بهينه سازي فرآيند جذب آنيلين از محلول‌هاي آبي توسط بنتونيت خام و اصلاح شده با سورفاكتانت كاتيوني با استفاده از مدل تاگوچي

The Optimization of Aniline Adsorption from Aqueous Solutions by Raw Bentonite and Bentonite Modified with Cationic Surfactants Using the Taguchi Model

مقدمه و هدف: آنيلين تركيب آلي و پركاربرد در صنايع مختلف مي باشد. ورود اين تركيب به محيط مشكلات متعددي را در پي دارد. بنابراين، بررسي روش هاي كارآمد و عملي براي حذف آنيلين از فاضلاب هاي اين صنايع امري در خور توجه مي باشد. مدل تاگوچي مدلي براي تحليل آزمايش ها مي باشد كه با استفاده از تعداد معيني آزمايش ميزان تاثير و سطوح بهينه عوامل موثر را پيش بيني مي نمايد. اين مطالعه با هدف بهينه سازي فرآيند جذب آنيلين توسط بنتونيت خام و بنتونيت اصلاح شده با سورفاكتانت كاتيوني با استفاده از مدل تاگوچي انجام شد. روش كار: در مطالعه تجربي حاضر، ابتدا جاذب هاي بنتونيت خام و بنتونيت اصلاح شده طي چند مرحله آماده شد. در مرحله بعد تاثير 4 عامل اصلي (غلظت آلاينده، زمان تماس، pH، دوز جاذب) در 4 سطح، توسط ماتريكس تركيبي L16 انتخاب و آزمايشات در اين ماتريكس انجام شد. همچنين عوامل بر اساس مقدار R رتبه‌بندي گرديد. سپس داده ها با نرم افزار Minitab17 مورد تحليل قرار گرفت. در نهايت ميزان جذب آنيلين بر روي بنتونيت خام و اصلاح شده در شرايط بهينه تعيين گرديد. نتايج: بهينه‌سازي فرآيند جذب با مدل تاگوچي نشان داد كه عوامل مورد نظر جهت بهينه‌سازي شرايط بر اساس اهميت به ترتيب برابر زمان تماس 360 دقيقه،10pH= ، غلظت اوليه آنيلين mg/L 300 و دوز جاذب g/L 40 مي باشد. همچنين حداكثر راندمان جذب آنيلين بر روي بنتونيت اصلاح شده با سورفاكتانت كاتيوني و بنتونيت خام در شرايط بهينه برابر با 86/81 و 75/8 درصد تعيين شد. ايزوترم لانگموير و سينتيك درجه دوم كاذب بيشترين تطابق را با داده‏هاي مطالعه نشان داد. نتيجه‌نهايي: نتايج اين مطالعه نشان داد بنتونيت اصلاح شده با سورفاكتانت كاتيوني كارايي بالايي در حذف آنيلين دارد. در عين حال قيمت ارزان و دسترسي آسان سبب مي شود بنتونيت به عنوان جاذب مطلوبي مد نظر قرار گيرد.

Introduction & Objectives: Aniline is an organic compound widely used in various industries. The release of this compound has had various environmental impacts. Thus, the assessment of efficient and practical methods for the removal of aniline from wastewater of these industries is remarkable. Taguchi model is a model for the analysis of experiments, that predicts both the effects of each factors and the optimum level of them using a certain number of experiment. The purpose of this study was the optimization of aniline adsorption on the raw and modified bentonite with a cationic surfactant using Taguchi model. Materials & Methods: In this experimental study, the raw bentonite and modified bentonite was prepared in a few steps. Then, 4 main factors (i.e. pollutant concentration, contact time, pH, and adsorbent dosage) on 4 levels were selected by Matrix L16 trials and the experiments were conducted in this matrix. The factors were also ranked based on the R-value. Then , the data were analyzed with Minitab 17 software. Finally, the adsorption of aniline on raw and modified bentonite was determined in optimal conditions. Results: The optimization of adsorption process using Taguchi model showed that the factors of importance for optimizing respectively were: contact time of 360 minutes, pH =10 pH, ani-line initial concentration of 300 mg/L and adsorbent dosages of 40 g/L. The maximum ad-sorption of aniline onto raw bentonite and modified bentonite with cationic surfactant in op-timal conditions were determined 81.86 and 8.75, respectively. The results revealed that Freundlich isotherm and pseudo-second-order kinetic model provided a better ?t to the ex-perimental data. Conclusion: The results showed that the bentonite modified with cationic surfactant is efficient in the removal of aniline. At the same time, since bentonite is cheap and easily accessible ,it is considered a desirable adsorbant. (Sci J Hamadan Univ Med Sci 2015; 22 (1):55-64)