مدل سازی سینتیکی و بهینه سازی پارامترهای موثر تصفیه فاضلاب 4-کلروفنل در فرآیند جذب با نانو کاتالیست کربن فعال/مگنتیت در محلول آبی

ترکیبات آلی و حلقوی کلرینه نظیر 4-کلروفنل، در منابع آب های سطحی و زیرزمینی به دلیل کاربرد فراوان آن در صنایع مختلف و ایجاد مشکلات و عوارض جبران ناپذیری مانند سرطانزایی، جهش زایی، ناهنجاری های مادرزادی و سمیت بالا بسیار مورد توجه سازمان های حفاظت از محیط زیست بوده است. این مطالعه یک پژوهش کاربردی است که به صورت پایلوت و در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است. در این مطالعه ابتدا محلول آبی حاوی 4-کلروفنل تهیه شد و سپس با استفاده از لاستیک ضایعاتی برای تهیه کربن فعال نانو کاتالیست کربن/ مگنتیت تهیه شد و بدین منظور ml 100 از محلول آبی در تماس با جاذب کربن فعال قرار گرفت و متغییر های تاثیرگذار در فرایند جذب (ph، دما، دوز جاذب و زمان ماند) از روش پاسخ سطح (rsm) با انتخاب طرح مرکب مرکزی (ccd) طراحی شد. برای فرایند جذب 4-کلروفنل با استفاده از کربن فعال/مگنتیت، یک الگوی آزمایش با 30 اجرا انجام شد و r^2 تنظیم شده و پیش بینی شده به ترتیب 0.919 و 0.762 برآورد گردید و بر اساس anova، مدل فرایند جذب 4-کلروفنل با جاذب پیشنهادی معنی دار بود و f-value 24.58 بود.همچنین عوامل مستقل در این مطالعه(,ph دما، دوز جاذب و زمان ماند)، معنی دار بودند. با توجه به تاثیر پارامترهای مختلف در انتخاب شرایط بهینه نرم افزار، 100 راه حل پیشنهاد کرد، که در نهایت اولین راه حل با 0.948 مطلوبیت انتخاب شد که پارامترهای تاثیر گذار برای جذب به این شرح بهینه شد: 3 ph ، دمای ℃ 42.5 ، دوز جاذب g l^(-1) 1.84 و زمان ماند 91 دقیقه. همچنین نتایج مدلسازی جذب نشان داد با افزایش مصرف دوز بیشتر جاذب، فرایند می تواند در زمان کوتاه تری به پایان برسد و همچنین افزایش بیش از مقدار بهینه ی دوز جاذب از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

kinetic modeling and optimization of effective parameters of 4-chlorophenol wastewater treatment in adsorption process with activated carbon/magnetite nanocatalyst in aqueous solution

introduction: organic and cyclic chlorinated compounds such as 4-chlorophenol in surface and underground water sources due to its widespread use in various industries and causing irreparable problems and side effects such as carcinogenesis, mutagenesis, birth defects and high toxicity are of great concern to conservation organizations. it was from the environment. materials and methods: this study is an applied research that was conducted in a pilot and laboratory scale. in this study, first an aqueous solution containing 4-chlorophenol was prepared, and then using waste rubber to prepare activated carbon, carbon/magnetite nano catalyst was prepared, and for this purpose, 100 ml of the aqueous solution was placed in contact with the activated carbon absorber and the influencing variables in the adsorption process (ph, temperature, adsorbent dose and retention time) the response surface method (rsm) was designed by selecting the central composite design (ccd). results and discussion: for the absorption process of 4-chlorophenol using activated carbon/magnetite, a test model was conducted with 30 runs and the adjusted and predicted r2 were estimated as 0.919 and 0.762, respectively, and based on anova, the process model the absorption of 4-chlorophenol with the proposed adsorbent was significant and the f-value was 24.58. also, the independent factors in this study (ph, temperature, adsorbent dose and retention time) were significant.conclusion: according to the influence of different parameters in choosing optimal conditions, the software proposed 100 solutions, and finally the first solution was selected with a favorability of 0.948, and the effective parameters for absorption were optimized as follows: ph 3, temperature 42.5 ℃, adsorbent dosage g l(-1) 1.84 and the retention time is 91 minutes. also, the results of adsorption modeling showed that by increasing the dosage of adsorbent, the process can be completed in a shorter time, and increasing the adsorbent dose beyond the optimal amount is not economically viable.