عنوان پایان‌نامه
مشخسه سازی یک سیستم بیوراکتور هیبریدی جهت تصفیه پساب مدل
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 796.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40316
- تاریخ دفاع
- ۰۷ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- محمود یکرنگ
- استاد راهنما
- محمدرضا مهرنیا, محمدحسین صراف زاده
- چکیده
- در این مطالعه به بررسی رآکتورهای بیوفیلمی با ذرات معلق (مانند رآکتورهای جریان بالا رونده پتوی لجن، بستر سیال بیوفیلمی، پتوی گسترده لجن گرانولی، سوسپانسیونی هوا بالا برنده بیوفیلمی، و رآکتورهای چرخش داخلی) پرداخته شده است. مهمترین دیدگاههای عملیاتی و طراحی این رآکتورها (مانند تشکیل بیوفیلم، هیدرو دینامیک، انتقال جرم، اختلاط) مورد تحلیل و بحث و بررسی قرار گرفته است. در ادامه به بررسی مدل‌های ریاضی توصیف کننده چنین رآکتورهایی پرداخته شده است. هدف این پایان نامه ارائه مدل مناسبی برای رآکتورهای بیوفیلمی بستر متحرک بود که بر همین اساس با بررسی چند مدل بیان شده، یک مدل ریاضی در حالت غیر یکنواخت براساس مدل یک بعدی ویلیامسون- ریتمن- مک‌کارتی (1976) به همراه ایجاد تفاوت‌هایی در مدل مانند ساده سازی انجام شده در استفاده از تنها یک سینتیک مشخص به نام سینتیک هالدین برای توصیف واکنش‌های زیستی برای گونه‌های مختلف درون بیوفیلم و یا به حساب آوردن مایع ساکن اطراف بیوفیلم ارائه شد که این مدل در حالت غیر یکنواخت با مقادیر تجربی ارائه شده در مقالات در مورد حذف آلاینده‌های هیدروکربنی مطابقت می‌کند. نتایج مدل سازی نشان می‌دهد که زمان مورد نیاز جهت حذف آلاینده های هیدروکربنی حدود 150 ساعت (کمتر از 7 روز) می باشد که این مقدار کمتر از نتایج تجربی می باشد. علت این امر می تواند در اثر موارد زیر باشد: در نظر گرفتن ساختار همگن برای بیوفیلم، استفاده از ضرایب انتقال جرم و سینتیکی فنول به عنوان نماینده آلاینده ها در مدل سازی، و با احتمال کمتر وجود نواحی مردابی در رآکتور. ویژگی این مدل اینست که می‌تواند هم در مورد رآکتور بیوفیلمی بستر سیال و هم برای رآکتور بیوفیلمی بستر متحرک استفاده شود. یکی از نتایج مهم مدل سازی انجام شده این است که با تقریب خوبی می توان از پارامترهای سینتیکی فنول به عنوان نماینده آلاینده های هیدروکربنی برای مدل سازی استفاده کرد.
- Abstract
- This study focuses on particulate biofilm reactors such as Upflow Anaerobic Sludge Blanket, Biofilm Fluidized Bed, Expanded Granular Sludge Blanket, Biofilm Airlift Suspension, and Internal Circulation reactors. Effective operational and design parameters such as biofilm formation, hydrodynamics, mass transfer, and mixing are discussed and analysed. The aim of this thesis was to develop a general suitable theoretical model for suspended biofilm reactors. On this basis, several theoretical models were studied, and finally a specific un-steady state model on the basis of one-dimensional Williamson-Rittmann-McCarty (1976) model was presented. In this model only one certain biodegradation rate kinetic, Haldane kinetic, was used to describe bioreactions for various species in biofilm. Also in this model the stagnant liquid layer around the biofilm that form on the surface of suspended media was considered, so the identity of this model is that it can be used for moving bed biofilm reactors as good as fluidized bed biofilm reactors. In this thesis phenol removal kinetic parameters were used as the model for the oily wastewater treatment. Based on the modeling, the required time for phenol biodegradation was obtained about 150 hours, which is less than experimental results. Sensitivity analysis on kinetic parameters, show that this difference is due to connivance some realities such as non-homogeneity of biofilm, neglecting dead zones in bioreactor, and other hydrocarbons in comparison with phenol need more time to transport, diffusion, and reaction in biofilm. Main result of the modeling was that phenol removal kinetic parameters with good approximation can be used as the model for the oily wastewater treatment.
