بهينه سازي بيوراكتور دوفازي همزن دار به منظور حذف بخارات بنزن، تولوين و زايلن (BTX) از جريان هوا

Optimization of two phase partitioning stirred tank bioreactor for elimination of benzene, toluene and xylene(BTX) from contaminated air streams

مقدمه: در اغلب شرايط واقعي انتشار آلودگي حاصل از فرآيندهاي صنعتي، معمولا تركيبات شيميايي به‌صورت گروهي در فضا رها ميشوند و كمتر پيش ميآيد كه يك تركيب شيميايي به‌طور خالص منتشر شود. هدف از اين مطالعه امكان سنجي حذف بخارات BTX (بنزن، تولوين و زايلن) موجود در هوا، به كمك يك بيوراكتور همزن‌دار در مقياس آزمايشگاهي ميباشد. . روش كار: براي دستيابي به هدف اصلي مطالعه، باكتري هاي تصفيه كننده BTX از فاضلاب خروجي يك پالايشگاه نفت استخراج و در بيوراكتور همزن‌دار به‌كار گرفته شدند. همچنين روغن سيليكون به منظور بهبود راندمان تصفيه در نسبت هاي مختلف به بيوراكتور اضافه گرديد و پارامترهاي عملكردي بيوراكتور در شرايط مختلف ارزيابي شد و بهينه ترين حالت شناسايي گرديد. . يافته ها: عملكرد بيوراكتور در حذف بخارات BTX با افزودن 10% روغن سيليكون به عنوان فاز آلي نشان داد كه ظرفيت حذف و راندمان حذف بنزن، تولوين و زايلن به ترتيب تا محدوده غلظت?هاي mg/m3 1730، mg/m3 1710 و mg/m3 1380 با افزايش غلظت ورودي روند افزايشي خود را ادامه مي دهند. در اين غلظت?ها ظرفيت حذف و راندمان حذف بنزن به ترتيب g/m3/h 59 و 100% ، تولوين g/m3/h 58 و 100% و زايلن g/m3/h 42 و 91% مي?باشند. ظرفيت حذف كل براي هر سه تركيب g/m3/h 159 با راندمان 91 تا 100% مي باشد. . نتيجه گيري: افزودن روغن سيليكون موجب بهبود ظرفيت حذف بنزن، تولوين و زايلن نسبت به بستر بدون فاز آلي گرديده است. به‌طور كلي نتايج اين تحقيق نشان داد كه استفاده از بيوراكتورهاي دوفازي همزن‌دار در زمينه كنترل بخارات BTX از جريان هواي آلوده، موفقيت آميز مي باشد.

Introduction: In real Conditions, pollution emission are mostly released as mixed components rather than a single pure emission of the chemicals. In this study, a miniature stirred tank bioreactor was optimized for treatment of waste gas containing BTX (benzene, toluene and xylene). . Material and Method: The sludge of an oil refinery was sampled based on the assumption that it contains BTX-degrading microorganisms and used as microbial consortium. Also, silicone oil was added to improve removal efficiency. The operational parameters of the bioreactor were optimized during the study. . Result: The removal efficiency and elimination capacity of benzene, toluene and xylene vapors simultaneously in the presence of 10% silicone oil as an organic phase showed increasing trend up to the concentrations of 1730 mg/m3, 1710 mg/m3 and 1380 mg/m3, respectively. In these concentrations the removal efficiency and elimination capacity of benzene were 100% and 59 g/m3/h, toluene 100% and 58 g/m3/h and xylene 91% and 42 g/m3/h, respectively. The total removal efficiency and elimination capacity for BTX were 91 to 100% and 159 g/m3/h, respectively. . Conclusion: It was shown that presence of 10% silicone oil increased 44.5% in total removal efficiency of BTX. The microbiological experiments on the bioreactor media showed that three spices of Pseudomonas putida, Chryseobacterium and Ralstonia pickettii can be found, when BTX ware treated. This work revealed that two phase partition bioreactors (TPPBs) can be successful method for the treatment of streams contaminated with BTX.