بهینه سازی فرایند هیبریدی سونوپراکسون کاتالیستی در حضور کاتالیست اکسید روی-اکسید آهن جهت تصفیه فاضلاب نفتی به روش طراحی ترکیب مرکزی

فاضلاب صنعت نفت براساس ویژگی های منحصر بفردی که دارد، باید قبل از تخلیه به محیط زیست تصفیه گردد. هدف از این مطالعه، بهینه سازی فرایند سونوپراکسون کاتالیستی در تصفیه فاضلاب نفتی به روش آماری بود.

سنتزFe3O4@ZnO  با روش اکسیداسیون هوا و لایه به لایه خود تجمعی انجام شد. تکنیک های XRD، SEM، EDAX، FT-IR، BET، DRS، VSM و TGA جهت بررسی ساختار استفاده شد. در این مطالعه از روش طراحی ترکیب مرکزی جهت بهینه سازی پارامترهای pH، زمان واکنش، غلظت گاز ازن، غلظت هیدروژن پراکساید و مقدار کاتالیست در فرایند استفاده شد. در شرایط بهینه مقادیر حذف BOD5 و TPH، سینتیک واکنش و اثر هم افزایی مکانیزیم ها مطالعه شدند. COD، TPH و BOD5 به ترتیب توسط دستگاهSpectrophotometer (DR6000)، GC-FID و روش انکوباسیون سنجش شدند.

نتایج مشخص نمود که ساختارFe3O4@ZnO  به خوبی شکل گرفته است. مدل درجه دوم برای مدل سازی فرایند براساس ضریب همبستگی پیشنهاد شد. براساس آنالیز ANOVA و شاخص های p و f، مدل پیشنهادی معنی دار گزارش شد. شرایط بهینه شامل pH برابر با 6/4، غلظت ازن برابر mg/L.min 1/3، غلظت هیدروژن پراکساید برابر mL/L 2/5، زمان واکنش min 51 و مقدار کاتالیست برابر g/L 0/64 حاصل شد. در این شرایط میزان کاهش COD به ترتیب 82/3 و 70 درصد بصورت تیوریکی و تجربی بدست آمد. همچنین در شرایط بهینه میزان حذف BOD5 و TPH به ترتیب 90/5 و 85/8 درصد بدست آمد. سینتیک فرایند از سینتیک درجه اول تبعیت می کند (0/98=R2) و حضور مکانیزم های مختلف در کنار هم، باعث اثر هم افزایی شده و کارایی فرایند را افزایش می دهد.

فرایند مذکور با کارایی مناسب در کاهش COD، BOD5 و TPH توانایی تصفیه پساب نفتی را دارا است.