استفاده از تئوری آنتروپی شانون در بهینه‌سازی سیستم‌های جاذب ستونی برای کاهش cod آب خاکستری

کمبود آب به عنوان یک بحران جهانی در حال افزایش است و تاثیرات زیادی بر منابع آبی، امنیت غذایی و پایداری محیط زیست دارد. در پاسخ به این مشکل، استفاده مجدد از آب‌های خاکستری به عنوان یکی از راهکار‌های کلیدی مطرح شده است.
در این تحقیق به بررسی کارایی بسترهای مختلف شامل بیوچار باگاس نیشکر و سرباره صنایع فولاد در ستون‌های جاذب برای کاهش cod آب خاکستری پرداخته است. ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی باگاس نیشکر و سرباره صنایع فولاد با استفاده از آزمون‌‌های xrf،ftir و bet تحلیل شد. ستون‌های جاذب از جنس لوله پلی‌اتیلن طراحی و به ترتیب با بیوچار و سرباره پر شدند و سپس تاثیر دبی ورودی و زمان ماند بر عملکرد ستون‌های جاذب در کاهش cod آب خاکستری مورد بررسی قرار گرفت . نتایج نشان داد که سطح ویژه بیوچار از 88.664 مترمربع بر گرم به 22.698 مترمربع بر گرم کاهش یافت، در حالی که در سرباره از 0.640 به 0.355 مترمربع بر گرم تغییر کرد. این کاهش به جذب آلاینده‌ها و کاهش ظرفیت سطحی بسترها نسبت داده شد. نتایج همچنین نشان داد که راندمان حذف cod با افزایش دبی ورودی کاهش یافت و بالاترین راندمان در دبی 15 میلی‌لیتر بر دقیقه به دست آمد. علاوه بر این زمان تماس طولانی‌تر بهبود عملکرد ستون جاذب را در کاهش cod نشان داد. این تحقیق با استفاده از روش آنتروپی شانون به بهینه‌سازی طراحی و عملکرد ستون‌های جاذب پرداخته و نتایج حاکی از این است که زمان تماس تاثیرگذارترین پارامتر در طراحی ستون‌های جاذب است.

the application of shannon entropy theory in optimizing column adsorbent systems for reducing cod in greywater

water scarcity is increasingly recognized as a global crisis with significant impacts on water resources, food security, and environmental sustainability. in response to this issue, the reuse of greywater has emerged as one of the key strategies.this study investigates the effectiveness of various media, including sugarcane bagasse biochar and steel slag, in adsorption columns for reducing the chemical oxygen demand (cod) of greywater. the chemical and physical properties of sugarcane bagasse biochar and steel slag were analyzed using x-ray fluorescence (xrf), fourier transform infrared spectroscopy (ftir), and brunauer-emmett-teller (bet) tests. adsorption columns made of polyethylene pipes were filled with biochar and slag, respectively, and the effects of influent flow rate and contact time on the performance of the columns in cod reduction were evaluated. the results indicated that the specific surface area of biochar decreased from 88.664 m²/g to 22.698 m²/g, while that of slag changed from 0.640 m²/g to 0.355 m²/g. this reduction was attributed to the adsorption of pollutants and the decrease in the surface capacity of the media. the results also showed that the cod removal efficiency decreased with increasing flow rate, with the highest efficiency achieved at a flow rate of 15 ml/min. additionally, longer contact times improved the performance of the adsorption columns in reducing cod. the study utilized shannon entropy method to optimize the design and performance of the adsorption columns, and the findings indicate that contact time is the most influential parameter in the design of adsorption columns.