بررسي كارايي شبكه عصبي مصنوعي در مدل‌سازي فرايند حذف مالاشيت سبز با استفاده از پسماند چاي و بررسي ايزوترم

Efficiency of Artificial Neural Networks for Modeling of Malachite Green Adsorption by Tea Waste and Adsorption Isotherm Study

آلودگي آب يكي از مشكلات مهم جوامع امروزي است و همزمان با پيشرفت جوامع بشري، اين مشكل نيز افزايش مي‌يابد. يكي از مهم‌ترين آلاينده‌ها، وجود رنگ در نمونه‌هاي آبي است. جذب سطحي يكي از موثرترين فرايندها براي حذف اين دسته از آلاينده‌ها است. در اين پژوهش به بررسي فرايند و شرايط بهينه حذف رنگ مالاشيت سبز از محلول‌هاي آبي توسط پسماند چاي عطري دوغزال پرداخته شد. براي دستيابي به شرايط بهينه حذف آلاينده، پارامترهاي غلظت اوليه محلول رنگ، جرم جاذب، مقدار pH اوليه محلول و مدت زمان تماس جاذب و رنگ در دماي آزمايشگاه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد كه با افزايش جرم جاذب و همچنين كاهش غلظت اوليه رنگ، كارايي حذف آلاينده افزايش مي‌يابد. همچنين مشاهده شد كه در pH قليايي، بازده حذف رنگ افزايش يافت و با افزايش مدت زمان تماس جاذب و رنگ، ميزان حذف رنگ توسط جاذب از محيط آبي بيشتر شد. جذب رنگ مالاشيت سبز بر روي پسماند چاي از مدل همدماي فروندليچ پيروي مي‌كند و بازده فرايند، بيش از 95 درصد است. به‌منظور مدل‌سازي فرايند از مدل شبكه عصبي مصنوعي استفاده شد كه نتايج تجربي و نتايج حاصل از مدل شبكه عصبي مصنوعي مطابقت زيادي را نشان دادند و ضريب تعيين رگرسيون برابر با 0/9981 به‌دست آمد. پسماند چاي عطري دوغزال به‌عنوان يك جاذب ارزان قيمت و در دسترس مي‌تواند براي حذف آلاينده‌هاي آلي از محيط‌هاي آبي به‌كار برده شود. همچنين شبكه عصبي مصنوعي به‌عنوان يك روش مناسب براي مدل‌سازي فرايند جذب مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد.

Nowadays water pollution is one of the most important problems in different societies. This problem increases with the development of countries. Existence of various dyes in waters is one of these important pollutions so adsorption can be used as an effective method to eliminate dyes from waters. . In this research, the adsorption of Malachite Green on odorant Do Ghazal tea waste was studied. The study of this issue was performed at laboratory temperature, with variation of different parameters like pH, adsorption time, amount of adsorbent and dye concentration. The results of the experiments show that the adsorption efficiency increases with more adsorbent addition, higher pH levels and time enhancement. Also, the reduction of dye concentration causes better adsorption efficiencies. Moreover, the study on isotherms of adsorption process confirmed that the adsorption obeys the Freundlich model. The results of this study show that the efficiency of Malachite Green elimination in aqueous solutions on odorant Do Ghazal tea waste was higher than 95%. An artificial neural network (ANN) model was developed to predict the performance of the decolorization efficiency by the adsorption process based on the experimental data. A comparison between the predicted results of the designed ANN model and experimental data was also conducted. The ANN model yielded a determination coefficient of R2=0.9981. The model can describe the decolorization efficiency under different conditions. Odorant Do Ghazal tea can be used as a low cost and available adsorbent for removal of organic pollutants from contaminated waters. Artificial neural networks can be employed as an appropriate method for adsorption process modeling too.