بهینه سازی سیستم ازن زنی- فتوکاتالیستی حاوی آکنه های معلق با پوشش نانو ذرات tio2 در تصفیه فاضلاب رنگی

این تحقیق برای رفع عیب اصلی سیستمهای فتوکاتالیستی دوغابی (جداسازی نانو مواد قبل از مراحل تصفیه بعدی یا تخلیه در محیط) و بهبود راندمان پائینتر سیستمهای تثبیت شده از فرایند فتوکاتالیستی ارتقا یافته با کاربرد همزمان دو روش بصورت نانومواد تثبیت شده- معلق استفاده گردید. همچنین از آنجا که ازن به سرعت رنگهای محلول در آب را حذف کرده ولی معایبی مانند بوی شدید، هزینه بالا و نیمه عمر کوتاه دارد و تصفیه فتوکاتالیستی معمول فاضلاب رنگی نیز علی رغم اقتصادی بودن با مشکلات اجرایی مانند ممانعت رنگ از رسیدن نور به فتوکاتالیست در حجم های زیاد رو به رو است. بنابراین هدف دیگر انجام این تحقیق، پیشنهاد روشی مناسب (هیبرید دو فرایند) برای کاهش نقاط ضعف دو فرایند ازنزنی و فتوکاتالیستی و استفاده از قابلیت های آن ها است. بنابراین در این تحقیق فرایندهای ازنزنی، فتوکاتالیستی ارتقا یافته و هیبرید آن دو در تصفیه فاضلاب سنتزی اسید اورانژ 7 (از رنگزاهای پر مصرف کشور) بررسی شدند. براساس نتایج، شرایط بهینه فرایند فتوکاتالیستی ارتقا یافته در ph برابر با 3، لامپ uv-a 120 وات، 30 عدد آکنه و mg/l50 از رنگزا بدست آمد که در این شرایط پس از 33 ساعت رنگزا به طور کامل حذف شد. حذف رنگزا در شرایط بهینه فرایند ازنزنی ( phبرابر با 9، غلظت رنگزای mg/l 50 و میزان ازن تزریقی gr/hr 1) در 85 دقیقه صورت گرفت. شرایط بهینه فرایند هیبریدی در phبرابر با 9، غلظت رنگزای mg/l 50، 30 عدد آکنه، لامپ uv-a با توان 120 وات و میزان ازن تزریقی gr/hr 1 بدست آمد و حذف کامل رنگزا در این شرایط 75 دقیقه طول کشید. طراحی آزمایش سه فرایند به روش سطح پاسخ انجام شد که تمامی نتایج طراحی آزمایش موید نتایج آزمایشهای تک فاکتوری بود. بر اساس مقایسه فرایندها، فرایند هیبریدی به عنوان مناسب ترین فرایند حذف رنگزا انتخاب شد. براساس نتایج gc-mass محصولات تولیدی در شرایط بهینه فرایند هیبریدی شامل 5 آمینو 1 نفتیل، 1- نفتیل و ترکیبات بنزنی فنل، آنیلین و اسید فتالیک بودند که برای حذف ترکیبات نفتالینی و بنزنی به ترتیب به 4 و 7 ساعت زمان در شرایط بهینه نیاز بود. واکنش در تمامی شرایط از سینتیک مرتبه اول پیروی کرد و به خوبی بر مدل لانگمایر-هینشلوود منطبق بود. بر اساس نتایج، کمترین اختلاف فرایندهای هیبریدی و فتوکاتالیستی ارتقا یافته در راندمان حذف رنگزا (81 درصد) و حذف بار آلی (14 درصد) در ph برابر با 2 و بیشترین اختلاف حذف رنگزا (97 درصد) و حذف بار آلی (41 درصد) در ph برابر با 10 بدست آمد