دوره چهارم شماره سوم پاییز 1392 صفحات 198 تا 206

Transcript

1 مجله سلامت و بهداشت دوره چهارم شماره سوم پاییز 19 صفحات 198 تا 06 Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 کارایی روش سطح پاسخ در بهینه سازی فرآیند ازن زنی کاتالیزوری با کربن فعال در حذف ترکیبات نفتی از منابع آب زیرزمینی *1 1 سجاد مظلومی رامین نبی زاده نودهی محمد نوری سپهر 1. گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران تهران ایران بهداشت دانشگاه علوم پزشکی البرز کرج ایران چکیده * نویسنده مسي ول. تلفن: فکس: گروه مهندسی بهداشت محیط دانشکده ایمیل: rnabizadeh@tums.ac.ir زمینه و هدف: به دلیل رشد جمعیت و افزایش نیاز به منابع آبی و همچنین توسعه صنعت این منابع تحت تاثیر آلودگیهای متفاوتی قرار گرفته اند. یک دسته از این آلایندهها ترکیبات نفتی میباشد که میتواند حاوی ترکیبات خطرناکی مانند BTEX باشد. این ترکیبات میتواند اثرات بهداشتی نامطلوب بسیاری داشته باشد. روش کار: در این مطالعه از کربن فعال به همراه فرآیند ازن زنی جهت حذف ترکیبات نفتی از نمونههای آب استفاده شد. نمونه برداری از منابع آب زیرزمینی نزدیک پالایشگاه نفت تهران انجام گرفت. دوزاژ کربن فعال برابر با 0/ و / گرم بر لیتر و مقدار جریان گاز ازن تزریقی برابر با / L/min بود. از روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی Box- Behnken جهت ارزیابی اثر متغیرهای مستقل بر عملکرد پاسخ (راندمان حذف ترکیبات نفتی) و همچنین پیشگویی بهترین مقدار پاسخ استفاده شد. از آنالیز واریانس (ANOVA) به عنوان روش آماری آنالیز پاسخها استفاده شد. یافته ها: مقدار بالای (0/98) R نشان میدهد که حذف COD میتواند بوسیله این مدل تعریف شود. اگر چه مقدار (0/96) R adjusted کمتر از مقدار R میباشد اما میتوان استنتاج کرد که مدل دادههای آزمایشات را به صورت رضایت بخش متناسب کرده است. نتیجه گیری: استفاده از یک اکسیدان به همراه کربن فعال میتواند راندمان حذف ترکیبات آلی را افزایش دهد. در این مطالعه مشاهده شد که با افزودن کربن فعال به عنوان یک کاتالیست به همراه فرآیند ازن زنی راندمان حذف ترکیبات نفتی به شدت افزایش مییابد. واژههای کلیدی: آب زیرزمینی ترکیبات نفتی ازن روش سطح پاسخ پذیرش: 9/4/1 دریافت: 9//4 مقدمه آب زیرزمینی یک منبع آب مطمي ن جهت شرب در بسیاری از جوامع میباشد و نقش مهمی در توسعه پایدار ایفا میکند. طبق آمار رسمی مقدار برداشت آب از منابع آب زیرزمینی در ایران برابر 0481/ میلیون متر مکعب در سال گزارش شده است (1). با توجه به افزایش رشد جمعیت نیاز به منابع آب سالم نیز افزایش یافته است همین امر اهمیت نظارت بر کیفیت منابع آب سالم محدود را افزایش میدهد( ). یکی از این دسته آلایندهها ترکیبات نفتی میباشند ترکیبات خطرناک نفت از جمله بنزن تولوي ن اتیل بنزن و زایلن (که به مجموع آنها BTEX 1 گفته میشود) مواجهه با آنها میتواند سبب آسیب به 1 Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene

