مدل‌سازی فرآیند بیوفیلتراسیون برای حذف وینیل کلراید از جریان هوا با استفاده از مدل اوتنگراف اصلاح شده

Abstract

در این مقاله به‌منظور مدل‌سازی فرآیند بیوفیلتراسیون از مدل ریاضی اوتنگراف اصلاح شده استفاده شده است که امکان در نظر گرفتن همزمان محدودیت در واکنش بیولوژیکی و محدودیت در نفوذ آلاینده به فاز بیوفیلم را فراهم می‌کند. مزیت اصلی این مدل در مقایسه با سایر مدل‌ها سادگی و داشتن حل تحلیلی است. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد که مدل اوتنگراف اصلاح شده، داده‌های آزمایشگاهی حذف وینیل کلراید از جریان هوا را با ضریب تبیین (R2) بالاتر از 95/0 پیش‌بینی می‌نماید به‎طوری‌که خطای نسبی مدل و داده‌های تجربی به‏ترتیب 41/0، 59/0 و 54/0 درصد برای ستون‌های اول، دوم و سوم محاسبه شده است. پارامترهای سینتیکی مانند ثابت سرعت واکنش بیولوژیکی که به‌صورت تجربی به سختی قابل اندازه‌گیری است، توسط برازش مدل به ترتیب برابر 1، 042/1 و g/m3.h 9957 /0 برای سه ستون محاسبه شده است. با استفاده از پارامترهای به‌دست آمده، امکان پیش‌بینی عملکرد بیوفیلتر فراهم می‌گردد. برای رسیدن به غلظت مجاز برای یک شیفت کاری 8 ساعته، مطابق استاندارد مدیریت سلامت و ایمنی حرفه‌ای آمریکا OSHA، لازم است دبی خروجی و زمان ماند بستر خالی به ترتیب به m3/h 129/0 و s 196 برسد که متناظر با بازده حذف 90 % می‌باشد.

Keywords

• بیوفیلتراسیون
• وینیل کلراید
• مدل‌سازی
• مدل اوتنگراف و بازده حذف