بهينه سازي فرايند ازن زني كاتاليزوري در حذف رنگ راكتيو بلاك 5 توسط خاكستر استخوان تثبيت شده با MgO با مدل تاگوچي

Optimization of Catalytic Ozonation Process for Removal of Reactive Black 5 dye Using Bone Char Ash Modified by Magnesium Oxide and Applying Taguchi Design

سابقه و هدف: رنگ‌هاي شيميايي مورد استفاده در فاضلاب نساجي علاوه بر پيامدهاي زيست محيطي اثرات سرطان زايي و جهش زايي بر سلامت انسان دارند.لذا هدف از اين مطالعه بهينه سازي فرايند ازن زني كاتاليزوري در حذف رنگ راكتيو بلاك 5 با مدل آماري تاگوچي بوده است. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي آزمايشات ازن زني در راكتور نيمه منقطع انجام گرفت. پودر خاكستر استخوان با نانو ذرات اكسيد منيزيم اصلاح گرديد و تاثير پارامترهاي زمان واكنش، غلظت اوليه آلاينده، دز جاذب و pH اوليه در 4 سطح با طرح ماتريكس تركيبي L_16 روش تاگوچي مورد بررسي قرار گرفت. آناليز و تفسير داده‌ها با نرم افزار Minitab 16 انجام شد. يافته‌ها: طبق نتايج حاصل از آناليز داده ها شرايط بهينه حذف رنگ در زمان20 دقيقه، pH برابر 8، غلظت اوليه رنگ mg/L50، دز كاتاليزور g/L 0/3 به‌دست آمد. در اين شرايط راندمان حذف رنگ 98 درصد و حذف COD برابر با 85 درصد گزارش شد. براساس آناليز ميانگين داده‌ها، بيش‌ترين تاثير مربوط به غلظت اوليه آلاينده با 51/8 درصد و كم‌ترين تاثير مربوط به pH با 8 /3درصد بود. استنتاج: نتايج اين مطالعه نشان داد كه فرايند ازن زني يك روش موثر در كاهش غلظت رنگ از پساب فاضلاب نساجي مي‌باشد.

Background and purpose: Chemical dyes are widely used in textile industries and have harmful effects on the environment. They also contain carcinogenic and mutagenic substances. The goal of this study was optimization of the catalytic ozonation process using bone char ash modified by magnesium oxide in removal of reactive black 5dye from textile wastewater based on Taguchi design. Materials and methods: In this study ozonation was performed in a batch ozonation reactor. In order to remove the dyes, Bone char ash (BCA) was modified by magnesium oxide. The effect of various parameters such as reaction time, initial dye concentration, adsorbent dose, and initial pH at 4 different levels were investigated using an L-16 Taguchi method. Analysis and interpretation of data was done using Minitab 16. Results: The optimum conditions for removal of dye were found to be contact time of 20 min, pH 8, dye concentration of 50 mg/l, adsorbent dosage of 0.3 g/L. The efficiency of dye removal was 98% and COD removal was 85%. Analysis of variance indicated that the dye concentration was the most important variable influencing the dye removal percentage (51.8%) and pH was the least influencing variable (3.8%) in removal of dye. Conclusion: The results showed that ozonation process was an effective method in reducing the concentration of pollutants in textile wastewater effluent