2 199 کارایی روش سطح پاسخ... سجاد مظلومی و همکاران Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 سیستم اعصاب مرکزی و دستگاه تنفس () شود هیدروکربنهای چند حلقهای آروماتیک به تواتر در منابع آب زیرزمینی مختلف شناسایی شدهاند. سازمان محیط زیست آمریکا این ترکیبات را بهخاطر سمیت و پتانسیل سرطانزایی آنها برای انسان و گونههای حیوانی مورد توجه خاص قرار داده است.(4) یکی از مهمترین منابع انتشار این آلایندهها به منابع آبی نشت از تانکهای ذخیره استخراج پالایشگاهها و ایستگاههای توزیع روشهای متنوعی (). میباشد برای حذف ترکیبات نفتی از منابع آب وجود دارد که از این دسته روشها میتوان به هوادهی فرآیندهای جذب به کمک کربن فعال اکسیداسیون به کمک برخی اکسیدانها و همچنین روشهای بیولوژیکی اشاره کرد (,6). هر چند که روشهای بیولوژیکی شرایط سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد محدودیتهایی اما مانند عدم سازگاری سریع میکروارگانیسمها جهت حذف این ترکیبات حضور پذیرندههای الکترون و همچنین وجود ترکیبات سمی استفاده از این روشها را محدود نموده است (6). استفاده از روشهای تصفیه جایگزین جهت حذف این ترکیبات ضروری به نظر میآید اکسیداسیون پیشرفته و فرآیندهای 1 ) (AOPs که شامل استفاده از گزینههای مختلف مانند ازنزنی پراکسید هیدروژن UV و برخی نیمه رساناها (مانند دی اکسید تیتانیوم) میتواند فرآیند حذف این ترکیبات را ارتقا دهد (9-). مهمترین دلیل استفاده این روشها مشارکت در تولید رادیکال آزاد هیدروکسیل (OH ) میباشد که میتواند با دامنه وسیعی از آلایندههای آلی وارد واکنش شده و آنها را به محصولات بی ضرر تبدیل کند (10). ازنزنی به عنوان یک روش موثر جهت حذف بسیاری از آلایندههای مقاوم به اثبات رسیده است (11). ازن یک اکسیدان بسیار قوی میتواند که میباشد بهصورت مستقیم با آلایندههای داخل آب وارد واکنش شده و یا به رادیکال آزاد هیدروکسیل که یک اکسیدکننده قویتر میباشد تبدیل شود. تجزیه ازن در آب خالص میتواند به صورت واکنش آن با - OH صورت بگیرد و این واکنش منجر به تولید رادیکالهای آزاد هیدروکسیل شود (1). با توجه به اثبات نقش کاتالیزوری کربن فعال در تغییر شکل ازن به رادیکالهای هیدروکسیل مطالعات فراوانی جهت بهبود کارایی ازن/کربن فعال در مقیاس صنعتی انجام گرفته است (1). فعالیت کربن فعال به عنوان یک کاتالیست در فرآیند ازنزنی بهخاطر افزایش پتانسیل ازن در حذف ترکیبات آلی به وسیله تخریب ازن به رادیکال هیدروکسیل میباشد.(1) هر چند که کارایی ازن به تنهایی برای حذف ترکیبات نفتی ) (TPHs کم میباشد. به هر حال استفاده همزمان کربن فعال و ازن در تجزیه آلایندههای آلی یک واکنش سینرژیستی بوده که منجر به افزایش طول عمر کربن فعال در طول فرآیند و کاهش ازن مورد میشود. نیاز در همچنین این روش در مقایسه با استفاده از ازن و یا کربن فعال به تنهایی زمان مورد نیاز جهت تکمیل فرآیند کاهش خواهد یافت. وجود همین مشخصات استفاده از این فرآیند را از لحاظ اقتصادی توجیه میکند.(14) در این مطالعه از فرآیند تلفیقی ازن زنی به همراه کربن فعال گرانوله اصلاح شده جهت حذف ترکیبات نفتی از منابع آب زیرزمینی پرداخته شده است. روش کار این مطالعه یک نوع مطالعه تحلیلی به منظور تعیین عملکرد ازن زنی به همراه کربن فعال گرانوله تحت عنوان فرآیند اکسیداسیون کاتالیستی ) (COP جهت حذف ترکیات نفتی از منابع آب زیرزمینی بود. Total Petroleum Hydrocarbons Catalyst Oxidation Process 1 Advanced Oxidation Processes

