تحقیق در مورد موشک زمین به هوای سام-6 [مطالبی در باره موشکها و بمبها]

اختصاصی از نیک فایل تحقیق در مورد موشک زمین به هوای سام-6 [مطالبی در باره موشکها و بمبها] دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب* 

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:28

 فهرست مطالب

موشک زمین به هوای سام-6 [مطالبی در باره موشکها و بمبها]

سامانه سام ۶ متعلق به ایران

شاهین شب F-117A [هواپیما نظامی]

هواپیما C-130  هواپیما Hercules [  نظامی]

همجوشی هسته ای:

اشکالات اساسی ساخت بمب هیدروژنی:

تهیه بمب هیدروژنی

شرایط لازم برای انجام پیوند هسته ای:

هواپیمای سوئدی گریپن JAS-39، [هواپیما نظامی]

هواپیما جاسوسی SR-71 [هواپیما نظامی]

موشک زمین به هوای سام-6 موسوم به گینفول

موشک سام-6 را می توان رقیب روسی هاوک دانست که یک سر و گردن از آن قویتر است. پروژه ساخت این موشک در دهه 1950 آغاز شد. اولین تست آن در سال 1961 انجام گرفت که مشکلاتی از جمله نقص موتور آن آزمایش را ناموفق کرد. ولی سرانجام پس از رفع نواقص در سال 1966 با موفقیت آزمایش شده و سپس به تولید انبوه رسید. در سال 1977 هم نوع ارتقا یافته این موشک با موفقیت آزمایش شد که تواناییهای بیشتری نسبت به نوع قبلی دارا بود. در ضمن نوع مخصوص نیروی دریایی این موشک با کد سام-ان-3 شناخته می شود. به هر حال این موشک هم اکنون نیز جزو خطرناکترین سیستمهای پدافند ضد هوایی محسوب می شود که در صورت استفاده صحیح دقت آن تقریبا 100٪ است. لازم به ذکر است که در جنگ 1973 بین اعراب و اسراییل ، مصر با استفاده تقریبا حرفه ای از این موشک 64 فروند جنگنده اسراییل را تنها با شلیک 95 موشک سرنگون ساخت!

مشخصات این سام-6 عبارتند از :
کشور سازنده : شوروی سابق
نوع ماموریت : انهدام انواع هواپیما در ارتفاع متوسط + انهدام موشکهای کروز
طول : 5.8 متر قطر : 33.5 سانتیمتر
وزن : 599 کیلو گرم
حداکثر برد : 24 الی 28 کیلومتر
حداکثر ارتفاع اثر : 12 الی 14 کیلومتر
سرعت : 2.8 ماخ
وزن کلاهک : 59 کیلوگرم
بازه زمانی شلیک : 20 ثانیه
نوع سیستم هدایتی : semi-active radar homing
(on recently upgraded complexes TV/optical seeker introduced)
For protection aganst anti-radar missiles seeker of SAM can lock

سامانه سام ۶ متعلق به ایران

شاهین شب F-117A [هواپیما نظامی]

سیاه بی نظیرنامرئی

طولانی ترین پروازش را به مدت هجده و نیم ساعت بدون توقف از پایگاه هوایی هولمان(Holloman) به سمت کویت انجام داد که این رکورد بین هواپیماهای تک سرنشینه هنوز پابرجاست

در سال ۱۹۷۵ میلادی، مهندسان بخش گسترش پیشرفته شرکت لاکهید مارتین «معروف به Skunk Works» تصمیم به ساخت جنگنده ای بــــــا کمترین ســطح مقطع راداری(Radar- Cross-Section) گرفتند، تا کاملاً از دید رادارهای دشمن در امان و همچنین تیزپرواز و دقیق نیز باشد. تکنیکی که این مهندسان پیش گرفتند، بیشتر شبیه تراشیدن یک قطعه الماس بود و در نظر داشتند هواپیمایی بدون هیچ خمیدگی طراحی کنند که تا آن زمان از ذهن دیگران به دور بود.

تحقیق در موردتعمیرات سیستم های هوای ورودی و تجهیرات سیستم توربین گاز

اختصاصی از نیک فایل تحقیق در موردتعمیرات سیستم های هوای ورودی و تجهیرات سیستم توربین گاز دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:216

 فهرست مطالب

ًًًًًًَِِتوری ورودی (INLET SCREEN)

 (سپراتورهای اینرسی)

پیش فیلترهای میانی (MEDIA PRE- FILTERS)

« جداکننده های رطوبت»

 خنک کننده های تبخیری(EVAPORATIVE- COOLERS )

بازرسی های در حین کار(RUNINHG – INSPECTION )

نگهداری واحد(HOUSE KEEPING )

ثبت اطلاعات (DATA- RECORDING)

بازرسی ویژه

اندازه گیریهای کلیرنسی نازل(3F1, 2F1 )

ادی کارنت (EDDY CURRENT)

بورسکوپ(BORSCOPE )اطلاعات کاری

مقادیر اولیه در محاسبه کارائی

چک های کرنکنیگ( تنظیمات نهائی)

بازرسی های ویژه

اندازه گیریهای کلیرنس نازل( در صورت نیاز)

بازرسی های با بورسکوپ

بازرسی احتراق

دمونتاژ

روشهای بازرسی

مونتاژ مجدد مونتاژ مجدد

 انبارکردن نازل سوخت

سوخت Fuel

میزان تکرار استارت (راه اندازی) Starting frequency

سیکل بارگیری Load Cycle

محیط Environment

تجارب تعمیراتی (Manitenance practices)

بازرسی احتراق (Combuston inspection)

بازرسی مسیر گاز داغ

بازرسی اساسی (Major Inspection)

فواصل بازرسی (Inspection Intervals)

تعمیر و نگهداری سیستم ها پمپ های روغن روغنکاری تانک روغن روغنکاری خواص روغن روغنکاری مبدل های حرارتی

مجموعه های رادیاتور و هدر (HEADER)

هیترهای غوطه ور در روغن روغنکاری

کوپلینگهای (DRESSER)

سیستمهای آب خنک کننده

چکهای فلو (میزان جریان)

فلو نسبت به افت فشار FLOW VERSUS PRESSURE DROP

پمپ آب خنک کننده که با گیربکس بکار می افتد Gear- driven

سیستم فورواردینگ سوخت مایع استاپ والوگازوئیل پمپ اصلی سوخت سیستم گازوئیل

مقسم سوخت (Flow Divider)

سلکتور والو (والو انتخاب کننده (selector-valve) نوزل سوخت

والوهای درین استارت ناموفق (False start)

سیستم سوخت گاز (در صورت مصداق)

والو Stop ratio و کنترل والو سوخت

پمپ کمکی تغذیة هیدرولیک

سیستم هوای خنک کننده و سیل کننده

سیستم هوای اتمایزینگ

کمپرسورهای اتمایزینگ (در On-base یا off-base)

پیش خنک کن هوای اتمایزینگ

سیستم حفاظتی اوراسپید (مکانیکی)

مجموعة بولت اوراسپید

ًًًًًًَِِتوری ورودی (INLET SCREEN)

تور های ورودی درست در بالای سپراتورهای( جداکننده های) اینرسی
(INRETIAL – SEPRATORS ) قرار دارند تا از ورود پرندگان، برگها، ترکها، کاغذها، و دیگر اشیاء مشابه جلوگیری شود. در این توربینها باید از تجمع زیاد آشغالها ممانعت کرد تا ا زجریان آزاد هوا اطیمنان حاصل شود.

