كارايي روش سطح پاسخ در بهينه سازي فرآيند ازن زني كاتاليزوري با كربن فعال در حذف تركيبات نفتي از منابع آب زيرزميني

Efficiency of Response Surface Methodology for Optimizing Catalytic Ozonation Process with Activated Carbon in Removal of Petroleum Compound from Groundwater Resources

زمينه و هدف: به دليل رشد جمعيت و افزايش نياز به منابع آبي و همچنين توسعه صنعت اين منابع تحت تاثير آلودگيهاي متفاوتي قرار گرفته اند. يك دسته از اين آلايندهها تركيبات نفتي ميباشد كه ميتواند حاوي تركيبات خطرناكي مانند BTEX باشد. اين تركيبات ميتواند اثرات بهداشتي نامطلوب بسياري داشته باشد. روش كار: در اين مطالعه از كربن فعال به همراه فرآيند ازن زني جهت حذف تركيبات نفتي از نمونههاي آب استفاده شد. نمونه برداري از منابع آب زيرزميني نزديك پالايشگاه نفت تهران انجام گرفت. دوزاژ كربن فعال برابر با 5/0، 3 و 5/5 گرم بر ليتر و مقدار جريان گاز ازن تزريقي برابر با L/min5/2 بود. از روش سطح پاسخ بر مبناي طراحي Box-Behnken جهت ارزيابي اثر متغيرهاي مستقل بر عملكرد پاسخ (راندمان حذف تركيبات نفتي) و همچنين پيشگويي بهترين مقدار پاسخ استفاده شد. از آناليز واريانس (ANOVA) به عنوان روش آماري آناليز پاسخها استفاده شد. يافته ها: مقدار بالاي 2R (98/0) نشان ميدهد كه حذف COD ميتواند بوسيله اين مدل تعريف شود. اگر چه مقدار adjusted2R (96/0) كمتر از مقدار 2R ميباشد، اما ميتوان استنتاج كرد كه مدل، دادههاي آزمايشات را به صورت رضايت بخش متناسب كرده است. نتيجه گيري: استفاده از يك اكسيدان به همراه كربن فعال ميتواند راندمان حذف تركيبات آلي را افزايش دهد. در اين مطالعه مشاهده شد كه با افزودن كربن فعال به عنوان يك كاتاليست به همراه فرآيند ازن زني، راندمان حذف تركيبات نفتي به شدت افزايش مييابد.

Background & Objective: Water resources are affected by different pollutants because of population growth, increasing water demand, and development of industries. A group of these pollutants are petroleum compounds which contain hazardous compounds such as BTEX. These compounds may cause undesirable health effects. Methods: In this study, activated carbon along with ozonation process was used for petroleum hydrocarbon removal from water samples. Samples were taken from groundwater resources located around Tehran Petroleum Refinery Plant. Activated carbon dosages were equal to 0.5, 3, and 5.5 g/l, and ozone flow was 2.5 l/min. Response surface methodology based on Box-Behnken was used to assess the effect of independent variables on the response function and prediction of the best response value. Analysis of variance (ANOVA) was applied for statistical analysis of the responses. Results: High value for R2 (0.98) shows that removal of COD can be described by this model. Although the value of R2 adjusted (0.96) was less than R2, however, it can be concluded that the model has fit the experimental data favorably. Conclusion: Use of an oxidant together with activated carbon can increases removal efficiency for organic compounds. In this study it was observed that efficiency of petroleum compounds' removal was greatly increased by addition of activated carbon as a catalyst with ozonation process.