3 سال چهارم شماره سوم پاییز مجله سلامت و بهداشت Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 نمونهبرداری نمونههای آب ا از چاههای پایش اطراف پالایشگاه نفت تهران برداشته شدند. نمونهبرداری به صورت لحظهای و به کمک سیستم پمپاژ موجود بر روی یکی از چاههای پایش انجام گرفت. سپس نمونه ها تحت شرایط استاندارد به آزمایشگاه جهت استفاده در راکتور O) )/AC 1 انتقال داده شدند. روش اکسیداسیون کاتالیستی راکتور مورد استفاده (شکل 1) به صورت یک استوانه با حجمی برابر با 1000 میلی لیتر با قطر داخلی 6/ سانتیمتر و طول 40 سانتیمتر بود. از همین راکتور به عنوان محفظه اکسیداسیون استفاده شد. همانطور که از شکل 1 فرآیند پیداست این راکتور تحت شرایط بسته در COP با دوزاژهای مختلف کربن فعال و زمانهای متفاوت ازن زنی جهت تصفیه آب آلوده به TPHs استفاده شد. شکل 1. شمایی کلی از راکتور COP نمونههای بهرهبرداری از راکتور در دمای اتاق انجام گرفت و در هر مرحله از کار با مقدار 0 CC آب آلوده بهرهبرداری شد. قبل از انجام آزمایشات از هیدروکسید سدیم (NaOH) 0% و اسید سولفوریک ) 4 (H SO 98% جهت تعدیل و تنظیم ph های مختلف نمونه های آب استفاده شد. بر مبنای مدل طراحی و مطالعات انجام گرفته (1) مقدار دوزاژ کربن فعال برابر با 0/ و / گرم استفاده شد. مقدار جریان گاز ازن تزریقی برابر با / L/min انجام گرفت که غلظت گاز ازن تولیدی دستگاه برابر 1 mg/min اندازه گیری شد. کربن فعال مورد استفاده در این مطالعه بصورت کربن فعال تجاری 000 و از شرکت Jacobi Carbons تهیه گردید. مشخصات کلی کربن فعال مورد استفاده در جدول 1 اراي ه شده است. جدول 1. مشخصات عمومی کربن فعال استفاده شده (16) پارامتر مقدار مش 0*0 mm) ( 0/0-0/8 قطر ذره عدد ید مقدار کل خاکستر min. 1000mg/g max. 1 % 100 m²/g سطح 1/04 cm³/g حجم کل خلل و فرج 480 kg/m³ دانسیته ظاهری 80 mg/g عدد متیلن بلو روش طراحی نمونه و آنالیز داده ها از روش سطح پاسخ (RSM) بر مبنای طراحی Box- Behnken جهت ارزیابی اثر متغیرهای مستقل بر عملکرد پاسخ (راندمان حذف (TPHs و همچنین پیشگویی بهترین مقدار پاسخ استفاده شد. متغیرهای مستقل در این مطالعه شامل دوز جاذب ) 1 ph X) (X ) و زمان ازن زنی بود ) (X که در سه سطح حداقل متوسط و ماکزیمم به صورت با پنج تکرار نقطه مرکزی در جدول اراي ه شده است. متغیر وابسته در این مطالعه راندمان حذف ترکیبات نفتی (TPHs) میباشد. بر مبنای اثرات متقابل فاکتورها در فاکتور و تعداد سطح با تکرار در نقطه مرکزی (جهت تخمین درصد خطای مجموع مربعات) مجموع کل آزمایشات در روش طراحی Box-Behnken برابر با 1 آزمایش میباشد. از دادههای روش طراحی Box-Behnken جهت تعیین تناسب معادلات رگرسیون چند جملهای درجه دوم بهصورت زیر استفاده شد. Response Surface Methodology 1 Activated Carbon Batch