 (سپراتورهای اینرسی)

سپراتورهای اینرسی معمولاً( خودتمیز کننده) (SELE CLEANING ) بوده و برخلاف فیلترهای هوا که ذرات گردوغبار راجمع کرده و نگه می دارند به سرویس روتین نیاز ندارند هر چند در فواصل زمانی منظم سیستم فوق از نظر صحت اتصالات سیل یا آسیب اتفاق، باید بازدید شود سالی یک بار اطاقک های(CELLS) سپراتورهای اینرسی از نظر تجمع رسوبات باید مورد امتحان قرار گیرد. پوشش نازک از غبار، طبیعی بوده و کارکرد یا راندمان اطاقک ها را خراب نخواهد کرد. هر چند در برخی واحدها ممکن است در اطاقک به علت وجود بخار روغن(OIL MIST ) یا بخارات مشابه دیگر در هوا رسوبات ضخیم تری از کثافت قشری تجمع کنند. چنین تجمع در سپراتور سبب  کاهش راندمان تمیزکنندگی یا تنگی مسیر عبور هوا یا هر دو مورد می شود در چنین سطوح تیغه ها و(یا) وزیدن هوای فشرده می تواند تمیز کرد. سپراتورهای اینرسی قابل جداشدن(دراوردن) را می تواند در محلول دترژنت یا جدول مناسب دیگری تمیز کرد. وزنده های تخلیه به بیرون(BELLD- BLOWERS) وقتی که توربین در حال کار باشند روشن باشد. اگر وزنده های فوق در موقع کار توربین در حال عمل نباشد سپراتورهای اینرسی دارای راندمان تمیز کاری نخواهند بود.

پیش فیلترهای میانی (MEDIA PRE- FILTERS)

ممکن است یک ردیف از پیش فیلترهای میانی در پائین دست(DONSTREAM) سپراتورهای اینرسی و در ست در بالا دست  فیلترهای میانی با راندمان بالا واقع باشد. مقصود از پیش فیلترهای میانی طولانی کردن عمر مفید فیلترها با راندمان بالا میباشد.  واحد باید فقط با فیلترهای نصب شده تمیز با راندمان بالا کار کند. اختاف فشار باید اندازه گیری و ثبت شود. سپس فیلترها می بایست نصب شده و افت فشار دوباره ثبت شود این مقدار مجموع افت فشار در طول همه طبقات فیلتراسیون می باشد. وقتی افزایش نشان داده شده توسط گیج فشار متناظر با مقدایر توصیه شده توسط تولیدکننده فیلترباشد پیش فیلترها باید تعویض شود و دور انداخته شوند قبل از نصب پیش فیلترهای نو افت فشار در فیلترهای با راندمان بالا باید ثبت و با مقدار اولیه
(ORIGINAL) مقایسه شود. روش فوق باید تکرار شود تا موقعی که افت فشار در طول فیلترهای با راندمان بالا به حدهای یقین شده توسط تولیدکننده فیلتر برسد، در این موقع فیلترهای با راندمان بالا (HIGH-EFFECIENCY – FILTERS ) باید تعویض شود.

WARNING

 

**                     **

«در موقع کارکردن توربین گاز، اختلاف فشار در دو طرف درب کویه فیلتر وروی ممکن است سبب بسته شدن سریع درب یا اشکال در بازکردن درب از طرف داخل کویه شود در موقع کار توربین نباید وارد کویه فیلتر شد مگر آنکه پیش بینی های خاص از نظر ورود ایمن و بی خطر(SAFE-ENTRY ) انجام شده باشد».

 پیش فیلترهای میانی را در حین کار توربین گاز می توان تعویض کرد در موقع اجرای چنین کاری:

 1- (WARNING )ذکر شده در فوق را ملاحظه کنید.

2- تمام چیزهای شل را از جبیبها د رآورده، عینک و کلاه ایمنی را محکم کنید.

 3- پیش فیلترها را درآورید این کار را با ردیف بالائی فیلترها شروع کنید.

 4- اول از همه تمام پیش فیلترهای کثیف را درآورده و سپس شروع به نصب فیلترهی تمیز کنید.

 5- نصب فیلترهای تمیز را با ردیف پائین فیلترها آغاز کنید.

 « فیلترهای میانی با راندمان بالا»

فیلترهای با راندمان بالا در پائین دست سپراتورهای اینرسی واقع شده و مرحله آخری فیلتراسیون را شامل می شود. راندمان آنها حدود 7/99 درصد درتست غبار ظریفA-C می باشد. دقیقترین روش برای تعیین زمان نیاز فیلترهای فوق به تعویض اندازه گیری افزایش تنگی ناشی از تجمع آلوده کننده ها در این بخش می باشد. برای تعیین این موضوع واحد باید فقط با فیلترهای با راندمان بالا در حال کار باشد. اختلاف فشار باید اندازه گیری و ثبت شود این مقدار مجموع افت فشار در طول همه مراحل فیلتراسیون می یاشد. موقعیکه افزایش در افت فشار که توسط گیج فشار نشان داده میشود متناظر با مقدار توصیه شده توسط تولیدکننده فیلتر باشد فیلترها باید درآورده شده و بجای آنها فیلترهای نو نصب شود. در موقع نصب فیلترهای نو باید دقت شود تا اطمینان حاصل شود که همه واشرها در وضعیت و موقعیت صحیحی باشند. از لبه فیلترها و قاب نگهدارنده  نباید هیچگونه نشتی موجود باشد.

WARNING

 

**                     **

« نباید در حین کار کردن توربین گاز مبادرت به تعویض المانهی فیلتر با راندمان بالا نمود.»

 درب بای پاس (BY PASS – DOOR )

در پائین دست المانهای فیلتر درب( با دربهای) بای باس واقع است. دربهای فوق طوری طراحی شده اند تا موقع کاهش فشارات استاتیک به مقدار معین شده از قبل بطور شاخص ، باز شوند دربه بطور نرمال نباید باز شوند. در بهای فوق به عنوان وسیله ای ایمنی برای جلوگیری از شات دان توربین و (یا) از داخل ترکیدن
(IMPLOSTON ) کانال ورودی در اثر بلوکه شدن ناگهانی یا غیر نرمال سیستم ورودی طراحی شدند. بنابراین اهمیت دارد که قبل از آنکه تنزل فشار استاتیک به مرحله ای برسد که درب بای باس باز کند سیستم تمیز کننده هوا سرویس شود.موقعی که درب بای باس بازشد توربین غیر حفاظت شده بوده و هوای غیر فیلتر خواهد بلعید. دریچه بای باس واشرگذاری شده تا از نشتی های هوا جلوگیری شود. این واشرها بطور متناوب باید چک شده و در صورت مشاهده لیک های احتمالی تعمیر شود. جهت درب بای باس سوئیچی فراهم شده که همراه با بازشدن درب، آلارم میدهد درصورت وقوع چنین آلارمی می بایست فوراً جهت تعیین و برطرف کردن علت، اقدام شود. سالی یکبار باید لیمیت سوئیچ(LIMIT SWITCH) بطور دستی بکا رانداخته شود تا کارکد صحیح مدار چک شود.

