دانشگاه صنعتی امیر کبیر

دانشکده مهندسی شیمی

پیشنهاد رساله دکتری

عنوان

تخریب زیستی اتیل مرکاپتان با استفاده از سیستم میکروبی تثبیت یافته

Biodegradation of Ethyl Mercaptan with Use of Immobilized Microbial Cells

استاد راهنما

دکتر فرزانه وهاب زاده

دکتر عباس نادری فر 

بهار 1390

چکیده

آلاینده های گازی شامل ترکیبات آلی فرار و مواد بودار، برای محیط زیست و سلامت انسانها بسیار مضر و خطرناک می باشند. روشهای متعددی نظیر روشهای فیزیکی، روشهای شیمیایی و روشهای بیولوژیک برای حذف آلاینده های گازی وجود دارد. در این میان، روشهای بیولوژیک به علت هزینه های کمتر کاربرد بیشتر و گسترده تری دارند. بیوفیلتراسیون یک روش بیولوژیک مؤثر و اقتصادی در حذف آلاینده های گازی می باشد. در یک بیوفیلتر ضایعات گازی از یک بستر حاوی میکروارگانیسم ها عبور داده می شوند. این روش خصوصا در مواردی که آلاینده ها حجم بالا و غلظت پایینی دارند بسیار مناسب است. باکتری ها و قارچ ها دو گروه غالب میکروارگانیسم ها هستند که در بیوفیلترها مورد استفاده قرار می گیرند. مزیت باکتری ها، مصرف سریع سابستریت و رشد سریع آنها است. ولیکن در حذف ترکیبات آب گریز مشکلاتی دارند. علاوه بر این پایداری عملیاتی بیوفیلترها بر اثر اسیدی شدن یا خشک شدن بستر غالبا دچار مشکل می شود. قارچ ها نسبت به شرایط اسیدی و خشکی بستر مقاوم تر می باشند. علاوه بر این، ساختار میسلیومی قارچ ها سبب جذب سریع تر ترکیبات هیدروفوب می شود. مرکاپتان ها از ناخالصی های عمده و مهم در میان محصولات نفتی
می باشند. این مواد سمی بوده و حتی در غلظت های بسیار کم بوی نامطبوعی تولید می کنند. حذف این ترکیبات با استفاده از یک روش بیولوژیک مناسب نظیر بیوفیلتراسیون بسیار حائز اهمیت می باشد.

در این پروژه، هدف تخریب زیستی اتیل مرکاپتان با استفاده از یک بیوفیلتر بستر چکنده و بررسی تأثیر عوامل مختلف در عملکرد بیوفیلتر می باشد.

کلمات کلیدی: اتیل مرکاپتان، تخریب زیستی ، بیوفیلتراسیون، بارگذاری ناپیوسته

فهرست مطالب

        عنوان                                                                                                         صفحه

فصل اول- مروری بر موضوع

1- مقدمه                                                                                                      1

2- ترکیبات سولفوره فرار                                                                                      1

3- نشر ترکیبات سولفوره فرار                                                                                 1

3-1- منابع طبیعی

2 3-2- منابع مربوط به فعالیتهای انسانی                                                                              3

3-2-1- فرآیندهای بی هوازی                                                                              3

3-2-2- فرآیندهای با دمای بالا                                               4

3-2-3- مصارف صنعتی                                                                                     4

3-2-4- فرآیندهای شیمیایی                                                                                 4

4- ویژگیهای ترکیبات سولفوره فرار                                                                   5

4-1- آستانه بوزایی                                                                       5

4-2- سمیت                                                                                                   6

4-2-1- سمیت برای انسان                                                                                     6

4-2-2- سمیت برای میکروارگانیسمها                                                                    7

4-3- اثر خورندگی                                                                                           7

5- اتیل مرکاپتان و ویژگیهای آن                                                                                      8

6- روشهای تخریب ترکیبات سولفوره فرار                                                                 10

6-1- روشهای فیزیکی شیمیایی                                                                            10

6-1-1- اکسیداسیون حرارتی                                                                                  10

6-1-2- احتراق کاتالیستی                                                                                        12

6-1-3- اسکرابینگ                                                                                                 14

6-1-4- جذب روی سطح جامد                                                                             15

6-2- روشهای بیولوژیک                                                                                      17

6-2-1- بیواسکرابینگ                                                                                        17

6-2-2- بیوفیلتراسیون بستر چکنده                                                                         18

6-2-3- بیوفیلتراسیون                                                                                        21

7- اصطلاحات مربوط به بیوفیلترها                                                                       24

7-1- زمان اقامت بستر خالی و زمان اقامت واقعی                                                     24

7-2- بار جرمی ورودی                                                                                    24

7-3- بازدهی حذف و ظرفیت حذف                                                                    25

8- پارامترهای مؤثر بر کارکرد بیوفیلترها                                                                 25

8-1- بستر بیوفیلتر                                                                                                 25

8-2- میزان رطوبت                                                                                         28

8-3- تخلخل                                                                                                 28

8-4- افت فشار                                                                                              29

8-5- سطح مخصوص بستر                                                                                     29

8-6- pH                                                                                                           30

8-7- دبی جریان                                                                                            31

8-8- غلظت آلاینده                                                                                         31

8-9- رطوبت فاز گاز                                                                                       32

8-10- فاز مایع                                                                                              32

8-11- دما                                                                                                    33

8-12- میکروارگانیسمها                                                                                   33

9- سیستم آنزیمی قارچ ریسه سفید فانروکائت کرایسوسپوریوم                                     36

9-1- آنزیمهای لیگنینولیتیک                                                                               36

9-2- کینتیک اکسیداسیون آلاینده های زیست محیطی توسط آنزیمهای لیگنینولیتیک            37

9-2-1- چرخه کاتالیتیک پراکسیدازها                                                                   37

9-2-2- واکنشهای منگنز پراکسیداز                                                                      38

9-2-3- واکنشهای لیگنین پراکسیداز                                                                     39

9-3- سیتوکروم پی 450                                                                                  42

9-3-1- ساختار و مکانیزم واکنش                                                                              42

10- تحقیقات انجام گرفته در ایران                                                                             44

فصل دوم- اهداف، نوآوریها و جزئیات تفصیلی کار

1- اهداف و مراحل انجام پروژه                                                                            47

2- نوآوریهای پروژه                                                                                         52

3- برنامه زمان بندی پروژه                                                                                 53

مراجع

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.