عنوان پایان‌نامه
مدلسازی و بررسی انتقال اکسیژن در بیو راکتورهای غشایی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1106.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52191
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- امیرحسین پهلوان
- استاد راهنما
- حسین ابوالقاسمی, محمدرضا مهرنیا
- چکیده
- در این تحقیق به منظور بررسی انتقال اکسیژن با کمک اندازه گیری ضریب حجمی کلی انتقال اکسیژن (KLa) توسط سنسور اکسیژن در غلظت های مختلف لجن فعال MLSS (0، 3/4، 3/7، 1/13 و 6/15 گرم بر لیتر) و دبی های مختلف هوا دهی (0، 6، 8 و 10 لیتر بر دقیقه) و نازلهای متفاوت (با اندازه سوراخ های 1 و 5/1 و 2 میلی متر) و همچنین اندازه گیری قطر متوسط حباب ها ( d32 ) در یک بیوراکتور ستون حبابی (با حجم 3/6 لیتر) یک مدل پیشنهادی برای پیش بینی نرخ انتقال اکسیژن در بیوراکتورهای غشایی ارائه گردید. پس از آن با استفاده از داده های بدست آمده، اقدام به معرفی رابطه ای شد که درصد خطای آن با داده های آزمایشگاهی کمتر از 3 درصد است. مقدار ضریب حجمی انتقال اکسیژن در ابتدا در بیوراکتور ستون حبابی شیشه ای با قطر داخلی 95 میلی متر و ارتفاع 3/1 متر، در دبی های مختلف هوادهی و با غلظت های متفاوت لجن فعال بدست آمد، برای اولین بار است که مدلی برای پیش بینی مقدار KLa در هر MLSS با سرعت هوادهی متفاوت و نازل هایی با قطرهای مختلف ارائه شده است. با تغییر نازل به اندازه های مختلف، اثر تغییر قطر حباب هوای ورودی به بیوراکتور، که محصول تغییر اندازه قطر نازل می باشد، مشخص شد. در نهایت با استفاده از داده های Henkel و همکارانش در سال 2009 که از فرایند MBR در تصفیه خانه آلمان استفاده می کردند، معادله ی مشابه ای ارائه گردید. در این مطالعه، محدوده تغییرات سرعت گاز از 4/0الی 8/0. سانتی متر بر ثانیه بود و در محیط لجن فعال که دارای مشخصه مواد معلق جامد MLSS در محدوده 9/6 الی 5/19 گرم بر لیتر قرار داشت. در طول این آزمایش تاثیرMLSS و سرعت هوادهی در KLa نشان داده شد و همچنین KLa یک وابستگی خطی با سرعت در MLSS ثابت دارد. با افزایش سرعت هوادهی در MLSS ثابت میزان KLa افزایش می یابد و با افزایش مقدار MLSS در دبی ثابت میزان KLa کاهش می یابد. با افزایش قطر حباب ها در شرایط لجن و هوادهی یکسان مقدار KLa کاهش می یابد. بیشترین تاثیر در میان پارامترهای مورد بررسی سرعت هوادهی است.
- Abstract
- In this research, in order to survey Oxygen transfer by module the total volumetric coefficient of Oxygen transfer (KLa) by Oxygen sensor in different densities of active sludge MLSS (0, 4.3, 7.3, 13.1, 15.6 g/L) and different flow rates of air (0,6 ,8 ,10 L/min ) and different nozzles ( hole sizes 1 ,1.5 ,2 mm ) and also measuring average bubble diameters (d32) in a bubble column bioreactor , special model for prediction of Oxygen Transfer Rate in membrane bioreactors has been recommended . The error coefficient for this model is less than %3 comparing with experimental data's. One of these models was by using MINITAB software. Data was extracted in bubble column cylindrical bioreactor with internal diameter of 95 mm and volume of 6.3 L. This correlation for first time proposes a condition that without special experiment was calculated any KLa in every MLSS in any velocity aeration. Finally in another work a correlation for prediction of volumetric oxygen transfer coefficient for coarse bubble diffuse in membrane bioreactor was obtained. For calculating of this correlation, experimental data of Henkel et al was used. Range of gas flow rate was 0.4 to 0.8 cm/s and mixed liquid suspended solids (MLSS) concentrations varied from 6.9 to 19.5 g/L. The value of sludge's suspended solid retention time (SRT) was high. The configuration of MBR was pilot with coarse bubble diffuse. In during of experiment, effect of MLSS and velocity of aeration on KLa was shown and also KLa has a linear relation with velocity in constant MLSS.
