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

در این مقاله به منظور مدل سازی 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 می کند. مزیت اصلی این مدل در مقایسه با سایر مدل ها سادگی و داشتن حل تحلیلی است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که مدل اوتنگراف اصلاح شده، داده های آزمایشگاهی حذف وینیل کلراید از جریان هوا را با ضریب تبیین (R۲) بالاتر از ۹۵/۰ پیش بینی می نماید به‎طوری که خطای نسبی مدل و داده های تجربی بهترتیب ۴۱/۰، ۵۹/۰ و ۵۴/۰ درصد برای ستون های اول، دوم و سوم محاسبه شده است. پارامترهای سینتیکی مانند ثابت سرعت واکنش بیولوژیکی که به صورت تجربی به سختی قابل اندازه گیری است، توسط برازش مدل به ترتیب برابر ۱، ۰۴۲/۱ و  g/m۳.h ۹۹۵۷ /۰ برای سه ستون محاسبه شده است. با استفاده از پارامترهای به دست آمده، امکان پیش بینی عملکرد بیوفیلتر فراهم می گردد. برای رسیدن به غلظت مجاز برای یک شیفت کاری ۸ ساعته، مطابق استاندارد مدیریت سلامت و ایمنی حرفه ای آمریکا OSHA، لازم است دبی خروجی و زمان ماند بستر خالی به ترتیب به m۳/h ۱۲۹/۰ و s ۱۹۶ برسد که متناظر با بازده حذف ۹۰ % می باشد.

Keywords:

بیوفیلتراسیون , وینیل کلراید , مدل سازی , مدل اوتنگراف و بازده حذف