سنتز نانو دي اكسيد تيتانيم دوپ شده با نيتروژن به منظور مدلسازي تصفيه فتوكاتاليستي پساب اسپنت كاستيك صنايع پتروشيمي در نور مرئي با استفاده از روش طراحي آزمايش

Synthesis of Nano N-TiO2 for modeling of petrochemical industries spent caustic wastewater photocatalitic treatment in visible light using DOE method

تصفيه پساب اسپنت كاستيك واحدهاي الفين صنايع پتروشيمي كه يكي از پساب هاي صنعتي با نمك بالا است، با روشهاي معمول و سنتي امكان پذير نمي باشد كه اين خود سبب بروز مشكلات زيست محيطي مي گردد. از طرفي هزينه بالاي استفاده از انرژي لامپ هاي فرابنفش در استفاده از روش فتوكاتاليستي كه يكي از روش هاي اكسيداسيون پيشرفته در تصفيه پساب است نيز امكان استفاده بهينه از اين قبيل روشها را محدود مي سازد.در اين تحقيق جهت بهره گيري از نور مرئي كه داراي هزينه انرژي پايين تري نسبت به نور فرابنفش است، از فتوكاتاليست دي اكسيد تيتانيم دوپ شده با نيتروژن استفاده شده است. براي اين منظور با استفاده از يك فتوراكتور دوجداره و اندازه گيري پارامتر اكسيژن مورد نياز شيميايي (COD)، درصد كاهش اين پارامتر در فرايند فتوكاتاليستي به كمك روش طراحي آزمايش باكس- بنكن ، مدلسازي شده و مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه افزايش غلظت فتوكاتاليست در حالت pH خنثي، تا مقدار بهينه 64/0 گرم بر ليتر در شرايط بدون محدوديت و 2 گرم بر ليتر در شرايط با محدوديت، موجب افزايش حذف COD به ترتيب به ميزان 96 و 90 درصد گرديد. همچنين بررسي تاثير پارامترهاي مقدار اكسيد كننده، نرخ هوادهي، pH و مقدار كاتاليست بارگذاري شده به تنهايي، نشان مي دهد همه عوامل به غير از pH داراي اثر مثبت در مدل بوده و اگر اثرات متقابل صرف نظر شود، با افزايش هر كدام از عوامل (به جز pH )، راندمان حذف COD، افزايش خواهد يافت.

In this study, photocatalytic treatment was used to treat spent caustic wastewater of olefin petrochemical plants which is one of industrial wastewater with high total dissolved solids (TDS). For this purpose, by using the synthetic photocatalyst of the suspended TiO2 Doped Nitrogen(N-TiO2)and measuring the parameter of the chemical oxygen demand (COD), this parameter decrease percentage in the Photocatalyst process has been modeled and evaluated by means of Box-Behnken (BBD) design of experiment (DOE) in a double-cylindrical-shell photo-reactor. Modeling of this research showed that increasing the concentration of photocatalyst in a state of neutral pH, lead to enhance the COD removal till the optimal amount of 0.64 g/L without restrictions and 2 g/L with restrictions in the rate of 96% and 90%, respectively. In addition, the study of the parameters’ effects including oxidizer amount, aeration rate, pH and the amount of loaded catalyst indicate that all factors except pH have been had positive effect on the model and if the interactions are neglected, the COD removal efficiency will increase by increasing each of these factors (except pH).