4 01 کارایی روش سطح پاسخ... سجاد مظلومی و همکاران Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 y = β 0 + β 1 x 1 + β x + β x +β 1 x 1 x + β 1 x 1 x + β x x + β 11 x 1+ β x + β x جدول. متغیرهای مستقل و محدود و سطوح مقادیر تجربی آنها متغیر نماد +1 / / X 1 X X جاذب (g/l) زمان (min) ph آنالیز بر مبنای اهداف مد نظر ابتدا ph مورد نظر تعدیل شد. شاخص سپس مقدار TPH COD نمونههای آب بر اساس قبل و بعد از اکسیداسیون آنالیز و تعیین مقدار شد (1). در ابتدا میبایست که مقدار ازن تولیدی دستگاه تولید ژنراتور سنجیده برای این منظور از روش استاندارد 0 میشد. اراي ه E شده در استاندارد متد استفاده شد که در این روش مقدار ازن تولیدی توسط یدید پتاسیم جذب شده و تولید رنگ خرمایی میکند سپس با کمک تیوسولفات تا تغییر رنگ به رنگ سفید تیتراسیون انجام میگیرد.(18) یافته ها مقادیر ph و COD نمونه های آب به ترتیب برابر با و 6/8 180 mg/l بود. در هر مرحله از آزمایش مقدار 0 ml از نمونه آب در راکتور مورد نظر بعد از افزودن مقادیر کربن فعال ازن زنی میشد. بر اساس طراحی مدل تجربی اراي ه شده در جدول بعد از تعدیل ph مورد نظر و سپس افزودن مقادیر تعیین شده کربن فعال برای مدت زمان مشخصی ازن زنی انجام میگرفت و در پایان مقادیر COD باقیمانده بهعنوان شاخص TPHs اندازه گیری میشد. با توجه به ثبت مقادیر اولیه COD و محاسبه COD نهایی راندمان حذف TPHs در هر مرحله از آزمایش ثبت میشد. که نتایج مطالعه در جدول آمده است. مرحله آزمایش جدول. طراحی آزمایش و نتایج آن دوز جاذب (g/l) زمان ph (min) درصد حذف TPHs / 0/ 0/ 0/ 0/ / / / با بکارگیری روش آماری سطح پاسخ معادله زیر که نشاندهنده ارتباط تجربی متغیرهای آزمایش و درصد راندمان به صورت کدگذاری شده است به دست آمد: 6/ + 1 / + = حذف TPH 6A + 6/ B + 10/1C + / AB + / AC 4/ 10B^ + /1C^ با این توصیف که A برابردوز جاذب (g/l) B برابر با زمان (min) و C برابر با مقدار نمونهها ph میباشد. جهت تعیین کیفیت مدل چند جملهای اراي ه شده از ضریب و R R adjusted استفاده شد. از آنالیز واریانس (ANOVA) به عنوان روش آماری آنالیز پاسخها استفاده شد. جهت درک بهتر اثرات منفرد و برهمکنش متغیرها از پلاتهای سه بعدی (D) و دو بعدی سطح (D) استفاده شد (شکل -). در شکل از یک پلات بعدی جهت تعیین مقدار حذف ترکیبات نفتی با گذشت زمان در دوزاژهای مختلف کربن فعال نشان داده شده است.

5 سال چهارم شماره سوم پاییز 19 0 مجله سلامت و بهداشت 1.00 TPH removal % TPH removal % Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 شکل. نمای دو بعدی از راندمان حذف ترکیبات نفتی با تغییرات دوز جاذب و زمان واکنش در شکل از یک پلات بعدی جهت تعیین مقدار حذف ترکیبات نفتی با گذشت زمان در دوزاژهای مختلف کربن فعال نشان استفاده شده است. شکل. نمای سه بعدی راندمان حذف ترکیبات نفتی با تغییرات دوز جاذب و زمان واکنش در شکل 4 تاثیر ph بر راندمان حذف ترکیبات نفتی در دوزهای مختلف کربن فعال آمده است شکل 4. نمای دو بعدی از راندمان حذف ترکیبات نفتی با تغییرات دوز جاذب و ph شکل یک نمای سه بعدی از راندمان حذف ترکیبات نفتی در ph و دوزهای مختلف را نشان میدهد. شکل. نمای سه بعدی راندمان حذف ترکیبات نفتی با تغییرات دوز بحث جاذب و ph ازن یک گاز با پتانسیل اکسیداسیون- (ORP) احیاء ولت /0 اکسیدانه یا میباشد دیگر کمتر از رادیکال که بیشتر از مقدار مانند کلر هیدروکسیل و است ORP میباشد UV ph TPH removal % ph.(19) ads-dose (g/l) ads-dose (g/l) اما استفاده همزمان ازن و کربن فعال انتقال ازن مولکولی ) O) از حالت مولکولی به رادیکال هیدروکسیل ) o (HO را Time (min) TPH removal % ads-dose (g/l) ads-dose (g/l) Time (min).00