دانلود مقاله روشهای تصفیه هوای آلوده

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله روشهای تصفیه هوای آلوده دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 فصل اول – روشهای تصفیه هوای آلوده
1-1-مقدمه
در سالهای اخیر با مشخص شدن اثرات زیانبار ترکیبات مختلف موجود در هوا تلاشهای زیادی برای یافتن روشهای ارزان و مؤثر حذف مواد آلاینده از هوا شروع شده است. بیوفیلتراسیون به عنوان روشی که می تواند بدون نیاز به مصرف انرژی زیاد و در شرایط دما و فشار محیط، مادة آلاینده را به ترکیبات بی خطر تبدیل کند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.
هوای آلوده پدیده ای است که از ترکیب یا اختلاط هوا و مواد یا ذرات خاصی، در مدت زمان معینی تولید می شود و در صورت تداوم، بیماری ها یا اختلالاتی برای انسان، حیوانات و گیاهان ایجاد می کند و به میزان قابل ملاحظه ای، زندگی بشر را به مخاطره می اندازد.
آلاینده های موجود در هوا دو نوعند: اولیه (Primary) و ثانویه (Secondary). آلاینده های اولیه موادی هستند که در اثر منابع آلوده کننده به هوای محیط وارد می گردند مانند: اکسیدهای سولفور، اکسیدهای نیتروژن. سولفور هیدروژن، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، سرب، ذرات آلوده یا مواد معلق. هیدروکربورها، ترکیبات آلی فرار (VOC3).
آلاینده های ثانویه به مواد آلوده یا اطلاق می شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در هوای اطراف زمین تشکیل می گردند.
در این پروژه چون به مدل سازی بیوفیلتر مورد استفاده جهت حذف ترکیبات آلی فرار (VOC3) پرداخته شده لذا به شرح مختصری در باره این گروه از آلاینده ها می پردازیم.
1-2-ترکیبات آلی فرار (VOC3)
ترکیبات آلی مایعات یا جامداتی شامل کربن آلی (کربن متنصل به کربن، هیدروژن، نیتروژن یا سولفور و غیر از کربن موجود در کربنات (CaCO3) یا کربید (CO2C) یا CO یا CO2) هستند که شدت های تبخیر بالایی دارند.
به علت فراریت بالا، به میزان زیاد در محیط پخش می شوند و علاوه به تولید بو، خطراتی برای اکوسیستم و سلامتی انسان دارند. این ترکیبات در ساختمان خود کمتر از 12 اتم کربن دارند و فشار بخار آنها در دمای اتاق بیشتر از Psia01/0 (atm0007/0) و نقطه ئجوش اتمسفریک آنها حدود F 500 (C 260) است.
مواد دارای نقطة جوش بالاتر از این مقدار خیلی آرام در اتمسفرل تبخیر می شونژد مگر آنکه به آنها حرارات داده شود. البته اگر هم تبخیر شدند در اتمسفر کندانس شده و قسمتی از مسئله ذرات ریز را تشکیل می دهند.
احتمالاً VOC ها به لحاظ گستردگی و تنوع (از نظر انتشار) بعد از ذرات ریز (مواد معلق) قرار می گیرند.
VOCها گروه بزرگی از ترکیبات هستند. بعضی از آنها نظیر بنزن سمی و سرطانزا می باشند.و بنابراین به عنوان آلاینده های خطرناک با ویژگیهاغی خود طبقه بندی می شوند.
VOCها به دلیل شرکت در واکنش مه دود فتوشیمیایی است که تشکیل آلایندئه های ثانویه ای می دهند.
به عبارتی VOCها در مقابل نور خورشید با اکسید ازت ترکیب شده و تولید ازن یا اکسیدهای قوی دیگری را می کنند و این آلودگی های فتواکسیدان (که باعث ایجاد مه های خرمایی رنگ معروف کالیفرنیا مشهور به Smog است) سه اثر مخرب دارد: برای سلامتی انسان (اختلالات تنفسی، سردرد، تحریک چشمها)، بروی گیاهان (به ویژه جنگل ها) و برروی مواد.
بعضی از VOCها جاذب های قوی اشعه مادون قرمز (IR) هستند و مانند CO2 اثر گلخانه ای دارند، لذا در مسئله هشدار جهانی نقش دارند.
بیش از %80 انتشار VOCها ناشی از مصرف حلال ها (نظیر تینر رنگ و دیگر حلال‌های مشابه)، حمل و نقل، ذخیره سازی) VOCها، و وسایل نقلیه موتوری (شامل اتومبیل ها، هواپیماها، قایق ها و موتورهای راه آهن) می باشد.
نتیجه آنکه مصرف اصلی VOC در سوختهای موتوری و حلال هاست منابع دثگری که VOCها را انتشار می دهند گاهی خیلی بزرگند مانند احتراق ناقص در شومینه ها و آتش سوزی جنگل ها. و گاهی خیلی کوچکند مانند پاک کننده لاک ناخن و قوطی های اسپری رنگ.
علاوه بر این بسیاری از VOCخا نقش ماده واسطه را در تولید پلاستیک و دیگر مواد شیمیایی نظیر کلرید وینیل (ماده اولة اصلی برای پلاستیک های PVC) که به عنوان یک آلاینده خطرناک هوا طبقه بندی می شوند دارند. حلال ها و سوختهای موتوری عمدتاً از نفت به دست می آیند. بنابراین بیشتر انتشارات بر اساس نفت قرار دارند. مقدار کمی بر اساس چوب (نظیر ترپنتین و دود چوب) و زغال سنگ (مقدار کمتری از احتراق زغال سنگ ناشی می شود) قرار دارند. اما بیشتر انتشار VOCها ناشی از محصولات نفتی پالایش شده می باشد که به عنوان سوخت ها و حلال ها به کار می روند [22,17,16,13]
1-3-روشهای فیزیکی تصفیه هوای آلوده
در این روش مواد آلاینده موجود در هوا بدون تغییر در ساختار مولکولی به فاز دیگر منتقل می شوند. چگالش، جذب سطحی، جذب و جداسازی توسط غشاء از جمله روشهای فیزیکی حذف مواد آلاینده هوا هستند [16,10,7]
1-3-1-چگالش
این روش برای جریانهایی استفاده می شود که غلظت آلاینده در آنها بالا بوده و ماده آلاینده ارزش بازیابی داشته باشد.
در این روش هوای آلوده به طور همزمان سرد و فشرده می شود. بنابراین بخش عمده ای از آلاینده موجود در هوا به صورت مایع جدا می شود. معمولاً هوای خروجی از این سیستم کاملاً عاری از مواد آلاینده نیست و نیاز به روشهای دیگری برای کاهش غلظت آلاینده به سطح قابل قبول است.
1-3-2-جذب سطحی
دئر روش جذب سطحی از مواد جاذبی نظیر کربن فعال و زئولیت برای جداسازی مواد آلاینده از هوا استفاده می شود. این روش برای تصفیه هوا با غلظت های پایین مواد آلاینده مؤثر است اغلب برای جذب مواد آلی فرار استفاده می شود. مؤثر بودن این روش وابسته به عواملی نظیر شدن ورود هوای آلوده به برج جذب غلظت آلاینده در هوات و مشخصه های مولکولی ماده آلاینده است. وقتی ماده جاذب از آلاینده اشباع گردید ماده جاذب باید بازیابی شده یا به عنوان یک ماده آلاینده با نحو مناسبی دفع گردد. استفاده از جاذب تازه و یا بازیابی ربه هنگام اشباع ، روش جذب سطحی را به روشی نسبتاً پرهزینه تبدیل می کند.
