کارایی و مدل سازی فرایند فوتو- الکتروپرسولفات (UV-EPS) با الکترود آندی آهن در تخریب رنگزای اسید آبی 25 با طراحی ترکیبی مرکزی(CCD)

رنگزاها به دلیل داشتن حلقه های آروماتیک، بسیار مقاوم هستند. رادیکال سولفات دارای توانایی بالایی در انجام اکسیداسیون پیشرفته است. طراحی آزمایش با روش CCD باعث انجام دقیق و کم هزینه فرایند می شود. هدف از این مطالعه، مدلسازی شرایط بهینه فرایند UV-EPS در تخریب رنگزای اسید آبی 25 با طراحی ترکیبی مرکزی از محیط های آبی بود.

در این مطالعه تجربی، از یک محفظه واکنش فوتوالکتروشیمیایی با دو الکترود آهن، بعنوان آند و دو الکترود تیتانیوم بعنوان کاتد و لامپ جیوه ای کم فشار جهت پرتوتابی در طول موج 254 نانومتر استفاده شد. متغیرهای pH(2-4)، جریان DC (75/5-0/1 آمپر)، غلظت پرسولفات (75/0-5/1میلی گرم درلیتر) و زمان واکنش(40-20 دقیقه) در غلظت اولیه(50-100 میلی گرم درلیتر)، بعنوان پارامترهای اصلی طراحی لحاظ شدند. همچنین میزان حذف COD و سینتیک فرایند، اثر هم افزایی مکانیسم ها و تاثیر حضور رباینده های رادیکال در شرایط بهینه تعیین شد. غلظت رنگزا و COD توسط اسپکتروفوتومتر(DR5000) قرایت شد.
 

نتایج حاصل، مشخص نمود که کارایی فرایند تحت تاثیر متغیرهای مورد مطالعه است. مدل سازی، بازده91 درصدی در 01/3pH=، جریان DC برابر 08/1 آمپر، غلظت پرسولفات برابر 30/1 میلی گرم درلیتر و زمان واکنش 34 دقیقه، بعنوان بهترین شرایط آزمایش مشخص نمود. میزان حذف COD در این شرایط 69 درصد بدست آمد. ضریب همبستگی در این مدل 84/0 تعیین شد که نشان دهنده مناسب بودن مدل درجه دوم در طراحی فرایند است. سینتیک فرایند از سینتیک درجه یک پیروی می کند. حضور رباینده های رادیکال باعث کاهش کارایی شد.

بهینه سازی با CCD باعث کاهش تعداد آزمایشات و افزایش دقت می شود. فرایند مذکور دارای کارایی مناسبی در حذف رنگزا و COD می باشد و می توان از این فرایند برای کاهش بار آلودگی فاضلاب های حاوی رنگزا مانند فاضلاب نساجی، قبل از ورود به محیط استفاده نمود.