6 0 کارایی روش سطح پاسخ... سجاد مظلومی و همکاران Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 تسریع میبخشد (0) که خود رادیکال هیدروکسیل پتانسیل اکسیداسیون بیشتری نسبت به ازن مولکولی (19). دارد در مطالعهای که توسط 1 و گاروما همکاران بر روی حذف ترکیلات نفتی با استفاده از فرآیند ازنزنی بهتنهایی انجام گرفت راندمان حذف این ترکیبات % گزارش شد (). این در حالی است که همانطور که در شکل 4 و نشان داده شده است راندمان حذف ترکیبات نفتی به هنگام استفاده از روش تلفیقی O /AC میتواند به بالاتر از %0 برسد. همانطور که در شکل و نشان داده شده است با افزایش دوز کربن فعال مقدار حذف TPH نیز افزایش مییابد. در واقع با افزایش دوز کربن فعال سطوح جذب نیز بیشتر خواهد شد که علاوه بر افزایش جذب فیزیکی ترکیبات نفتی فرصت بیشتری برای تولید رادیکالهای هیدروکسیل خواهد ایجاد شد و شرایط را برای افزایش راندمان حذف ترکیبات نفتی فراهم میکند. با افزایش زمان اکسیداسیون دوز بیشتری ازن به راکتور تزریق افزایش حذف ترکیبات نفتی با اکسیداسیون قابل پیشبینی میباشد. که میشود افزایش زمان هنگام در استفاده از ازن به همراه کربن فعال عوامل اکسیداسیون علاوه بر ازن مولکولی رادیکال هیدروکسیل نیز میباشد (1). با افزایش مقدار (شکل 1 تا از ph راندمان حذف ترکیبات نفتی نیز افزایش بهطوریکه در مقدار خود میرسد. ( و 4 مییابد ph=1 مقدار حذف به حداکثر علت این امر افزایش تولید رادیکالهای هیدروکسیل در ph بالاتر از میباشد و همانطور که اشاره شد پتانسیل اکسیداسیون رادیکال هیدروکسیل بیشتر از ازن میباشد که همین امر منجر به افزایش راندمان حذف ترکیبات نفتی میشود.() مطالعهای که توسط و دهولی همکاران بر روی تاثیر ازنزنی به همراه کربن فعال بر روی تصفیه فاضلاب انجام گرفت موید این واقعیت است که افزایش ph منجر به تولید بیشتر رادیکال هیدروکسیل و در نهایت افزایش راندمان این سییستم میشود (1). در مطالعهای دیگر همکاران نقش رادیکال هیدروکسیل در والدس و بالا در ph فرآیند O /AC در حذف بنزوتیازول از محیط آبی را تاي ید کردند (). امروزه استفاده از روش RSM جهت طراحی زمایش و همچنین اراي ه روابط منطقی بین متغیرها بهصورت گسترده در بسیاری از زمینههای تحقیقاتی استفاده میشود (4,). با توجه به پارامترهای آماری ذکر شده در جدول 4 روشهای آزمایش و همچنین آنالیز آماری مدل نشان میدهد که مقدار بالای R (0/98) حاکی از آن است که حذف COD میتواند بوسیله این مدل تعریف شود. (0/96) R adjusted کمتر از مقدار اگر چه مقدار اما میباشد R میتوان استنتاج کرد که مدل داده های آزمایشات را بهصورت رضایت بخش متناسب کرده است. معنیداری مدل برای حذف COD بوسیله مقدار F بیان شده است که برابر با /4 میباشد و تنها 0/01% شانس وجود دارد که مقدار F ناشی از noise باشد. 4 آزمون فقدان برازش زمانی که معنیدار نباشد حاکی از تناسب مدل در برازش دادههاست که ما بدنبال مدلی با فقدان برازش غیر معنیدار هستیم. مقدار شاخص فقدان برازش برابر با 0/6 حاکی از این است که نسبت معنیداری بین فقدان برازش و مقدار خطای خالص وجود ندارد و احتمال 69/8 ناشی از F آماره دارد که فقدان برازش مقدار noise باشد. مقدار Precision» «Adeq بیانگر اختلاف مقدار پاسخ پیشبینی شده مدل با مقدار متوسط خطای پیشبینی میباشد. چنانچه این نسبت بزرگتر از 4 باشد تمایز Valdes 4 Lack of Fit 1 Garoma Dehouli

