دوماهنامه علمی پژوهشی

مقدمه: بیوفیلتراسیون هوای آلوده به ترکیبات فرار آلی یک روش تصفیه بیولوژیکی است که با عبور هوا از درون بستر پرشده، ماده آلاینده از فاز گاز به فاز بیوفیلم منتقل‌شده و توسط میکروارگانیسم­ها تجزیه می­گردد. فعالیت میکروب­های تجزیه­کننده به‌شدت تحت تأثیر رطوبت بستر است به‌طوری‌که رطوبت بستر مهم‌ترین فاکتور برای کنترل عملکرد بهینه بیوفیلتراسیون به‌حساب می­آید. یکی از راهکارهای ارائه‌شده برای کاهش مشکلات خشکی بستر، استفاده از سوپر جاذب‌های آب است که قابلیت ذخیره‌سازی و نگهداری آب را دارند.

روش بررسی: برای اولین بار، یک مدل دوبعدی از بیوفیلتراسیون هوای آلوده به هگزان ارائه می­گردد که در آن ترم­های رطوبت بستر و پراکندگی محوری در موازنه انتقال جرم در نظر گرفته شدند. اثرات استفاده از سوپر جاذب آب نظیر افزایش مداوم تخلخل بستر و سطح ویژه آن درون معادلات وارد شدند. برای حل عددی، معادلات به‌دست‌آمده، با روش حجم محدود گسسته سازی شدند. در ادامه جهت تعیین صحت پیش­بینی­های مدل، آزمایش­های بیوفیلتراسیون با دبی L/min 7/0 و غلظت ورودی g/m³ 2 انجام گرفت.

یافته‌ها: مدل توانست الگویی از افت محتوی رطوبت بستر بعد از قطع آبدهی بستر را ارائه کند. همچنین داده­های آزمایشگاهی افزایش غلظت خروجی آلاینده به دلیل کاهش رطوبت بستر به‌خوبی توسط مدل پیش­بینی شدند (خطای استاندارد= 45/0%) و تخمینی از زمان نهایی ازکارافتادن سیستم ارائه شد.

نتیجه‌گیری: نتایج مدل‌سازی نشان داد در نظر گرفتن ترم رطوبت در شرایط نا پایا می­تواند حیطه عملکرد مدل را توسعه دهد و فرایند بیوفیلتراسیون را با تمام پیچیدگی­های آن توصیف نماید.