نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• امیرحسین معنوی ¹
• مهرداد چراغی ¹
• علی مهدی‌نیا ²
• بهاره لرستانی ¹
• سهیل سبحان اردکانی ¹

¹ گروه محیط‌زیست، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

² پژوهشکده علوم اقیانوسی، پژوهشگاه ملی اقیانوس‌شناسی و علوم جوی، تهران، ایران

چکیده

زمینه و هدف: فلزات سنگین به دلیل سمیت، پایداری زیستی و تجمع‌پذیری در زنجیرهای غذایی، از مهم‌ترین آلاینده‌های موجود در پساب‌های صنعتی هستند. این پژوهش با هدف بررسی کارایی فرآیند الکتروفنتون در حذف عناصر سرب، کادمیوم، نیکل و وانادیوم از پساب نفتی پالایشگاه آبادان انجام شد.

مواد و روش ها: آزمایش‌ها بر اساس طراحی سطح پاسخ (RSM) و به کمک نرم‌افزار Design-Expert انجام گردید. متغیرهای مورد بررسی شامل pH (4–6)، زمان واکنش (20–70 دقیقه)، میزان جریان (20–60 mA/cm²) و با استفاده از دو الکترود آهن و آلومینیم بود. غلظت نهایی فلزات با روش جذب اتمی (AAS) اندازه‌گیری شد و مدل‌سازی رگرسیونی برای پیش‌بینی عملکرد حذف به کار رفت.

یافته ها: نتایج نشان داد که راندمان حذف فلزات در شرایط بهینه (pH=6، زمان 30 دقیقه، ولتاژ 60 mA/cm² و استفاده از الکترود آلومینیومی) بیشترین مقدار را داشته است. در این شرایط، درصد حذف برای نیکل، وانادیوم، کادمیوم و سرب به ترتیب 81%، 81.3%، 81.8% و 86.7% به دست آمد. تحلیل آماری بیانگر آن بود که pH، زمان واکنش و نوع الکترود بیشترین تأثیر را بر عملکرد فرآیند داشته‌اند و مدل طراحی سطح پاسخ توانست با دقت بالا (R²≈0.9) تغییرات را پیش‌بینی کند.

نتیجه‌گیری: یافته‌ها نشان می‌دهد که فرآیند الکتروفنتون با الکترود آلومینیومی در شرایط کنترل‌شده، روشی مؤثر برای حذف فلزات سنگین از پساب‌های نفتی است و می‌تواند به عنوان یک فناوری کارآمد و زیست‌سازگار در تصفیه پساب‌های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• الکتروفنتون
• عناصر سمی
• پساب نفتی
• روش سطح پاسخ
• جذب اتمی

عنوان مقاله [English]

Regression modeling of heavy metals removal from oily wastewater using electro-fenton process

نویسندگان [English]

• Amir Hossein Manavi ¹
• Mehrdad Cheraghi ¹
• Ali Mahdinia ²
• Bahareh Lorestani ¹
• Soheil Sobhan Ardakani ¹

¹ Department of Environment, Ha.C., Islamic Azad University, Hamedan, Iran

² Department of Ocean Science, Iranian National Institute for Oceanography and Atmospheric Science, Tehran, Iran

چکیده [English]

Background: Heavy metals are among the most critical pollutants in industrial wastewater due to their toxicity, bioaccumulation, and persistence in the food chain. This study aimed to evaluate the efficiency of the Electro-Fenton process in removing heavy metals (Ni, V, Cd, and Pb) from petroleum wastewater of the Abadan refinery.

Methods: Experiments were designed using Response Surface Methodology (RSM) with Design-Expert software. The investigated variables included pH (4–6), reaction time (20–70 min), current density (20–60 mA/cm²), and electrode type (Fe-Fe and Al-Al). Final metal concentrations were measured using Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), and regression modeling was applied to predict removal performance.

Results: The findings revealed that the highest removal efficiencies were obtained under optimal conditions (pH = 6, reaction time = 30 min, current density = 60 mA/cm², and aluminum electrodes). Under these conditions, removal efficiencies for nickel, vanadium, cadmium, and lead were 81%, 81.3%, 81.8%, and 86.7%, respectively. Statistical analysis showed that pH, reaction time, and electrode type had the most significant effects on the process, and the RSM model accurately predicted the variations (R² ≈ 0.9).

Conclusion: The results demonstrate that the Electro-Fenton process using aluminum electrodes under controlled conditions is an effective method for removing heavy metals from petroleum wastewater and can be applied as an efficient and eco-friendly technology for industrial wastewater treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

• Electro-Fenton
• Toxic elements
• Petroleum wastewater
• Response Surface Methodology
• Atomic Absorption Spectroscopy