7 سال چهارم شماره سوم پاییز مجله سلامت و بهداشت بنابراین نسبت را اثبات میکند. COD مناسب مدل را نشان میدهد. 4/949 مدل درجه دوم حذف Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 Prob > F 0 /0001 منبع مجموع مربعات جدول 4. آنالیز واریانس برای مدل درجه دو حذف TPHs مقدار F /4 Mean Square 48 /9 df 18/06 مدل باقیمانده فقدان برازش خطای خالص Cor Total معنی دار 0 698/ بی معنی 0 /6 Adeq Precision= 4/949 4 / 4 /1 6 / R adjusted=0/96 14 / 0/6 1/6 11/ R =0/981 نتیجه گیری ترکیبات نفتی میتواند حاوی ترکیبات سمی خطرناکی باشد که سلامت انسان را تهدید کند. این ترکیبات میتوانند از مسیرهای مختلفی وارد زنجیره غذایی انسان شوند که یکی از این مسیرها منابع آب میباشند. حذف این آلاینده ها از منابع آب به کمک روشهای مختلفی انجام میگیرد که هر کدام دارای مزایا و معایبی میباشند از جمله روشهای تصفیه آب که طی سالهای اخیر توسعه یافته است روشهای اکسیداسیون کاتالیستی میباشد. با توجه به نتایج به دست آمده و نتایج آنالیز آماری استفاده همزمان از کربن فعال و فرآیند ازنزنی راندمان حذف این ترکیبات را بالا ببرد. میتواند از دیگر مزایای این روش شرایط احیاء مجدد کربن فعال استفاده شده میباشد که بیانگر مناسب بودن هزینه- اثربخشی این روش میباشد. بنابراین استفاده از این روش میتواند در مطالعات واقعیتر به عنوان یک روش تصفیه مد نظر قرار گیرد. تشکر و قدردانی این مقاله حاصل بخشی از پژوهش با حمایت مالی معاونت تحقیقات و فناوری دانشگاه علوم پزشکی البرز میباشد که نویسندگان بدینوسیله مراتب سپاس خود را اعلام میدارند. References 1- Balali MR. Towards reflexive land and water management in Iran: linking technology, governance and culture: Wageningen Universiteit (Wageningen University); Grimm NB, Foster D, Groffman P, Grove JM, Hopkinson CS, Nadelhoffer KJ, et al. The changing landscape: ecosystem responses to urbanization and pollution across climatic and societal gradients. Frontiers in Ecology and the Environment. 008;6(): Qin X, Huang G, Li Y. Risk management of BTEX contamination in ground water an integrated fuzzy approach. Ground water. 008;46(): Durmusoglu E, Taspinar F, Karademir A. Health risk assessment of BTEX emissions in the landfill environment. Journal of hazardous materials. 010;16(1): Garoma T, Gurol MD, Osibodu O, Thotakura L. Treatment of groundwater contaminated with gasoline components by an ozone/uv process. Chemosphere. 008;(): Moussavi G, Khosravi R, Farzadkia M. Removal of petroleum hydrocarbons from contaminated groundwater using an electrocoagulation process: Batch and continuous experiments. Desalination. 011;8(1): Stepnowski P, Siedlecka E, Behrend P, Jastorff B. Enhanced photo-degradation of contaminants in petroleum refinery wastewater. Water Research. 00;6(9):16-.