در روش جذب از یک مایع برای جذب ماده آلاینده موجود در هوا استافده می شود. برای تماس مؤثر گاز و مایع از ستونهای پر شده یا حبابدار استفاده یم شود. موفقیت این روش بستگی به حلالیت مادة آلاینده در فاز مایع دارد. برای جذب مواد آلاینده آب درست معمولاً از آب استفاده می شود.
با تغییر PH آب می توان حلالیت ترکیبات اسیدی یا بازی را افزایش داد. برای ترکیبات آب گریز حلالهای آلی مانند روغن سلیکون استفاده می شود پس از انتقال مادة آلاینده به فاز مایع، اگر فاز مایع آب باشد معمولاً به یک سیستم تصفیه فاضلاب منتقل می شود. دفع مادة آلاینده از جاذب و سوزاندن جریان هوای حاصل نیز برای بازیابی جاذب امکان پذیر است.
1-3-4-جداسازی توسط غشاء
از سیستمهای غشایی نیز برای جداسازی مواد آلاینده از هوا استفاده می شود. در این روش هوای آلوده تحت فشار و به طور مماسی از سطح یک غشاء عبور می کند. مواد آلاینده از غضاء عبور کرده و جذب محلول در پشت غشاء می شوند.
همانطور که ملاحظه می شود در روشهای فیزیکی ماده آلاینده بدون تغییر از هوا به یک فاز دیگر منتقل می شود و تخریب نهایی ماده الاینده نیازمند روشهای دیگر است. این یکی از معایب مهم روشهای فیزیکی است.
1-4-روشهای شیمیایی تصفیه هوای آلوده
سوزاندن حرارتی و یا کاتالیستی به طور گسترده ای برای حذف مواد آلاینده آلی از هوا استفاده می شود. در روش سوزاندن حرارتی، مواد آلاینده در دمای بین 700 تا 1400 درجه سانتیگراد سوزانده می شود. در روش سوزاندن کاتالیستی، مواد آلاینده در دمای بین 300 تا 700 درجه سانتیگراد سوزانده می شود. اگر غلظت آلاینده در هوا پایین باشد افزودن سوخت کمی به سیستم ضروری است. بنابراین روش سوزاندن برای جریانهای با غلظت پایین ماده آلاینده پرهزینه است. روش سوزاندن به طور ویژه برای جریان هوای نسبتاً غلیظ از ماده آلاینده مناسب است. یکی از عیبهای مهم این روش امکان تولید ترکسیبات NOX . بعضی از دیوکسین ها در ضمن فرایند سوختن است. [5]
1-5-روشهای بیولوژیکی تصفیه هوای آلوده
در روشهای بیولوژیکی تصفیه هوا از واکنشهای میکروبی برای حذف ماده آلاینده استفاده می شود. در این روشها ماده آلاینده جذب فاز مایعی می شود که حاوی میکروارگانیسم های فعال است. میکروارگانیسمها ماده آلاینده را مصرف کرده و آن را اکسید و یا در مواد خاصی احیا نموده و از انرژی حاصل برای فعالیتهای حیاتی استفاده می کند. محصول واکنش میکروبی عمدتاً دی اکسید کربن و آب و بیومتیل است. ماده آلاینده می تواند آلی یا غیرآلی باشد.
میکروارگانیسمهای مورد استفاده برای تصفیه هوا معمولاً از میکروارگانیسم هایی هستند که به طور طبیعی در محیط وجود دارند. در یک سیستم بیولوژیکی تصفیه هوا معمولاً یک جمعیت مخلوط میکروبی – که یک یا چند گونه در آن غایب هستند – وجود دارد. برای اینکه یک ماده آلاینده با روشهای میکروبی قابل حذف باشد باید قابل تجزیه بیولوژیکی بوده و برای میکروارگانیسم غیرسمی باشد. معمولاً مولوکولهای سبک با پیوندهای ساده به راحتی توسط میکروبها مصرف می شوند. ترکیباتی نظیر الکل ها، آلدئیدها و ترکیبات آروماتیک ساده قابلیت تجزیه بیولوژیکی خوبی دارند.
ترکیباتی نظیر فنل ها، ترکیبات آروماتیک چند حلقه ای و مولکولهای آلی با تعداد اتمهای هالوژن بالا به کندی توسط میکروبها تخریب شده و یا دست نخورده باقی می مانند.
روشهای بیولوژیکی تصفیه هوای آلوده را معمولاً به روشهای بیواسکرابینگ، بیوتریکینگ فیلتراسیون، بیوفیلتراسیون دسته بندی می کنند. (شکل 1-1)
روش بیوفیلتراسیون در فصل جداگانه ای مورد بررسی قرار می گیرد.
1-5-1-روش بیواسکرابینگ
در این روش ماده آلاینده موجود در هوای ورودی به سیستم، در یک برج، جذب محلول می شود.
محلول خروجی از برج جذب، به یک بیوراکتور وارد می شود. ماده آلاینده در بیوراکتور که دارای شرایط بهینه رشد میکروارگانیسم هاست به مصرف می رسد. به این ترتیب در روش بیواسکرابینگ بر خلاف بیوفیلتراسیون، از میکروارگانیسم های غوطه ور در مایع برای جذب ماده آلاینده استفاده می شود.
برای فعال نگه داشتن میکروبها افزودن محیط کشت تازه به بیوراکتور ضروری است محلول خروجی از بیوراکتور مجدداً به برج جذب منتقل می شود. فرایند جذب ماده آلاینده ممکن است در برجهای پر شده، برجهای پاششی و یا ستونهای حباب دار انجام شود.
1-5-2-روش بیوتریکلینگ فیلتراسیون
این سیستمها عمدتاً شامل یک برج پر شده هستند که برروی سطح ذرات بستر، میکروارگانیسم ها تثبیت شده اند. محلولی از محیط کشت به طور مداوم از میان ذرات بستر عبور می کند. با عبور هوای آلوده از میان بستر، مواد آلاینده جذب محلول شده. بخشی از آن توسط میکروارگانیسم های غوطه ور در محلول مصرف شده و بخشی دیگر به سمت بیوفیلتراسیون موجود برروی سطح ذرات نفوذ کرده و توسط میکروارگانیسم های موجود در آن مصرف می شود. تنها تفاوت بیوتریکلیگ فیلتراسیون با بیوفیلتراسیون عدم وجود جریان مایع آزاد در بیوفیلتراسیون است.
وجود مایع آزاد در سیستمهای بیواسکرانینگ و بیوتریکلینگ امکان کنترل عوامل مختلف نظیر PH و غلظت مواد مغذلی مورد نیاز میکروارگانیسمها را در مقایسه با روشس بیوفیلتراسیون راحت تر می سازد.
اما در هر صورت نیاز به تخلیه محلول و اضافه کردن محلول تازه به این سیستمها باعث به وجود آمدن جریانی از فاضلاب می شود که خود نیاز به تصفیه شدن دارد.
عیب اصلی بیوفیلتراسیون در مقایسه با دو سیستم دیگر نیاز به حجم زیاد بستر است در سیستمهای بیواسکرابینگ و بیوتریلینگ به دلیل دانسیته بالا میکروبی، شدت واکنش میکروبی به ازای واحد حجم در مقایسه با سیستمهای بیوفیلتراسیون بیشتر و در نتیجه به حجم کمتری نیاز است. [3]

