کاربرد فیلترهای بیولوژیکی در تصفیه گازها (بیوفیلتراسیون)

کاربرد فیلترهای بیولوژیکی در تصفیه گازها (بیوفیلتراسیون)

 فرمت: pdf   تعداد صفحات: 7

اهداف آموزشی:

از خوانندگان انتظار می رود که پس از مطالعه اين مقاله بتوانند:

1. تقسیم بندی رآکتورهای زیستی برای تصفیه گازهای آلاینده را توضيح دهند.

2. نحوه کار فيلترهای بيولوژيکي (بيوفيلترها) را بيان كنند.

3. ميزان کارآیی اين فناوري را شرح دهند.

4. مزایا و معایب بیوفیلترها را توضيح دهند.

5. اصطلاحات مهم فيلترهاي بيولوژيکي (بيوفيلترها) را بيان نمايند.

خلاصه

بين فناوريهاي مختلف، تصفيه بيولوژيکي يکي از گزينه هايي است که در آن مي توان آلاينده ها را با استفاده از ميکروارگانيسمهاي طبيعي حذف نمود. در سالهاي اخير، فرآيندهاي بيولوژيکي به منظور کنترل گازهاي آلاينده توسعه يافته است. در اين ميان، بيوفيلتراسيون يکي از موفقترين اين فرآيندها است. در سيستم ها، از ميکروارگانيسم هاي تثبيت شده روي يک بستر متخلخل برای تصفيه آلاينده هاي موجود در يک جريان گازي استفاده مي شود. در يک نماي کلي، بيوفيلترها مقرون به صرفه، کارا، دوستدار محيط  زيست، پايدار و ارزان است. عموما يک توصيف معني دار از عملکرد ذاتي يک بيوفيلتر بايد شامل CGi ( غلظت آلاينده ورودي ), Q (دبي جريان گاز ورودي), VF ( حجم خالي بيوفيلتر ), RE بازدهي حذف و EC (ظرفيت حذف) باشد. امروزه پيشرفت هاي اين فناوري بر کنترل وضعيت بستر عملياتي و بررسي دقيقتر مکانيسم هاي حذف متمرکز است. هدف اين مقاله بررسي كاربرد فيلترهاي
بيولوژيكي در تصفيه گازها (بيوفيلتراسيون) است تا خوانندگان محترم بتوانند با دامنه کاربرد و عملکرد اين فناوري در تصفيه جريانهاي گازي آلوده آشنا شوند.

مقدمه

بين فناوري هاي مختلف، تصفيه بيولوژيکي يکي از گزينه هايي است که در آن مي توان آلاينده ها را با استفاده از ميکروارگانيسم هاي طبيعي حذف نمود. اين گونه روش ها معمولاً ارزان، مقرون به صرفه و با راندمان بالا هستند. رآکتورهاي بيولوژيکي فاز گازي، از واکنش هاي متابوليکي (واکنش هاي داخل سلولي) ميکروب ها برای تصفيه آلاينده هاي هوا سود مي برند. اين روش تصفيه گازها، براي دبي هاي جريان بالا و غلظت هاي پايين، از مواد آلاينده موثر و مقرون به صرفه است. در اين روش، آلاينده ها ابتدا از فاز گاز جذب فاز مايع شده، سپس در فاز آبي مورد هجوم ميکروب ها قرار مي گيرند.

در اين موقع، تحت اثر واکنش هاي افزايشی (Oxidation) و به ندرت کاهشي (Reduction) به دي اکسيد کربن، بخار آب و توده زيستي آلي (Organic Biomass) تبديل مي شوند. اين آلاينده ها مي توانند از جنس بخار مواد آلي و معدني باشند که به عنوان منبع انرژي يا منبعي براي تامين کربن مورد نياز براي حفظ حيات و رشد، به مصرف جمعيت ميکروارگانيسمي مي رسند. ميکروب هايي که براي تصفيه بيولوژيکي هوا به کار گرفته مي شوند معمولاً از ارگانيسم هايي هستند که در طبيعت به صورت آزاد وجود دارند. اين جمعيت هاي ميکروبي ممکن است تحت تسلط يکي از گونه هاي خاص ميکروبي باشند يا اينکه عمل تبديل آلاينده ها، توسط گونه هاي متعددي از آنها انجام گيرد.

