مدلسازي ديناميكي بيوفيلتر جهت حذف آلاينده هاي فرار كربني از هواي آلوده

امروزه بيوفيلترها در صنعت به صورت جدي بعنوان تصفيه كننده آلاينده هاي فرار آلي (VOCs) مورد استفاده قرار مي گيرد. تجزيه تركيبات فرار كربني بوسيله ميكروب هاي تجزيه گر بر روي پركن هاي مختلف انجام مي گيرد. در حذف تركيبات فرار كربني مانند تولوئن از گازهاي زائد بوسيله بيوفيلتر، با گذشت زمان پديده گرفتگي رخ خواهد داد كه ناشي از تشكيل بيش از اندازه بيومس بر روي آكنه ها و افزايش ضخامت بيوفيلم مي باشد. اين پديده موجب تغيير در ساختار تخلخل بستر و به دنبال آن افزايش افت فشار و كاناليزه شدن جريان و در نهايت كاهش بازده بيوفيلتر خواهد شد. در اين تحقيق معادلات ديفرانسيل مربوط به توزيع غلظت تولوئن در فاز گاز، موازنه جرم در بيوفيلم و رشد ميكروارگانيسم در يك بيوفيلتر پر شده از ذرات كروي با جنس ديواره سيليسي (R-635 Celite) با قطر معادل mm 6 تدوين شده و بكمك نرم افزار MATLAB بصورت همزمان و ديناميكي حل شد و در نتيجه، رفتار ديناميكي بيوفيلتر پيش بيني گرديد. جريان گاز ورودي حاويmg/L 5/0 تولوئن در هوا و ضخامت بيوفيلم و تخلخل بستر بيوفيلتر مورد نظر در زمان شروع عمليات به ترتيب (m) 6-10 و 34/0 بوده كه اين پارامترها پس از گذشت 92 ساعت بترتيب به (m) 6-10*350 و 06/0 رسيد. همچنين درصد تبديل تولوئن 82 درصد خواهد رسيد. براي اطمينان از صحت مدلسازي، نتايج مدل رياضي با اطلاعات تجربي موجود براي اين بيوفيلتر مقايسه شد و ميزان خطا 14 درصد محاسبه گرديد كه به نظر ميرسد اين ميزان خطا بعلت ثابت فرض كردن خواص ترموفيزيكي سيال در حين عمليات باشد. با اين وجود از آنجا كه مدلسازي رياضي در اين زمينه بسيار محدود بوده و بيشتر تحقيقات در مورد بيوفيلترها تجربي ميباشد، تحقيق حاضر از نوآوري و اهميت قابل توجه برخوردار است