فصل دوم – تثبیت سلولی
2-1-میکروبیولوژی فیلتر
ارگانیسم های مسئول اکسیداسیون و تجزیه ترکیبات آلی فرار به دی اکسید کربن و سایر ترکیبات همان باکتری های هتروتروفیک و قارچ هایی هستند که زباله های آلی را در طبیعت، در اماکن دفن یا در تصفیه خانه های فاضلابل تجزیه می کنند، باکتری سودو مناس و قارچ NOCARDI گونه های فعال در چنین شکستها و تجزیه مواد آلی هستند. گونه هایی همانند FLAVOBACTERIA میتوانند جهت اکسیده کردن ترکیباتی همانند پنتاکلرو فنل، به کار روند.
در یک بستر خاک یا کمپوست حدود یک بیلیون باکتری در هر گرم وجود دارد و جمعیت قارچی نیز 10000 در هر گرم خاک یا کمپوست میباشد. قارچ ها به تجزیه مولکول های پیچیده تر تمایل دارند و آنزیم های برون سلولی که پلیمرها را میشکنند، از خود دفاع میکنند. پراکنش گونه ها با نوع سوبسترای مصرفی نوسان دارد. تحقیقات صورت گرفته برروی میکروبیلوژی بیوفیلتر بیشتر بر شناسایی رده های ویژه منحصر به فرد میکروارگانیسم ها در زمان خاص متمرکز شده است. بطور مثال، شمارش کل ارگانیسم هایی که قادر به متابولیزه کردن اسیدهای آلی فرار باشند و ...
آزمایشات نشان داده اند که در حذف ترکیباتی چون دی متیل سولفید، دی متیل دی سولفید و اسدیهای چرب فرار اکتونومیست ها بسیار موثر میباشند. اکتونومیست ها در دسته باکتری های هتروتروفیک هستند و میتوانند تنوعی از سوبستراهای آلی را مورد استفاده قرار دهند و حتی قادر به تجزیه ترکیباتی پایدار همانند فنل ها و پلیمرهایی با زنجیره بلند نیز میباشند.
گونه میکروکوکوس در حذف غلظت بالای مواد گوناگونی همانند سولفید هیدروژن بسیار موثر است.
2-2-تلقیح میکروارگانیسم ها به داخل بستر:
روش های تلقیح در چند آزمایشگاه در مقیاس پایلوت به کار گرفته شده اند میکروارگانیسم های درون بستر بیوفیلتر از طریق تغذیه و وارد کردن باکتریهایی همانند NITRIFIERS و باکتریهای سولفاته فعال شوند. cho و همکارانش در 1991 متوجه شدند که بسترهای متشکل از مواد گیاهی پیت به تنهایی قادر به حذف دی متیل سولفید نیستند اما پس از افزودن لجن هضم شده فضولات انسانی که منبع غنی از میکروارانیسم ها میباشند، درصد زیادتری از این ترکیب آلاینده حذف خواهد شد. در واقع برخی از میکروارگانیسم های شیمولیتروتروفیک و باکتریهای غیر اسید و اکسیدکننده گوگرد موجود در لجن فضولات انسانی عمل تجزیه ترکیبات آلی گوگردی را در درون پیت انجام میدهند. به منظور دستیابی به یک حد ثابتی از حذف آمونیاک در داخل بسترهای نوع پیت القیح باکتریهای موثر در عمل نیتریفیکاسیون میتواند موثر شود.
امروزه باکتریهای زیادی به منظور حذف ترکیبات آلاینده پرورش یافته اند. باکتری اتوتروف THIOBACILUS THIOPARUS نمونه ای از این باکتریهاست که جهت تصفیه گازهای زائد خروجی از قبیل سولفید هیدروژن، متان اتیول، دیمتیل سولفید به درون یک بیوفیلتر نوع پیت در مقیاس پایلوت تزریق و تلقیح شد و نهایتاً نتیجه خوبی بدست آمد. و در این آزمایش پس از تلقیح باکتری، میانگین بازده حذف، 99.8 درصد برای سولفید هیدرژن، 99 درصد برای متان اتیول، 89.5 درصد برای دیمتیل سولفید بود.
باکتری HYPHOMICROBIUM مثال دیگری از باکتریهای تلقیحی و از دسته باکتریهای METHYLOTROPHIC میباشد که قادر به حذف ترکیباتی همانند دی متیل سولفید، دی متیل دی سولفید، دی متیل سولفاکسید و سولفید هیدروژن است. بذرافشان بیوفیلترها با جمعیت های میکروبی ویژه مزاییا زیادی دارد و مانیتورینگ چنین جمعیت های معرفی شده ای، میتواند یک ابزار مدیریتی باارزش تلقی شود.
عده ای از محققین استفاده از لجن فعال حاصل از واحدهای تصفیه ثانویه فاضلاب را به عنوان بذر تلقیحی برای بهبود بخشیدن به سرعت حذف آلاینده های گازی در بیوفیلترها پیشنهاد میکنند. البته هنوز امکان کشت بسیاری از میکروارگانیسم های داخل اکوسیستم های طبیعی در درون بسترها و محیط کشت های مصنوعی وجود ندارد. از این رو رشدهای تلقیح میکروبی ممکن است به عنوان یک ضرورت که اهمیت خود را در سالهای آینده مییابد، باقی بماند. مطابق نظر WILLIAMS و MILLER (1992) تلقیح میکروبی سبب افزایش سرعت تجزیه بیولوژیکی و کوتاه نمودن دوره سازش میکروبی در مرحله شروع فرآیند تصفیه میگردد.
2-3- تثبیت سلولی
هرگاه مجموعه میکروبی به شکل سلولهای منفرد در محیط کشت مایع ظاهر میشود، رفتار فیزیکیشان تحت تأثیر خصوصیات حجم مایع قرار میگیرد. به عبارت دیگر سلولهای منفرد به صورت یکی از ذرات سیال ظاهر میشوند که در داخل آن معلق هستند. در طی مرحله واکنش، قسمتی از اجتماعات سلولی خارج میگردند. بمابراین در هنگام استفاده از آنها تعدادشان کاهش مییابد. این مسئله محدودیت زیادی برای عملیات چنین سیستمهایی ایجاد مینماید چرا که بهتر است تا سلولها برای استفاده بهتر محفوظ نگهداشته شوند. جهت حفظ سلولهای منفرد باید آنها را از مایعات جدا کرد. اگر سلولها بتوانند طوری منظم شوند که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را که با خصوصیات مایعات متفاوت است نشان دهند به راحتی از محیط مایع جدا میشوند.
تثبیت سلولی عملی است که بوسیله آن سلولها در یک ناحیه معین از فضا محدود میشوند به طوری که خصوصیات هیدرودینامیکی خود را که با محیط پیرامونش متفاوت است، بروز میدهند.
این کار بدین صورت انجام میشود که اندازه موثر و یا دانسیته آنها به وسیله به هم پیوستن و یا اتصال به یک سطح مستحکم بیشتر میشود. بنابراین سلولهای متراکم شده به صورت توده عظیمی که سلولها در ان به یکدیگر متصل شده اند، ثابت میشود به طوری که توده بیولوژیکی به راحتی از مایع توسط الک درشت یا ته نشینی سریع قابل جداشدن میباشد. نمونه دیگری از تثبیت سلولی به این صورت است که سلولها به ذرات جامد متصل گردیده اند و میتوانند خود را به راحتی از محیط مایع جدا سازند.
تولید سلولهای ثابت میتواند یک فرایند طبیعی باشد و یا ممکن است به وسیله عوامل شیمیایی و فیزیکی انجام گیرد که استفاده از موارد فوق دارای مشکلاتی است.
کارایی خوب ابزارهای مصنوعی که جهت تشکیل اجتماعات سلولی تثبیت شده بدست می آید، باعث بهره برداری گسترده از آنها میگردد و برای تشکیل این اجتماعات از راکتورهای بیولوژیکی استفاده میشود. در حال حاضر امکاناتی وجود دارد که هر یک از انواع میکروارگانیسمها و یا دئر حقیقت هر بافت سلولی را تثبیت نمائیم. با توجه به اشکال گوناگون سلولهای ثابت، راکتروهای متعددی با سیستمهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد که البته دارای خصوصیات کلی و مشابهی هستند.
1-3-1-ویژگی سلولهای تثبیت شده
