طراحی وساخت راکتور بیوفیلتر در مقیاس پایلوت برای پالایشVOCها و بررسی گونه های میکروبی غالب در حذف VOCهای مورد مطالعه از جریان هوا

امروزه حفاظت محیط زیست از جمله مهمترین مشکلات بشر است، به طوریکه می‌توان این قرن را قرن محیط زیست اطلاق نمود. بنابراین در کشورهای در حال توسعه مانند کشور ما حفظ محیط زیست اهمیت ویژه‌ای دارد. باید با بکارگیری ابزار و روشهای مناسب و کارا عوامل مخرب محیط زیست را کنترل و حذف نمود .در بین آلودگیهای موجود، آلودگی هوا دارای اهمیت ویژه‌ای می باشد. اکثر مواد آلاینده هوا برای سلامتی انسان مضر می‌باشند که از میان آنها می‌توان به VOCها اشاره کرد. یکی از روشهای ساده برای حذف این آلاینده‌ها بیوفیلتراسیون می‌باشد. در این روش آلاینده‌ها با عبور از میان یک بستر حاوی میکروارگانیسم‌های تجزیه کننده تصفیه می‌شوند. در این مطالعه، یک عدد بیوفیلتر استوانه‌ای از جنس آهن گالوانیزه برای تجزیه هگران، سیکلوهگزان، دی کلروبنزن، بنزن از جریان هوا مورد استفاده قرار گرفت. .بیوفیلتر مورد نظر دارای سه بخش هم اندازه قابل تفکیک از هم که ارتفاع هر بخش cm40 به قطر داخلی cm8 می‌باشد که بر روی هم قرار گرفته‌اند؛ در روی هر بخش یک دریچه به قطر cm2 برای دسترسی به مواد بستر قرارداشت. یک صفحه گالوانیزه مشبک دارای سوراخ‌های به قطر mm2 در انتهای پایینی راکتور برای نگهداری مواد بستر و توزیع جریان هوا در طول ستون بیوفیلتر تعبیه شد و همچنین قسمت پایین راکتور مجهز به یک شیر برای جمع‌آوری شیرابه و برگشت دادن مجدد آن به داخل بیوفیلتر از قسمت بالای راکتور می‌باشد. منبع تامین هوا کمپرسوری بود که هوای خروجی از آن پس از عبور از فیلتر (به منظور حذف روغن و ناخالصیها) وارد محفظه شیشه‌ای حاوی VOC شده و پس از تبخیر ترکیب مورد نظر و اختلاط با آن از قسمت پایین راکتور، وارد بیوفیلتر می‌شد. برای تامین حرارت راکتور، بخاری برقی مورد استفاده قرار گرفت و برای حفظ دمای راکتور در اطراف آن پشم شیشه قرار داده شد. در مسیر خروجی هوا به منظور جذب آلاینده‌های خروجی از جاذب سطحی کربن فعال استفاده شد در این مطالعه از بستر بیوفیلتر با مخلوط کمپوست مواد زائد جامد شهری(تهیه شده از کارخانه کمپوست تهران)، خاک اره، خاک برگ، لجن برگشتی و تراشه چوب (cm2-5/0) به نسبت 20 به 80 استفاده شد. کارآیی این بیوفیلتر به مدت 2ماه مورد بررسی قرار گرفت. در طی این مدت رطوبت، pH و دمای بستر مورد اندازه گیری قرار گرفت که رطوبت در محدوده 70-50%، pH بستر در محدوده 8-7 و دمای بستر 40-20 درجه سانتیگراد بود. در این مطالعه، اثرات دبی ورودی هوا، دما ، ارتـفاع در عملکرد سـیستم بیـوفیـلتر مورد بررسی قرار گرفـت و ترکیـبات شیمیایی در غلظـتـهای ppm 60-7 به سیستم وارد گردید. بر اساس نتایج بدست آمده از این مطالعه حداکثر راندمان حذف در شرایط مختلف برای هگزان، سیکلوهگزان، بنزن و دی کلر و بنزن به ترتیب 100% ، 100% ، 94% ، 75% بود.بهترین میزان دبی 2 و4 لیتر بر دقیقه می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که راندمان حذف بیوفیلتر می‌تواند بوسیله افزایش ارتفاع افزایش یابد و تغییرات دما در راندمان حذف آلاینده توسط بیوفیلتر تاثیر دارد.نتایج آزمایشات میکروبی در مورد نوع میکروارگانیسم‌های غالب در تجزیه آلاینده‌های مورد استفاده بیانگر آنست که باکتریهای غالب در تجزیه آنها مشابه بوده و تفاوت در تعداد آنهاست که در مورد آلاینده‌ دی کلروبنزن به علت سمیت بالاتر آن تعداد باکتریهای مشاهده شده کمتر بوده است. در این مطالعه آزمایش شاهد به منظور بررسی مقدار جذب ترکیبات بر روی بستر استریل شده انجام گرفت. نتایج نشان می‌دهدکه بستر استریل می‌تواند مقدارکمی ازترکیبات مورد بررسی راجذب کند(18-8%). ‌در کل می‌توان اظهار نمود که بیوفیلتر روش مفیدی برای حذف آلاینده‌های مورد بررسی است و روشی سبز ودوستدار محیط زیست می باشد .

کلیدواژه ها:

بیوفیلتراسیون ، کمپوست ، مواد آلی فرار (VOC) ، هگزان ، سیکلوهگزان ، دی کروبنزن ، بنزن