بررسی چگونگی بیوفیلتراسیون یا تصفیه هوای آلوده

چکیده
بیوفیلتراسیون به عنوان روشی برای تبدیل مواد آلاینده به ترکیبات بی خطر بدون جذب انرژی زیاد و در شرایط دما و فشار محیط مورد توجه واقع شده است. مطابق تعریف، بیوفیلتراسیون عبارت است از روشی برای کنترل آلودگی که در آن یک بستر جامد و فعال بیولوژیکی با جذب یا جذب سطحی آلاینده ها، بستر مناسب جهت بیواکسیداسیون آنها را فراهم می آورد.
امروزه بیوفیلترها بصورت موفقیت آمیزی در مقیاس صنعتی بکار گرفته می شود. در تحقیق حاضر پس از مرور یافته های علمی پیرامون فرایند بیوفیلتراسیون به بررسی عوامل مؤثر و پارامترهای یک بیوفیلتر پرداخته شده و انواع سیستمهای موجود مورد مقایسه قرار گرفته است و در ادامه یک مدل ریاضی با لحاظ کردن شرایط فیزیکی دقیق حاکم بر بیوفیلتر و خصوصیات دقیق فیزیکی و شیمیایی سیستم و با کمترین فرضیات ساده کننده موجود بدست آمده است و در نهایت توسط روشهای عددی حل شده است. نتایج بدست آمده حاکی از همخوانی مناسب دادههای تجربی با مدل بدست آمده دارد و نشانگر امکان استفاده از مدل حاصل برای بهینه سازی بیوفیلتر در شرایط عملیاتی می باشد.
واژه های کلیدی: بیوفیلتر، بیوفیلتراسیون، بیوفیلم، متانول، مدلسازی.
 
مقدمه
در سالهای اخیر با مشخص شدن اثرات زیانبار ترکیبات مختلف موجود در هوا تلاشهای زیادی برای یافتن روشهای ارزان و مؤثر حذف مواد آلاینده از هوا شروع شده است. بیوفیلتراسیون به عنوان روشی که می تواند بدون نیاز به مصرف انرژی زیاد و در شرایط دما و فشار محیط، ماده آلاینده را به ترکیبات بی خطر تبدیل کند، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
هوای آلوده پدیده ای است که از ترکیب یا اختلاط هوا و مواد یا ذرات خاصی، در مدت زمان معینی تولید می شود و در صورت تداوم، بیماری ها یا اختلالاتی برای انسان، حیوانات و گیاهان ایجاد می کند و به میزان قابل ملاحظه ای، زندگی بشر را به مخاطره می اندازد.
آلاینده های موجود در هوا دو نوعند: اولیه (Primary) و ثانویه (Secondary). آلاینده های اولیه موادی هستند که در اثر منابع آلوده کننده به هوای محیط وارد می گردند مانند: اکسیدهای سولفور، اکسیدهای نیتروژن، سولفید هیدروژن، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، سرب، ذرات آلوده یا مواد معلق، هیدروکربورها و ترکیبات آلی فرار (VOCS).
آلاینده های ثانویه به مواد آلوده ای اطلاق می شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در هوای اطراف زمین تشکیل می گردند.