حذف رنگ اسيد بلو 113 با استفاده از فرآيند UV/H2O2/Fe3O4: بهينه سازي شرايط تصفيه با استفاده از طراحي آزمايش

Removal of acid bleu 113 by UV/H2O2/Fe3O4 process: Optimization of treatment conditions using experimental design

زمينه و هدف: فاضلاب هاي رنگي براي حيوانات، انسان و زيستگاه گياهان به شدت سمي مي باشد و موجب ايجاد بيماري هاي متعددي در انسان مانند آلرژي، سرطان و جهش مي شوند. هدف اين مطالعه حذف رنگ اسيد بلو 113 با استفاده از UV/H2O2 به همراه نانو كاتاليست هاي Fe3O4 مي باشد. بهينه سازي فرآيند با استفاده از طراحي آزمايش مورد بررسي قرار گرفت. روش بررسي: در اين مطالعه تجربي به منظور بررسي پارامترهاي تأثير گذار از قبيل غلظت اوليه رنگ اسيد بلو 113، pH، زمان، مقادير آب اكسيژنه و نانو كاتاليست Fe3O4 در حذف رنگ اسيد بلو 113 و يافتن شرايط بهينه، به روش سطح پاسخ صورت گرفت. تجزيه و تحليل داده ها با استفاده از نرم افزار طراحي آزمايش انجام شد. يافته ها: شرايط بهينه حذف شامل غلظت اوليه رنگ اسيد بلو 113، 62/3 ميلي گرم بر ليتر، pH برابر 3/83، ميزان آب اكسيژنه 31/53 ميلي مول بر ليتر، زمان 29/5 دقيقه و غلظت Fe3O4 1/81 گرم بر ليتر براي حداكثر راندمان 95/51% بدست آمد. راندمان حذف با افزايش H2O2، زمان و غلظت نانوكاتاليست، افزايش يافت و با افزايش غلظت اوليه رنگ و pH، كاهش يافت. نتيجه گيري: نتايج نشان دادند كه مقدار حذف رنگ اسيد بلو 113 از فاضلاب سنتتيك با استفاده از فرآيند UV/H2O2/Fe3O4 95/51% در شرايط بهينه بدست آمد. بنابراين اين روش پتانسيل موثري در حذف رنگ اسيد بلو 113 داشته و مي‌توان از آن جهت حذف اين رنگ در فاضلاب‌هاي صنعتي بهره برد.

Background and aims: Colored wastewaters are highly toxic for animals, human and habitat areas and cause several diseases in humans such as allergy, cancer and mutation. This study was aimed to remove of acid blue 113 color with application of UV/H2O2 with nano-catalyst of Fe3O4. Optimization of the process was investigated using experiment design methodology. Methods: In this experimental study, in order to study the effective parameters such as initial concentration of acid blue 113 (AB 113), pH, contact time, amounts of hydrogen peroxide and nano-catalyst Fe3O4 in removal of acid blue 113 and finding optimal conditions was investigated using of response surface methodology. Data were analyzed using design experiment software. Results: Optimum conditions of removal including initial concentration of AB113 dye 62.3 mg/L, pH 3.83, contact time 29.5 minutes, the amount of hydrogen peroxide 31.53 mmol/L and concentration of Fe3O4 1.81 g/L were obtained for maximum removal efficiency of 95.51%. The removal efficiency by increasing H2O2, contact time and catalyst concentration increased and with increasing of initial dye concentration and pH was decreased. Conclusion: The results showed that the removal amount of AB113 dye from synthetic wastewater using UV/H2O2/Fe3O4 process obtained 95.51% in optimal condition. Therefore, this method has an effective potential in AB113 removal and can be applied for removal of this dye from industrial wastewater.