی مواد شیمیایی سمی و خطرناکی وجود دارد که امروزه باعث شده تصفیه پساب صنایع پتروشیمی یکی از مهم ترین مسایل زیست محیطی جهان باشد. بنابراین در این تحقیق ، اقدام به ارایه مدل بهینه سازی مشخصات خاک به منظور طراحی فیلتر طبیعی تصفیه پساب شرکت پتروشیمی شهید تندگویان با بکارگیری روش سطح پاسخ (RSM) شد. بدین منظور، پس از انتخاب خاک های مورد نظر در شهرستان بهمیی استان کهگیلویه و بویراحمد و نمونه برداری از آن ها، مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک های مورد تحقیق  شامل اسیدیته (pH)، هدایت الکتریکی (EC)، درصد ماده آلی (OM) و درصد رس (Clay)  تعیین شد. در مرحله بعد اقدام به طراحی 12 فیلتر طبیعی خاک در ابعاد کوچک در محیط آزمایشگاهی شد و پس از تهیه پساب از شرکت پتروشیمی تندگویان اقدام به انجام آزمایش های فیلتراسیون پساب شد. چهار پارامتر اسیدیته (pH)، کل مواد جامد معلق (TSS)، مقدار آهن (Fe) و مقدار منگنز (Mn) پساب خروجی از فیلترها به عنوان متغیرهای پاسخ تعیین شدند. سپس به روش سطح پاسخ هیستوریکال بین چهار پارامتر خاک (متغیرهای مستقل) و هرکدام از پارامترهای پساب (متغیرهای پاسخ) با استفاده از نرم افزار آماری Design-Expert مدل های رگرسیونی برازش داده شد. مدل های رگرسیونی به منظور رسیدن به مقدار بهینه پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک با هدف بهترین خروجی پساب با کمترین میزان آلودگی با الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) بهینه شدند. نتایج نشان داد که، پارامترهای اسیدیته، هدایت الکتریکی، ماده  آلی و درصد رس زیاد خاک باعث افزایش اسیدیته و کاهش کل مواد جامد معلق، آهن و منگنز موجود در پساب خواهند شد و از این طریق در تصفیه پساب پتروشیمی نقش موثری دارند. نتایج الگوریتم بهینه سازی نیز نشان داد که، هدایت الکتریکی 3 دسی زیمنس بر متر، اسیدیته 7/9، درصد ماده  آلی 2/95 و میزان رس 50 درصد بهینه ترین مقادیر پارامتر های خاک هستند که پارامتر های خروجی پساب آن ها شامل مقادیر اسیدیته خنثی بالای 7، کل مواد جامد معلق 90 ، آهن 1 و منگنز 2/3 میلی گرم بر لیتر است. نتایج این تحقیق می تواند به ساخت یک فیلتر طبیعی خاک در ابعاد بزرگ کمک کند.