بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه حفاظت محیطزیست ازجمله مهم ترین مشکلات بشر است، به طوری که می توان این قرن را قرن محیطزیست اطلاق نمود؛ باید با به کارگیری ابزار و روشهای مناسب و کارا عوامل مخرب محیط زیست را کنترل و حذف نمود. درسالهای اخیر، فرآیندهای بیولوژیکی به منظور کنترل گازهای آلاینده توسعه یافته است. بین فناوریهای مختلف، تصفیه بیولوژیکی یکی از گزینههایی است که در آن می توان آلایندهها را با استفاده از میکروارگانیسمهای طبیعی حذف نمود.
این گونه روشها معمولاً ارزان، مقرون به صرفه و با راندمان بالا هستند. هدف این مقاله بررسی کاربرد روش های تصفیه زیستی هوای آلاینده ازجمله زیست صافی و فیلتر چکنده می باشد. نتایج ارائه شده برای حذف ترکیبات آلی وغیرآلی و مخلوطی از آلاینده ها با درنظرگرفتن عوامل موثر بر فرآیند زیست صافی و فیلتر چکنده مانند دما، محتوی رطوبت، جنس بستر، میکروارگانیسم ها و... مورد بررسی قرار گرفته است.
-1 مقدمه
با توجه به ماشینی شدن و مدرن شدن شهرها و صنایع، آلودگی های خطرناکی در اطراف محل سکونت ما مخصوصا در شهرها پدید می آید که این آلودگی ها می توانند به قیمت از دست دادن جان انسانها تمام شود با افزایش دانش در مورد اثرات زیان بار آلاینده های محیطی، صنایع با مقررات سختگیرانه تری مواجه می شوند؟ روشهای فیزیکوشیمیایی متفاوتی برای حذف مواد آلی فرار در هوا وجود دارد، اما این روشها عموما با مشکلات زیادی از جمله هزینه سرمایه گذاری زیاد و تکنولوژی پیچیده مواجه هستند.این نواقص به همراه تشدید قوانین و استانداردهای زیست محیطی،باعث شده تلاشهای فراوانی برای یافتن روشهای موثرتر و اقتصادی تر جهت حذف مواد آلی فرّار صورت گیرد که استفاده از روشهای بیولوژیکی از آن جمله آنهاست .
در بسیاری از موارد، فناوری تصفیه بیولوژیکی هوای آلاینده، یک روش عالی برای کنترل غلظتهای کم مواد بودار، مواد آلی فرار،ترکیبات آلی ومعدنی فرار وهمچنین ترکیبات خطرناک هوا است. بالاترین راندمان در اینگونه تصفیه،زمانی حاصل میشود که آلاینده ها جزء مواد آلی با جرم مولکولی پایین وحلالیت زیاد بوده، درساختمان مولکولی خود فق پیوندهای ساده داشته باشند.این فن آوری امروزه می تواند جایگزین مناسبی برای روشهای تصفیه شیمیائی و فیزیکی باشد.
-2 روش های تصفیه زیستی جهت حذف آلاینده های هوا
راکتورهای بیولوژیکی فاز گازی، از واکنشهای متابولیکی - واکنشهای داخلی سلولی - میکروبها برای تصفیه آلایندههای هوا سود میبرند؟ در اینجا سه شکل عمده بیوراکتور در روش تصفیه زیستی گازهای آلاینده مورد بررسی قرار گرفته است که توجه اصلی ما در این مقاله بر روی فیلتر چکنده می باشد.
-1-2 شستشودهنده ی زیستی
در شستشودهنده ی زیستی، مواد آلاینده موجود در فاز گاز به وسیله جذب در مایع برگشتی در یک تماس دهنده گاز؛مایع حذف می شوند. تقریبا، این مایع حاوی مواد آلوده کننده توس میکروارگانیسم های معلق در مایع در یک بیوراکتور با اکسیژن اضافی پاکسازی شده، به کنتانتور برگشت داده می شود. مواد بی اثر و pH به طور مداوم کنترل می شود تا رشد میکروب ها و فعالیت بالا حفظ شود؟ بیومس اضافی به طور مداوم از سیستم خارج می شود؟ اسکرابرها بسته به نوع راکتور و نوع روش بهره برداری به انواع اسکرابر بستر آکنده، اسکرابر پاششی، اسکرابر جریان تقاطعی تقسیم میشوند.
-2-2 فیلترهای چکنده
رایجترین فرآیند رشد چسبیده هوازی فیلترهای چکنده هستندکه در آنها هوای آلاینده از میان یک ستون پرشده عبور کرده که مایع هم به طور مداوم روی پکینگ ها اسپری می شود. آلودگی ابتدا در فیلم مایع ریزان حل می شود و سپس به میکروارگانیسم های در حال رشد روی سطح این مدیا انتقال می یابد. این مایع رطوبت و مواد مغذی را تأمین می کند و pH را در بیوفیلم کنترل می کند؟ مدیا ها از پکینگ هایی ساخته می شوند که شبیه به آنهایی هستند که در اسکرابرها استفاده می شوند. هوا به طرف بالا یا پایین جریان می یابد که همسو یا ناهمسو با جریان مایع است. معمولاً در فیلترهای چکنده از سنگ به عنوان آکنه استفاده می کنند. ارتفاع بستر سنگی در این فرآیند بین 1/25 تا 2 متر است. ارتفاع فیلترهای چکنده مدرن بین 5 تا 10 متر است. گردش هوا در فضای خالی توس دمنده ها یا جریان طبیعی هوا اکسیژن لازم برای رشد میکروارگانیسمها در بیوفیلم را تامین میکند؟
-3-2 زیست صافی
در بیوفیلترها، از میکروارگانیسم های تثبیت شده روی یک بستر متخلخل برای کاستن از مقدار آلاینده های موجود در یک جریان گازی استفاده می شود. میکروارگانیسم ها یا در داخل یک لایه نازک زیستی ”بیوفیلم “ یا به صورت معلق در فاز آبی پیرامون آکنه ها رشد می کنند. بستر، در بیشتر مواقع از مواد تقریبا خنثی نظیر کمپوست، پوست درختان، خاک اره و غیره تشکیل می شود که نه تنها می تواند سطح وسیعی را برای تقابل تماس فازها ایجاد کند، در برخی موارد به عنوان منبع مواد مغذی نیز استفاده می شود؟ مزایا و معایب بیوفیلتر عبارتند از: سیستم ساده و بدون نیاز به سیستم چرخشی آب. مرطوب کردن گاز پیش از ورود به سیستم باعث می شود که ذرات درشت از جریان گاز حذف شود؟ البته ممکن است توده زیستی دچار گرفتگی می شود چون کنترل رشد توده زیستی میسر نیست. از سوی دیگر، زیست صافی ها قادر به تهیه نیتروژن، فسفر و سایر مواد مغذی که برای بالا بردن بازدهی فرآیند تجزیه ای لازم اند نمی باشد. این مواد در فیلترهای چکنده توس جریان برگشتی تامین می شود.