به طور کلی ثبات اجتماعی به ذرات بیولوژیکی تشکیل دهنده اجازه میدهد که به هر اندازه، شکل و دانسیته که باشند به صورت پروکاریوت و یوکاریوت عمل نمایند. یکی از خصوصیات فرایند تثبیت این است که سلولها به شکل متراکم و غلیظ درآیند، درنتیجه این نوع اجتماعات سلولی به خوبی از شکل سیال آن متمایز شده و به آنها این امکان را میدهد تا اصلاحات ساختار هندسی که عمدتاً به شرح زیرل است، صورت گیرد:
الف) در عملیات مداوم راکتور که همواره مقداری از مایعات شسته و از راکتور خارج میشسوند، سلولهای ثابت میتوانند در راکتور باقی بماند، درحالیکه سلولهای متحرک به طور مداوم از بین میروند. بنابراین عملی تر این است که سلولهای ثابت به طور مداوم در واکنش شرکت داشته باشند، درحالی که با سلولهای پراکنده متحرک و در حال رشد نمیتواند چنین کاری انجام پذیرد.
ب)باروری رو به افزایش و همه جانبه که نتیجه مستقیم باقی ماندن غلظت بالایی از سلولها در راکتور است.
ج)جدایی ساده از مایع. این عمل با عبور از الک درشت یا ته نشینی با سرعت زیاد انجام میشود که باعث خروج مایع از درون راکتور شده بدون اینکه منجر به خارج شدن سلولها گردد.
د) کاربرد سلولهای مشابه در عملیات غیرپیوسته. بدین صورت که محلولها در خاتمه عملیات از راکتور خارج شده و مواد تازه مجدداً به محیط وارد میشود.
ه) افزایش انتقال جرم گاز – مایع. مشکل گرانروی که اغلب از غلظت زیاد سلولهای پراکنده حاصل میشود به وسیله تثبیت سلولها از بین میرود و منجر به انتقال در جهت گاز مایع میگردد و به همین ترتیب میتوذان انتقال حرارت از محلول را بهبود بخشید.
و) عمل نهرگونه. این امر از طریق ثبات سلو.لها مثلاً در یک محیط بسته و عبور آنها از میان راکتورها به روش نهرگونه امکانم پذیر است.
علاوه بر روش های فوق، گونه های دیگر از فعالیت های سلولی وجود دارد که منجر به راههای دیگری میگردد. به عنوان مثال تغییرات که درون مایعات صورت میگیرد بدون اینکه تغییرات قابل ملاحظه ای در غلظت سلول بوجود آید. این وضعیت امکان آلودگی را از طریق شستشو با روشهای متفاوت امکان پذیر میسازد. همچنین ممکن است در چنین وضعی بیش از یک نوع سلول را ثابت نمود و آنها را در همان راکتور نگهداری کرد. از آنجا که سلولهای تثبیت شده میتوانند به سادگی از سیالات جدا گردند، پس امکان ذخیره و جمع آوری تعداد بیشتری از سلولها وجود دارد، سلولهایی که به محض نیاز میتوانند به کار گرفته شوند.
از محدودیتهای موجود در تثبیت سلولی این است که به لحاظ وجود تراکم سلولی، این سیستم قابلیت انتشار کمتری دارد و همین موضوع ممکن است در متابولیسم و فیزیولوژی سلولی تغییراتی را ایجاد نماید.
2-3-2-روش های تثبیت سلولی
برای تثبیت سلولی، روش های فراوانی ایجاد شده است. بسیاری ناز آنها مستقیماً از تکنولوژی آنزیم های بی حرکت استفاده میکنند. انتخاب روش مناسب بستگی به وضعیت فیزیولوژیکی سلول و اهدافی دارد که برای آن به کار برده میشود. شکل (2-1) دامنه وضعیت فیزیولوژیکی تثبیت سلولی را در این خصوص نشان میدهد.
بدیهی است که برخی از روش ها برای تمامی وضعیت ها مناسب نمی باشد، درحالی که تکنیک هایی مشاهده می شود که بطور یکسان در هر موقعیتی مورد استفاده قرار میگیرد. روش های مختلفی برای ایجاد ثبات سلولی بر اساس موقعیت فیزیولوژیکی سلول مورد استفاده قرار میگیرد. تکنیک های فعال عموماً پذیرفته اند و میتوانند در هر موقعیت فیزیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرند.
2-3-2-1-روش چسباندن
تماذمی روش های تثبیت که باعث اتصال سلول ها به سطوح جامدات میشوند در این زمره به شمار میروند. این روش ممکن است به نیروهای چسبندگی طبیعی متکی باشد و یا توسط مواد شیمیایی القا شود. چسبندگی طبیعی سلول به سطوح، پدیده ای گسترده است و تا به امروز موضوع بسیاری از مطالعات نیز بوده است اگرچه ساختار پیچیده ای دارد. این روش یکی از آسان ترین تکنیک ها برای تثبیت سلولی است و در قدیم نیز از آن استفاده شده است. در این سیستم تا حد زیادی سطح تماس را در واحد حجم راکتور افزایش میدهند. ذرات نگهدارنده که ابعاد آن کمتر از یک میلی متر میباشد.
به اسانی در راکتور جای میگیرند. سلولها طبیعتاً به سطوح جامد میچسبند و همچنان که رشد میکنند، لایه های فعال را تشکیل می دهند.
ضخامت این لایه ممکن است به کوچکی یک لایه سلول باشد. سلول هایی که دارای چسبندگی طبیعی نیستند ممکن است از طریق شیمیایی مانند پیوستگی تبادل متصل که با ماده گلوتارآلدئید که یک نوع روغن است و یا توسط سیلیکون ها به مواد نگهدارنده سیلیکاتی متصل میشوند. سلول های چسبیده، به طور مستقیم با محیط احاطه کننده خود برخورد و تماس حاصل میکنند بنابراین در معرض نیروی فرسایشی که از حرکت نسبی ذرات و سیال حاصل میشود، قرار دارند. پس احتمال دارد که تعدادی از سلولها جدا گردند و وارد فاز سیال شوند. بدین ترتیب این تکنیک در شرایطی که مایع با سلول های آزاد مورد نیاز است، نامناسب به نظر میرسد. همچنین کنترل و یا حتی لایه بیولوژیکی که در آنها شکل میگیرد ممکن اسن مشکلات زیاید را ایجاد نماید.
2-3-2-2-روش تله گذاری
در این روش میتواند سلول ها را با انواع مواد خلل و فرج دار در محل به دام انداخت. ایجاد تله گذاری از پیش تعیین شده معمولاً نتیجه رشد طبیعی سلول است بنابراین همچون چسبندگی طبیعی، تاثیر تثبیت سلولی متناسب با نوع و نحوه مواد نگهدارنده متفاوت است. فضاهای متخلخلی که در محل ایجاد میشوند میتوانند برای تثبیت انواع سلول ها مورد استفاده قرار گیرند و به این عمل به صورتی است که در بعضی وضعیت ها، ذرات کمکی تشکیل شده ممکن است به سلول ها آسیب رسانند تکنیک هایی که به صورت طبیعی باعث به تله افتادن سلولها میشوند از بسیاری جهات مشابه روشهای به کار روند در سبندگی طبیعی است. در این روش به سلول ها اجازه داده میشود تا وارد منافذ شوند و هنگامی که رشد کردند، خروج آنها از نمنافذ بسیار مشکل خواهد بود. بنابراین بطور بسیار موثری به دام میافتند.
