بهینه‌سازی جذب متیلن بلو روی پسماندهای جامد کشاورزی با استفاده از طرح جعبه-بنکن (BBD) همراه با مدل‌سازی روش سطح پاسخ (RSM)

بنه زعفران (TCS) یک جاذب ارزان قیمت است که متیلن بلو (MB) را از محلول آبی حذف می‌کند. TCS با استفاده از آنالیز FTIR و SEM مشخص شد. تأثیر متغیرهای جذب MB مانند دوز TCS (0.4-2.4 گرم در لیتر)، زمان تماس (0-120 دقیقه)، غلظت رنگ MB (100-500 میلی‌گرم در لیتر) با استفاده از طرح Box-Behnken (BBD) همراه با مدل‌سازی روش سطح پاسخ (RSM) بهینه شد. هر سه متغیر از پارامترهای اصلی با استفاده از آنالیز رگرسیون درجه دوم به طور قابل توجهی بر راندمان حذف تأثیر گذاشتند. نتایج نشان داد که مقادیر پیش‌بینی شده برای جذب MB نزدیک به مقادیر تجربی بوده و تطابق خوبی دارند. علاوه بر این، مقدار r2 (r2=0.970) نشان می‌دهد که رگرسیون می‌تواند پاسخ فرآیند جذب را در محدوده مورد مطالعه پیش‌بینی کند. میزان بهینه BBD-RSM برای حذف MB، ۸۹.۴۸٪ در دوز TCS برابر با ۱.۷۸ گرم در لیتر، زمان تماس ۵۶ دقیقه، غلظت رنگ MB برابر با ۱۷۶ میلی‌گرم در لیتر در pH محلول ۵.۴ و دمای ۲۱ درجه سانتیگراد ثبت شد. بازیابی عالی TCS برای حذف MB در ششمین چرخه جذب و واجذب متوالی. این کار نشان می‌دهد که TCS پتانسیل فوق‌العاده‌ای را به عنوان یک روش کم‌هزینه برای حذف رنگ‌های آلی از فاضلاب ارائه می‌دهد.

Tunics corm saffron (TCS) is a low-cost adsorbent that removes methylene blue (MB) from an aqueous solution. The TCS was characterized using FTIR and SEM analysis. The influence of MB adsorption variables such as TCS dose (0.4–2.4 g L−1), contact time (0–120 min), MB dye concentration (100–500 mg L−1) was optimized Box–Behnken design (BBD) combined with response surface methodology (RSM) modeling. All three variables among the main parameters significantly affected the removal efficiency by applying the quadratic regression analysis. The results showed that the predicted values for MB adsorption were close to the experimental values and were in good agreement. Besides, the r2 value (r2=0.970) indicates that the regression can predict response for the adsorption process in the studied range. The optimum BBD-RSM for MB removal of 89.48 % was recorded at a TCS dose of 1.78 g L−1, contact time of 56 min, MB dye concentration of 176 mg L–1 at solution pH of 5.4 temperature 21 °C. Excellent regeneration of TCS to remove MB in sixth consecutive adsorption desorption cycles. This work highlights that TCS offers tremendous potential as a low-cost for organic dyes removal from wastewaters.