8 0 کارایی روش سطح پاسخ... سجاد مظلومی و همکاران Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st Tsai T, Kao C. Treatment of petroleum-hydrocarbon contaminated soils using hydrogen peroxide oxidation catalyzed by waste basic oxygen furnace slag. Journal of hazardous materials. 009;10(1): Moussavi G, Bagheri A. Removal of petroleum hydrocarbons from contaminated groundwater by the combined technique of adsorption onto perlite followed by the O/HO process. Environmental Technology. 01;(16): Sanchez-Polo M, Von Gunten U, Rivera-Utrilla J. Efficiency of activated carbon to transform ozone into OH radicals: Influence of operational parameters. Water research. 00;9(14): Kurniawan TA, Lo WH, Chan GYS. Degradation of recalcitrant compounds from stabilized landfill leachate using a combination of ozone-gac adsorption treatment. Journal of hazardous materials. 006;1(1): Guzman Perez CA. Application of heterogeneous catalysts in ozonation of model compounds in water de Oliveira TF, Chedeville O, Fauduet H, Cagnon B. Use of ozone/activated carbon coupling to remove diethyl phthalate from water: Influence of activated carbon textural and chemical properties. Desalination. 011;6(1): Chiang H-L, Huang C, Chiang P. The surface characteristics of activated carbon as affected by ozone and alkaline treatment. Chemosphere. 00;4(): de Oliveira TF, Chedeville O, Cagnon B, Fauduet H. Degradation kinetics of DEP in water by ozone/activated carbon process: Influence of ph. Desalination. 011;69(1): Diban N, Ruiz G, Urtiaga A, Ortiz I. Recovery of the main pear aroma compound by adsorption/desorption onto commercial granular activated carbon: Equilibrium and kinetics. Journal of Food Engineering. 008;84(1): Yuliwati E, Ismail AF, Lau WJ, Ng B, Mataram A, Kassim M. Effects of process conditions in submerged ultrafiltration for refinery wastewater treatment: Optimization of operating process by response surface methodology. Desalination. 01;8: Andrew D. Standard methods for the examination of water and wastewater., editor: Amerivan Public Health association; Tchobanoglous G, Burton FL, Stensel HD. Wastewater engineering: treatment and reuse. Metcalf & Eddy. Inc, McGraw-Hill, New York Faria PCC, Órfão JJM, Pereira MFR. Ozone decomposition in water catalyzed by activated carbon: influence of chemical and textural properties. Industrial & engineering chemistry research. 006;4(8): Dehouli H, Chedeville O, Cagnon B, Caqueret V, Porte C. Influences of ph, temperature and activated carbon properties on the interaction ozone/activated carbon for a wastewater treatment process. Desalination. 010;4(1): Ma J, Sui M, Zhang T, Guan C. Effect of ph on MnO x/gac catalyzed ozonation for degradation of nitrobenzene. Water Research. 00;9(): Valdés H, Zaror CA. Heterogeneous and homogeneous catalytic ozonation of benzothiazole promoted by activated carbon: Kinetic approach. Chemosphere. 006;6(): Wu J, Zhang H, Oturan N, Wang Y, Chen L, Oturan MA. Application of response surface methodology to the removal of the antibiotic tetracycline by electrochemical process using carbon-felt cathode and DSA (Ti/RuO IrO ) anode. Chemosphere. 01;8(6): Chen Z-B, Cui M-H, Ren N-Q, Chen Z-Q, Wang H-C, Nie S-K. Improving the simultaneous removal efficiency of COD and color in a combined HABMR CFASR system based MPDW. Part 1: Optimization of operational parameters for HABMR by using response surface methodology. Bioresource technology. 011;10(19):889-4.

9 سال چهارم شماره سوم پاییز مجله سلامت و بهداشت Downloaded from healthjournal.arums.ac.ir at 1:08 IRST on Thursday November 1st 018 Efficiency of Response Surface Methodology for Optimizing Catalytic Ozonation Process with Activated Carbon in Removal of Petroleum Compound from Groundwater Resources Mazloomi S 1,, Nabizadeh Noudehi R 1 *, Noori Sepehr M 1 Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, IRAN Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Health, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, IRAN * Corresponding Author. Tel: Fax: rnabizadeh@tums.ac.ir Received: Apr 01 Accepted: 1 Jun 01 ABSTRACT Background & Objective: Water resources are affected by different pollutants because of population growth, increasing water demand, and development of industries. A group of these pollutants are petroleum compounds which contain hazardous compounds such as BTEX. These compounds may cause undesirable health effects. Methods: In this study, activated carbon along with ozonation process was used for petroleum hydrocarbon removal from water samples. Samples were taken from groundwater resources located around Tehran Petroleum Refinery Plant. Activated carbon dosages were equal to 0.,, and. g/l, and ozone flow was. l/min. Response surface methodology based on Box-Behnken was used to assess the effect of independent variables on the response function and prediction of the best response value. Analysis of variance (ANOVA) was applied for statistical analysis of the responses. Results: High value for R (0.98) shows that removal of COD can be described by this model. Although the value of R adjusted (0.96) was less than R, however, it can be concluded that the model has fit the experimental data favorably. Conclusion: Use of an oxidant together with activated carbon can increases removal efficiency for organic compounds. In this study it was observed that efficiency of petroleum compounds' removal was greatly increased by addition of activated carbon as a catalyst with ozonation process. Key words: Groundwater; Petroleum Compounds; Ozone; Response Surface Methodology