ميکروب هاي مورد استفاده در اين سيستم هاي تصفيه، ممکن است داراي روابط مختلف حاکم بر محيط هاي زيست ميکروبي (نظير روابط صيادي يا انگلي) نيز باشند که در حيات ميکروارگانيسم ها متداول است. پر واضح است که آلاينده هاي مورد نظر بايد علاوه برداشتن قابليت تخريب زيستي (Biodegradable) براي رسيدن به يک عمليات ، تصفيه موفق و قابل قبول، غيرسمي نيز باشند.

در بسياري از موارد، فناوري تصفيه بيولوژيکي هواي آلوده، يک روش عالي براي کنترل غلظت هاي کم بو، مواد آلي فرار، ترکيبات آلي و معدني فرار و همچنين ترکيبات خطرناک هوا است. بالاترين راندمان در اين گونه تصفيه، زماني حاصل مي شود که آلاينده ها جزء مواد آلي با جرم مولکولي پايين و
حلاليت زياد بوده، در ساختمان مولکولي خود فقط پيوندهاي ساده داشته باشند. مواد داراي ساختمان هاي شيميايي همراه با پيوندهاي پيچيده، نياز به انرژي بالايي براي تخريب دارند و اين مقدار از انرژي توسط ميکروب ها قابل تامين نيست و بنابراين به ندرت ديده شده که تخريب اين مواد توسط
ميکروب ها انجام گرفته باشد. در مقابل، ميکروارگانيسم ها، ترکيباتي مانند الکل ها، ستون ها و گروهي از آروماتيک هاي ساده را که به سادگي قابل دسترسي بوده و به راحتي تخريب مي شوند را مورد حمله قرار مي دهند. برخي از ترکيبات ديگر مانند فنل ها، هيدروکربن هاي کلردار، هيدروکربن هاي چندحلقه اي آروماتيک و هيدروکربن هاي هالوژن دار نيز قابليت تخريب کند يا متوسطي از خودشان نشان مي دهند.

ترکيبات معدني نظير سولفيد هيدروژن و آمونياک به راحتي تحت واکنش هاي تخريب زيستي قرار مي گيرند. برخي از ترکيبات مقاوم در برابر تصفيه، هرگز نمي توانند توسط ميکروب ها تخريب شوند چراکه آنزيم لازم براي بازشدن پيوندهاي آنها در اين موجودات وجود ندارد.

ترکيباتي که مي توانند توسط ميکروارگانيسم ها تخريب شوند، ممکن است حاصل فرآيندها و منابع مختلفي باشند. برخي از اين فرآيندهاي شيميايي که آلودگي هاي هوايي ناشي از آنها مي تواند توسط سيستم هاي ميکروبي با بازدهي بالايي کنترل شوند عبارتند از: صنايع توليد چسب، امور دامي، کارخانجات توليد مواد شيميايي، انبارهاي مواد شيميايي، صنايع توليد کود گياهي (کمپوست)، کوره هاي زباله سوزي، صنايع غذايي، صنايع ريخته گري و ذوب فلز، صنايع پتروشيمي، واحدهاي تصفيه فاضلاب، استخراج آلاينده هاي خاک. بر اين اساس، اشکال مختلفي از تجهيزات براي تصفيه بيولوژيکي هوا موجودند. در جدول ۱، تقسيم بندي کلي رآکتورهاي زيستي برای تصفيه گازهاي آلوده آورده شده است.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ تصفیه شیمیایی گازها

⇐ ایمنی تخصصی گازها

⇐ فیلتراسیون هوا در بیمارستانها

⇐ انواع فیلترهای نمونه برداری