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

زمینه و هدف: 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. روش بررسی: 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. یافته ها: 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 معنی‌دار 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 تئوریکی 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 (0/98r2=) و حضور مکانیزم های مختلف در کنار هم، باعث اثر هم افزایی شده و کارایی فرایند را افزایش می دهد. نتیجه گیری: فرایند مذکور با کارایی مناسب در کاهش cod، bod5 و tph توانایی تصفیه پساب نفتی را دارا است. 

optimization of catalytic sono-praxone hybrid process in the presence of iron oxide-zinc oxide catalyst for the treatment of petroleum wastewater by central composite design

background and objective: based on its unique characteristics, oil industry wastewater must be treated before discharging into the environment. the study aimed to optimize the catalytic sonopraxone process in the treatment of petroleum wastewater using a statistical method. materials and methods: the synthesis of iron oxide-zinc oxide was carried out by air oxidation and layer-by-layer self-assembly method. xrd, sem, edax, ft-ir, bet, drs, vsm and tga techniques were used to investigate the structure. in this study, applied ccd method optimization of ph parameters, reaction time, ozone gas concentration, hydrogen peroxide concentration and catalyst amount in the process. in optimal conditions, bod5 and tph removal values, reaction kinetics and synergistic effect of mechanisms were studied. cod, tph and bod5 were measured by spectrophotometer (dr6000), gc-fid and incubator, respectively. results: the results indicated that the fe3o4@zno structure is well formed. a quadratic model was proposed to model the process based on the correlation coefficient. based on anova analysis and p and f indices, the proposed model was reported to be significant. optimum conditions include ph 6.4, ozone concentration 1.3 mg/l.min, hydrogen peroxide concentration 2.5 ml/l, reaction time 51 min and catalyst amount equal to 0.64 g/l. in these conditions, the amount of cod reduction was 82.3 and 70% theoretically and experimentally, respectively. also, in optimal conditions, bod5 and tph removal rates were 90.5% and 85.8%, respectively. the kinetics of the process follows the kinetics of the first order (r2=0.98) and the presence of different mechanisms together causes a synergistic effect and increases the efficiency of the process.conclusion: this process can improve the quality of oil effluent based on cod, bod5, and tph removal.