این امر میتواند روی اجسامی با سطوح میکحروسکوپی مانند پوکه ذغال سنگ، سرامیک، شیشه و بالاخره هر جایی که اندازه منافذ از نظر ابعاد شبیه سلول هاست، انجام شود و یا روی سطوح ماکروسکوپی که دارای منافذ بزرگ هستند انجام پذیرد. یک نمونه از چنین منافذ بزرگ، ذرات نگهدارنده توده بیولوژیکی BSP است. این ذرات دارای ساختمانهای گسترده بزرگی از مفتول فولادی ضد زنگ هستند که بصورت کره درمی آیند و یا از اسفنج های مشبکی از جنس پلی اورتان هستند که بصو.رت مکعب میباشد. تثبیت کردن این ذرات به اندازه توانایی سلولها برای انعقاد یا چسبیدن به لبه های مواد کمکی ساختمان بستگی دارد و باید در نظر داشت که تله قفسه ای نسبت به تله منفذی ارجحیت دارد. طبیعی است که سلول های به دام افتاده از نیروی فرسایش موجود در خارج ذرات در امان هستند اما توسط هر مانعی محدود نمیشود. پس این احتمال وجود ندارد که واکنش های سیال به صورت آزاد – سلولی باشند ولی یک مزیت این نوع تثبیت رشد سلولی است که بتواند هرگونه سلول در حال رشد را کنترل نماید. متداول ترین شکل ثبات سلولی که در آزمایشگاه ها استفاده میشود، شامل تله های سلولی در داخل و فرجی است که در اطراف سلول ها تشکیل میشود. سلول ها به شکل دوغ آب یا مواد چسبی عموماً با ترکیبی مخلوط میشوند که بعداً به صورت ژله ای درمیآیند و تشکیل یا ماتریس متخلخل را میدهند. این عمل باید تحت وضعیت مناسبی صورت پذیرد تا بر زندگی سلول ها اثر منفی نگذارد. اولین کاربرد تله های ژله ای استفاده از پلیمریزاسیون مونوآکریل آمید بوده است. امروزه از ژله های پلی ساکاریدی است که شامل آگار، آلژینات کلسیم میباشد. به دام اندازی سلولها به وسیله آلژینات کلسیم نمیتواند ساده باشد. سلولها در محل آلژینات سدیم ریخته میشوند و سپس با محلول از نمک کلسیم مخلوط میگردد. ایجاد ژل سطحی لحظه ای است اما حداقل 20 دقیقه زمان جهت تشکیل کامل ژلب آلژینات صرف میشود تا بطور کامل تشکیل گردد. برای محافظت مواد به دست آمده از ترکیباتی مانند سوبسترا استفاده میکنند که این مواد را داخل محلول می ریزند.
جهت این عملیات هیچ گرمایی مورد نیاز نیست و سلول های ثابت شده، فعالیت های خیلی زیادی را در خود ذخیره مینمایند. نقش آلژینات کلسیم به عنوان یک وسیله ثابتع کننده متوسط، بدین علت است که ژل ها میتوانند در هنگام برخورد با فرایندهایی که محتوی کیلات کننده های کلسیم هستند از بین بروند، مانند فسفات ها و این بدان معنی است که تولید دانه های آلژینات کلسیم با ابعاد کمتر از 5 میلی متر مشکل به نظر میرسد.
تله های ژله ای روشی کنترل شده برای رسیدن به آن چیزی است که در طبیعت در مورد ارگانیسم های خاصی مثل جلبکی شدن باکتریها مورد قرار میگیرد. خواص فیزیکی ژله ها بی شباهت به ماده جلبکی مذکور نیست. اما در هر صورت گونه های کمی موجودند که تشکیل ژل میدهند. تقریباً هر ارگانیسمی را میتوان به وسیله تک ژله ای، ثابت کرد. این ژل بصورت قطره (با قطر 5 میلی متر) یا بصورت صفحه ای و دیگر اشکال (به ابعاد 0/5 میلی متر به شکل استوانه ریز) ظاهر میشوندبا اینکه در صفحاتی قرار میگیرند و سپس به اندازه و شکل دلخواه بریده میشوند. ذرات ژل در راکتورها اعم از راکتورهایی با بستر آکنه یا در مخازن همزنی مورد استفاده قرار می گیرند و رشد سلولی در داخل ژل صورت میپذیرد. چنانچه غلظت به 0.30 واحد حجمی برسد ژل خاصیت خود را از دست میدهد و گازهایی ایجادت شده در ژل میتواند باعث مشکلاتی در ذرات شود.
2-3-2-3-روش محدود کردن سلولها
این نوعت ثبات مستلزم محدود کردن سلولها در پشت یک مانع یا سد است که ممکن است از پیش ساخته شده باشد و یا در محل تشکیل گردد. این مانع ممکن است به راحتی توسط مرز بین دو مایع مخلوط نشدنی ایجاد گردد. این در حالتی است که سلولهای سوسپانسیون با یک محلول آلی به شکل امولسیون و به صورت قطره هایی در یک فاز آبی سوسپانسیون بروز مینماید. موانع داز پیش تشکیل شده شامل غشاهای نیمه تراوایی است که برای فیلتراسیون مواد مورد استفاده قرار میگیرد. مواد غذایی میتوانند به سلول هایی که در پشت غشاء قرار دارند، نفوذ نمایند.
استفاده عمده از سلول های محدود شدعه، ناشی از توانایی این سیستم ها برای نگهداری سلول های آزاد مایع است و فقط در منطقه کشت سلول های بافت پستانداران وجود دارند.
2-3-2-4-روش اجتماعی سلولی
با روش انعقاد میتوان به ثبات سلول ها دست یافت. بدین معنی که انها ممکن است ثابت شوند و. پیوسته در راکتورهای بیولوژیکی در حال کار باقی بمانند. برای مثال در راکتورهای با بستر ثابت و با بسترهای سیال، انعقاد طبیعی سلولها در انتهای واکنش تخمیر صورت میگیرد. همچنین میسل های قارچی که به شکل قرص های کروی هستند میتوانند اجتماع سلولی را به وجود آورند. انعقاد یک مرحله کلیدی از مراحل لجن فعال است که برای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرد. انعقاد مصنوعی ممکن است جهت اجتماع سلولی که از طریق مکانیسم هایی که هنوز شناخته نشده اند، صورت پذیرد.
2-3-3-کنترل توده بیولوژیکی موجود
برای سیستم هایی که در آن رشد سلولی وجود دارد مقدار واقعی توده بیولوژیکی در ارتباط با ذرات انفرادی نهایتاً به ارگانیسم های ثابت و شرایط و فرایند تخمیر بستگی دارد. تحت شرایط معینی، محدودیت نفوذ درون لایه زیستی تثبیت شده یا انعقاد یافته منجر به ریختن یا خالی شدن قسمت وسط میگردد.
در واکنش لایه های متصل، یک محدودیت ضخامتی وجود دارد که به صورت یک لایه توده بیولوژیکی میتواذند درآید. این امر ممکن است توسط غلظت محدود مواد و یا توسط فرسایش که از تصادم بین ذرات یا از برخورد با دیواره ذرات به وجود می آید، کنترل شود. میزان فرسایش به دو عامل بستگی دارد، یکی به تعادل نیروی مشترک که بر ذره تحمیل میشود و دیگری به نیروی گرانروی که بین ذرات وجود دارد.
گاهی استفاده از ذرات متخلخل ضروری است تا میکروارگانیسم ها به این ذرات بچسبند. در این صورت اگر سلول ها در داخل خلل و فرج نگهداری شوند، هرگونه توده بیولوژیکی اضافی موجود در نتیجه رشد سلول روی قسمت خارجی ذرات توسط نیروی فرسایش ناشی از برخورد ذرات به یکدیگر و یا برخورد ذره و دیوار از بین میرود. با ارگانیسم هایی مانند قارچ های رشته ای نیروی مورد نیاز جهت از بین بردن توده بیولوژیکی اضافی، قابل توجه است. در این اگر رشد سلولی زیادتر نشود توده بیولوژیکی اولیه ثابت باقی میماند و در حالتی که سلول ها رشد را ادامه دهند، توده بیولوژیکی از طریق افزایش می‌یابد. وجود توده بیولوژیکی ممکن است در نتیجه تجمع گاز منجر به تورم شود که احتمالاً کنترل میکروبی در این حالت امکان پذیر نمیشود.
توسعه و کاربرد روش های سلول های تثبیت شده به تازگی مطرح شده است و مسائل مربوط به فهم و کنترل فیزریولوژی سلول نیز مشکل بعه نظر میرسد. خصوصیات بهینه کاتالیست ها بیولوژیکی خصوصاً ثبات و فعالیت های تجزیه ای فقط در مواردی رخ میدهد که توجه لازم به موقعیت بیولوژیکی سلول قبل و بعد از تثبیت معطوف گردد. یکی از مهمترین مشکلات در رابطه با ترکیبات پیچیده، عدم درک شرایط محیط رزیست میکروارگانیسم هاست، خصوصاً گرایدئان فیزیکی و شیمیائی که برای سلول های داخل مواد نگهدارنده طرح میشوند. به مشکلات ذخیره اکسیژن و دفع دی اکسید کربن به دلایل واضحی بیشترین توجه معطوف شده است لیکن اثرات ظریف تر دیگری را نیز باید مد نظر قرار داد. تغییرات غیر قابل پیش بینی در رشد و متابولیسم. فواید و زیان های واکنش همراه با سلول های تثبیت شده مشاهده میشود. واضح است که فیزیولوژی سلول های تثبیت شده هنوز به روشنی قابل درک نیست اما در این مورد یکی از مهم‌ترین جنبه‌های پیشرفت تکنولوژی سلول های تثبیت شده در آینده خواهد بود.

