حذف زيستي يك آلاينده در بيوراكتور هواگرد و بررسي ميزان تطابق با مدل بيوراكتورهاي سري

كارشناسي ارشد

بيوراكتور هواگرد به عنوان يكي از متداولترين بيوراكتورهاي مورد استفاده در فرايند بيولوژيك از اهميت خاصي برخوردار است، از اين رو بررسي و شناخت پارامترهاي مهم و تاثيرات آن بر عملكرد اين نوع بيوراكتور و مدلسازي آن اهميت فراواني دارد. در اين تحقيق ابتدا، حذف آلاينده فنل در غلظت‌هاي 4/0، 6/0 و 8/0 گرم بر ليتر با استفاده باكتري Alcaligenes faecalis در محيط‌كشت نمكي در مقياس ارلن مورد بررسي قرار گرفت. مقادير ثوابت سينتيكي فرآيند با استفاده از معادله هالدن تعيين شد. بيشينه نرخ رشد ويژه برابر h-1121/0 و ضريب ممانعتكنندگي فنل برابر mg/l1/280حاصل شد. در مرحله بعد، آزمايش‌هاي حذف فنل در غلظت‌هاي مذكور در بيوراكتور هواگرد خارجي با حجم 78/0 ليتر در دماي محيط و با سرعت هوادهي vvm 3 انجام شد. با مقايسه نتايج كشت در مقياس ارلن و بيوراكتور هواگرد، بهبود در سرعت حذف كامل آلاينده و مقادير توده زيستي توليد شده در شرايط مشابه حاصل شد. در ادامه، اين بيوراكتور بر اساس تئوري بيوراكتورهاي سري (TSM) و با استفاده از نرم‌افزار MATLAB مدلسازي شد و با نتايج تجربي در بيوراكتور مقايسه شد. با تغيير پارامترهاي اساسي در مدل، نظير مقدار دبي هواي ورودي، حجم بيوراكتور و نسبت‌هاي ابعادي و تاثيرات آن در عملكرد بيوراكتور، وابستگي‌هاي منطقي مشاهده شد كه مويد صحت و دقت مدل TSM در پيش‌بيني رفتار بيوراكتور هواگرد است. دقت مطلوب اين مدلسازي كه در آن موازنه‌هاي جرمي، معادلات سينتيكي و پارامترهاي هيدروديناميكي لحاظ شده است، مي‌تواند گزينه مناسبي براي پيش¬بيني فرايندها در اين بيوراكتور در محيط‌هاي دو فازي باشد.

188793

دانشگاه علم و صنعت ايران

بيوتكنولوژي

دكتر فرشته نعيم پور