حل عددی معادله حاکم بر فرایند بیوالکتروسینتیک در تصفیه خاک رسی آلوده به نفت خام

Abstract

روش بیوالکتروسینتیک جهت کاهش محدودیت‌های هر یک از فرایند‌های بیولوژیکی و الکتروسینتیک تنها در تصفیه آلاینده‏های آلی از خاک‏های ریزدانه، کاربرد دارد. در این روش تلفیقی، فرایند بیولوژیکی در تجزیه آلاینده‌ها و فرایند الکتروسینتیک در تسریع و جهت‌دهی انتقال آلاینده‌ها و میکروارگانیسم‌ها نقش دارند. هدف از انجام این تحقیق، تعیین معادلات و شرایط حاکم بر فرایند بیوالکتروسینتیک در تصفیه خاک رسی آلوده به نفت خام می‌باشد. به منظور توسعه و صحت سنجی مدل، ابتدا به راه اندازی سیستم تلفیقی بیوالکتروسینتیک در مقیاس آزمایشگاهی پرداخته شد. آزمایش‌های بیوالکتروسینتیک در راکتورهای استوانه‌ای از جنس پلکسی گلاس به طول 55 و قطر 5 سانتی‌متر و با استفاده از خاک آلوده به نفت خام و اعمال میدان الکتریکی با شدت مشخص، در حضور سویه Pseudomonas Putida انجام شدند. از سوی دیگر، پس از تعیین و تلفیق معادلات حاکم بر فرایند الکتروسینتیک و سینتیک تجزیه زیستی، با کدنویسی در نرم افزار متلب حل عددی معادله مورد نظر انجام شد. در ادامه، ضمن مقایسه نتایج حاصل از حل عددی مدل پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی، روند یکسانی در تغییرات غلظت نفت خام بین این دو مشاهده گردید. به علت وجود اختلاف بین نتایج مدل و داده‌های آزمایشگاهی و به منظور تطابق بیشتر بین این دو، از ضریب اصلاحی مربوط به فاکتور انتقال میکروارگانیسم‌ها تحت میدان الکتریکی استفاده گردید. بدین صورت تطابق بهتری بین نتایج حل عددی و داده‏های آزمایشگاهی روش تلفیقی مشاهده شد. طبق نتایج حاصل مدل پیشنهادی توانسته میزان غلظت باقیمانده نفت خام پس از تصفیه به روش بیوالکتروسینتیک را با تطابق خوبی پیش‌بینی نماید.