Mehrara F, Talaie M R, Asadolahi M A. The Mathematical Modeling of Biofilter Performance in Hydrogen Sulfide Removal from Air Streams. J Health Syst Res 2011; 7 (2)
URL:
http://hsr.mui.ac.ir/article-1-235-fa.html
1- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فناوریهای نوین، دانشگاه اصفهان، اصفهان
2- دانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فناوریهای نوین، دانشگاه اصفهان، اصفهان
3- استادیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده فناوریهای نوین، دانشگاه اصفهان، اصفهان
چکیده: (1198 مشاهده)
چکیده مقدمه: بیوفیلتراسیون یکی از روشهای مؤثر در حذف آلایندههای گازی نظیر سولفید هیدروژن از یک جریان هوا میباشد. وجود یک مدل ریاضی جهت پیشبینی بازده جداسازی میتواند در طراحی و بهینهسازی این دستگاه و همچنین مطالعه فرایند بیوفیلتراسیون مفید واقع گردد. هدف از انجام این تحقیق، مدلسازی ریاضی عملکرد بیوفیلتر در فرایند حذف بیولوژیکی سولفید هیدروژن از جریان هوا میباشد. همچنین تأثیر پارامترهای مهمی نظیر ضریب نفوذپذیری در بیوفیلم و ضخامت بیوفیلم بر پیشبینی نتایج مورد بررسی قرار میگیرد. روشها: برای رسیدن به اهداف فوق، معادلات حاکم که در نتیجه به کارگیری قوانین بقای جرم بر روی یک المان در فضای گاز و بیوفیلم میباشند، حل گردید. با حل این معادلات توزیع غلظت سولفید هیدروژن در تمامی نقاط گاز و بیوفیلم مشخص شد و با کمک این توزیع، بازده جداسازی محاسبه گردید. یافتهها: این مدل قادر به پیشبینی تغییرات ضخامت بیوفیلم با زمان، که در اثر رشد باکتریها و همچنین کنده شدن بیومس از سطح بیوفیلم رخ میدهد، میباشد. نتایج به دست آمده از مدل ریاضی توسعهیافته با دادههای تجربی توافق خوبی را نشان میدهند. نتیجهگیری: نتایج حاصل از مدل ریاضی نشان میدهند که بازده حذف سولفید هیدروژن با افزایش ضریب نفوذ، افزایش سطح ویژه پرکنها و کاهش سرعت گاز ورودی زیاد میگردد. همچنین بازده حذف سولفید هیدروژن با افزایش ضخامت بیوفیلم، برای مقادیر ضخامت پایین بیوفیلم (20-5 میکرومتر)، بیشتر میگردد. این امر نمایانگر این نکته میباشد که در ضخامتهای کم بیوفیلم، سرعت واکنش کنترلکننده میباشد و مقاومت بیوفیلم تأثیر چندانی بر نرخ جداسازی ندارد. افزایش بیشتر در ضخامت بیوفیلم (100-20 میکرومتر) باعث کاهش بازده حذف سولفید هیدروزن میشود. به نظر میرسد دلیل این امر افزایش اثر تأثیر نفوذ بر نرخ انتقال جرم میباشد. واژههای کلیدی: بیوفیلتراسیون، مدلسازی ریاضی، ضخامت بیوفیلم، آلاینده، سولفید هیدروژن
نوع مطالعه:
پژوهشي |
موضوع مقاله:
آموزش بهداشت و ارتقاء سلامت دریافت: 1399/4/26 | پذیرش: 1390/4/24 | انتشار: 1390/4/24