دفاعیه دکترا در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1398/12/17 |
.jpg) |
مهندس پانتهآ پیریه ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی، سه شنبه بیستم اسفند ماه 1398، از رساله خود با عنوان «بررسی آزمایشگاهی اثر عوامل مختلف بر اکسایش مستقیم میکروبی سولفید» با راهنمایی دکتر فرشته نعیمپور دفاع خواهد نمود. |
ترکیبات گوگردی از منابع مختلف وارد محیطزیست میشوند و به دلیل خطرات زیست محیطی و سمیت برای انسانها حذف آنها ضروری میباشد. در این پژوهش، هدف بررسی آزمایشگاهی عوامل تاثیرگذار بر حذف زیستی سولفید/تیوسولفات و توزیع محصولات (گوگرد عنصری با کاربردهای متنوع در مقابل سولفات با آلایندگی و مشکلات ثانویه) به منظور دستیابی به بیشینه حذف آلاینده و تولید گوگرد عنصری (محصول مطلوب) در کشت لرزان و بیوراکتور با استفاده از یک کنسرسیوم بومی از خاک منطقه آتشکوه میباشد. اکسیداسیون زیستی تیوسولفات (mg/l4000-700) نشان داد که کنسرسیوم اولیه (OC) در غلظت پایین توانایی حذف 100% و تولید سولفات و گوگرد عنصری را دارد ولی با افزایش غلظت درصد حذف کاهش یافته و در mg/l4000 به بازدارندگی کامل میرسد. با خوگیری کنسرسیوم به تیوسولفات (AT)، mg/l3000 تیوسولفات بصورت کامل در مقابل 45% کنسرسیوم OC حذف و 62% سولفات و 14% گوگرد عنصری تولید شد. اکسیداسیون سولفید (آلاینده سمیتر از تیوسولفات) در ادامه بررسی و بدلیل همزمانی اکسیداسیون زیستی و شیمیایی سولفید، ابتدا اکسیداسیون شیمیایی بررسی و مشخص شد که سولفید بصورت نسبتا سریع به محصولات شیمیایی مانند تیوسولفات (محصول غالب) تبدیل میشود. اکسیداسیون زیستی سولفید در شرایط هوازی در چهار سری آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. اکسیداسیون با کنسرسیوم AT منجر به حذف کامل سولفید در غلظت پایین (mg/l500) و تولید %84 سولفات (محصول اختصاصی زیستی) شد درحالیکه در mg/l2000 بدلیل سمیت سولفید برای سلولها، 64% تیوسولفات (محصول شیمیایی) و فقط 26% سولفات بدست آمد. حذف mg/l2000 سولفید با استفاده از کنسرسیوم OC خوگیری شده به سولفید (AS) بررسی و مشخص شد که سمیت این آلاینده باعث کاهش تولید سولفات (محصول زیستی) به 15% در مقابل %5/35 با کنسرسیوم OC میشود. تنظیم pH محیطکشت نتایج چندان رضایتبخشی در اکسیداسیون زیستی نداشت. درنهایت با الهام از تبدیل شیمیایی سولفید (سمی) به تیوسولفات (با سمیت کمتر)، یک روش هیبریدی برای کاهش سمیت و بهبود اکسیداسیون در غلظت بالای سولفید (mg/l2000) برای افزایش سهم اکسیداسیون زیستی پیشنهاد گردید که منجر به ارتقا تولید سولفات به میزان %55 نسبت به روش متداول زیستی شد. علیرغم موفقیتآمیز بودن این روش، بدلیل باقیماندن بخشی از تیوسولفات، بهینهسازی اکسیداسیون تیوسولفات (با کنسرسیوم AT) در راستای افزایش حذف و تولیدگوگرد عنصری انجام شد. غربالگری بین 7 فاکتور اولیه با روش کسری از فاکتوریل 2-7 2 انجام و 6 فاکتور تاثیرگذار در طرح رویهپاسخ (RSM) برای بهینهسازی سه پاسخ حذف تیوسولفات (Y1)، تولید گوگرد عنصری (Y2) و سولفات (Y3) بصورت مجزا و چندگانه استفاده شد. بهینهسازی مجزا نشان داد که بیشینه Y1 و Y3 در دور همزن بالا، غلظت کم، زمان بیشتر و دمای کمتر اتفاق میافتد که منجر به کاهش Y2 میشود. لذا، از بهینهسازی چندگانه استفاده و سطوح پیشنهادی بهینه (دورهمزن: rpm144، pH: 07/6، دما: Cᵒ7/24، درصد مایه تلقیح: 5/19، مدت زمان: day62/2و غلظت تیوسولفات:mg/l 2870) با توجه به مشارکت هر سه پاسخ: بیشینه Y1 و Y2و تولید Y3 به میزان50% با درجه مطلوبیت یک بدست آمد. بمنظور بررسی اثر هوادهی مستقیم، اکسیداسیون تیوسولفات و توزیع محصولات آن در دو بیوراکتور همزندار مغناطیسی (l5/0) و پرهای (l1) بررسی شد. در نرخ هوادهی vvm1، افزایش غلظت تیوسولفات از 4000 به mg/l6000 در بیوراکتور کوچکتر باعث کاهش سرعت اولیه اکسیداسیون از 83/0 به mmol-SL-1hr-172/0 گردید درحالیکه تولید گوگردی عنصری به بالاترین مقدار40% رسید. بررسی اثر شدت هوادهی (vvm2-1) در این بیوراکتور نشان داد که هوادهی بر درصد اکسیداسیون تیوسولفات در mg/l4000 اثر مثبت و بر تولید گوگرد عنصری و زمان اکسیداسیون اثر منفی دارد. به منظور افزایش بازدهی حذف در هوادهی vvm1، اثر دور همزن (rpm90-30) بر اکسیداسیون تیوسولفات در بیوراکتور پرهای در شرایط بهینه بررسی و بالاترین میزان گوگرد عنصری (46%) به همراه حذف کامل در دور rpm60 و مدت h40 بدست آمد. با توجه به نتایج مطلوب بدست آمده، گونه غالب کنسرسیوم بومی جداسازی و با روش 16 rRNA به نام Ochrobactrum sp. شناسایی شد.کنسرسیوم بومی این تحقیق بدلیل توانایی بالا در اکسیداسیون سولفید/تیوسولفات و همچنین تولید گوگرد عنصری به عنوان محصول مطلوب در بیوراکتور کاندید مناسبی برای کاربردهای صنعتی میباشد.
واژگان کلیدی: اکسیداسیون زیستی سولفید و تیوسولفات، باکتریهای اکسنده سولفید، بهینهسازی چندگانه، بیوراکتور، گوگرد عنصری، سولفات
دفعات مشاهده: 2404 بار |
دفعات چاپ: 376 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر