Abstrakt:

Reactive Black 5 (RB5) jest powszechnie stosowanym barwnikiem w przemyśle włókienniczym. Ozon, będący silnym utleniaczem, jest w stanie rozłożyć wiele trudno degradowalnych substancji w tym barwniki. Pomimo, iż oczyszczanie ścieków włókienniczych i roztworów barwników ozonem było tematem wielu pozycji literaturowych, niewiele pośród nich dotyczyło badań nad poznaniem mechanizmu utleniania oraz modelowania kinetyki tego procesu. W niniejszej pracy zaproponowano matematyczny model opisujący kinetykę procesu odbarwiania barwnika RB5 za pomocą ozonu. Walidacji dokonano poprzez porównanie wyników modelowania do danych eksperymentalnych. Eksperymenty prowadzono w układzie homogenicznym ciecz-ciecz, aby uniknąć limitacji transferu masy między fazami układu. Model został opracowany dla procesu przebiegającego w środowisku kwaśnym, gdzie główną reakcją było bezpośrednie utlenianie barwnika cząsteczkowym ozonem z jednoczesnym uwzględnieniem rozkładu ozonu w fazie ciekłej. Model opisano równaniem empirycznym. Wartości stałych szybkości reakcji RB5 z ozonem oszacowane na podstawie danych eksperymentalnych znajdowały się w zakresie od do M^-1s^-1 i były niezależne od początkowego stężenia substratu. W celu uzależnienia stałych szybkości od wartości pH, wyznaczono zależność empiryczną w postaci. Rozwiązanie nieliniowego problemu odwrotnego pozwoliło na identyfikację stałych kinetycznych na podstawie danych eksperymentalnych. Otrzymano dobrą zgodność pomiędzy wynikami modelowania a danymi doświadczalnymi
dla wartości pH w zakresie 1,88-4,0.