فصل سوم - بیوفیلتراسیون
3-1-مقدمه
بسیاری از صنایع فرایندهای خود مواد آلاینده زیست محیطی تولید می کنند که این مواد آلاینده ممکن است آلی و یا غیرآلی بوده و منشاء سنتزی یا طبیعی داشته باشد.
مواد آلاینده سنتزی بیشتر از صنایع تولدی مواد طعم دهنده، رنگ، تولید حظره کش ها، داروسازی، چاپ، پالایشگاهها، پتروشیمی و برخی صنایع دیگر منتشر می شود.
مواد آلاینده ای که منشاء طبیعی دارند از مکانهایی نظیر کشتارگاهها، کارخانه های تولید قند، کاکائو، خوراک دام، صنایه نساجی و ... منتشر می شود.
در سالهای اخیر استفاده از بیوفیلترها جهت حذف آلاینده ها توسعه یافته است که این آلاینده ها ممکن است گازی و یا مایع باشند و بیوفیلتر را می توان برای هر دو حالت استفاده کرد.
بیوفیلترها بیش از بیست سال است که به عنوان وسایلی برای تصفیه تراکم های نسبتاً پایین آلاینده های بالقوه هوا (همانند VOC3) در جریانهای گازی ناشی از واحدها و تصفیه خانه ها، فاضلاب واحدهای درگیر موارد زائد جامد، کارخانه های صنایع شیمیلایی، کشتارگاه‌ها و واحدهای عمل آوری کمپوست بکار گرفته می شوند.
به دنبال افزایش سریع تعداد کارخانه ها و به دنبال آن افزتیش شکایات رسیده از نارضایان محلی روز به روز تلاش دست اندرکاران دریافتن و بکارگیری روشهای مؤثر کنترل و حذف آلاینده ها بیشتر می گردد و در این بین بیوفیلتراسیون گازهای آلاینده خروجی یکی از روشهای حذف این گونه آلاینده ها می باشد. محققین زیادی به نتایج خروجی یکی از روشهای حذف این گونه آلاینده ها می باشد. محققین زیادی به نتایج موفقیت آمیز استفاده از بیوفیلترها اشاره کرده اند. از جمله: ارنست واینتر )1987(، ون در هوک (1989) استوژیک (1991) و سویتین (1991)
بیشتر متخصصین استفاده از این تکنولوژی را به خاطر سهولت به کارگیری آن، قدرت اجرا و عمل زیاد، قیمت ارزان و کارایی حذف بالا (بیش از 90 درصد) در کارخانجات توجه می کنند. البته با وجود گسترش روزافزون این روش نیاز به انجام تحقیقات گسترده در خصوص اصول مهندسی و طراحی بیوفیلترها کماکان احساس می شود. [6]
3-2-مروری بر روند تکامل بیوفیلتراسیون
می توان به جرأت گفت که نقش طبیعت و مواد طبیعی با دخالت میکروارگانیسمهای موجود در آن در پاکسازی اکوسیستم و محیط زیست به بدو حیات برمی گردد و قدمتی طولانی دارد میکروبها و گیاهان دائماً در تصفیه هوا نقش دارند. علاوه بر آن می‌توان به خودپالایی آبها و رودخانه ها اشاره داشت که در آنها باکتری ها و قارچ ها با مصرف مواد غذایی آلی آب های آلوده، به نوبه خود نقش مهمی در پاکسازی دارند.
اولین پیشنهاد برای استفاده از روشهای بیولوژیکی در سال 1993 میلادی توسط باخ ارائه شد. طرح باخ استفاده از فیلترهای با میکروارگانیسم های فعال (بیوفیلتر) برای حذف سولفید هیدروژن از هوا بود اما عملاً در اواسط دهه 1950 میلادی بود که از بیوفیلترها برای تصفیه هوای آلوده با غلظت های کم استفاده شد. [21,11]
استفاده از پوشش ها یا فیلترهای متشکل از خاک به منظور کاهش گازهای آلاینده نیز تاریخی طولانی دارد و این گونه فیلترها امروزه به وفور در سیستمهای دفن بهداشتی و مخازن فاضلاب به کار می روند. اولین فیلتر خاکی مورد استفاده به عنوان بیوفیلتر توسط پومروی در سال 1957 در آمریکا به ثبت رشید و بعد از آن در سال 1959 یک بستر خاکی در یک کارخانه تصفیه فاضلاب در نورنبرگ آلمان جهت کنترل بوی فاضلاب نصب گردید و از آن پس با تفاوتهایی روی طراحی پایه این تکنیک در سراسر دنیا با کاربرد روی گازهای ترکیبات آلی و معدنی فرار قلمداد گردید. از کشورهای صاحب نظر در بکارگیری این روش می توان به آمریکا، هلند، سوئیس و سایر کشورهای اروپایی اشاره کرد [21,13].
در سال 1983 اتنگراف توانایی بیوفیلترها را برای حذف مواد آلی آلاینده از هوا نشان داد. وی همچنین برای اولین بار مدلی ریاضی برای فرایند بیوفیلتراسیون ارائه داد [27] پس از آن پژوهشهای گسترده‌ای برای استفاده از بیوفیلتراسیون برای حذف مواد آلاینده مختلف انجام گرفته است.
3-3-مواد شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون
موا شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون عمدتاً شامل ترکیبات آلی فرار (COC3) ترکیبات احیا شده نیتروژن و گوگرد هستند. موادی که توسط بیوفیلتر حذف می شوند باید به درون بیوفیلم روی ذرات بستر انتقال پیدا کنند. ضریب توزیع ماده شیمیایی بین فاز گاز و مایع و مایع و مایع بر میزان این انتقال تأثیر می گذارد.
از نظر تئوری غلظت مواد شیمیایی با فراریت بالا در بیوفیلم نسبتاً کم بوده و در نتیجه شدت تخریب آن نیز پایین است. شواهدی در دست است که نشان می دهد موادی با فراریت بالا نظیر پنتان و هگزان را نیز می توان به طور مؤثر با فرایند بیوفیلتراسیون حذف کرد.
3-3-مواد شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون
مواد شیمیایی قابل حذف توسط بیوفیلتراسیون عمدتاً شامل ترکیبات آلی فرار (VOC3) ترکیبات احیا شده نیتروژن و گوگرد هستند. موادی که توسط بیوفیلتر حذف می شدند باید به درون بیوفیلم روی ذرات بستر انتقال پیدا کنند. ضریب توزیع ماده شیمیایی بین فاز گاز و مایع و یا مایع و مایع بر میزان این انتقال تأثیر می گذارد.
از نظر تئوری، غلظت مواد شیمیایی با فراریت بالا در بیوفیلم نسبتاً کم بوده و در نتیجه شدت تخریب آن نیز پایین است. شواهدی در دست است که نشان می دهد موادی با فراریت بالا نظیر پنتان و هگزان را نیز می توان به طور مؤثر با فرایند بیوفیلتراسیون حذف کرد.
ترکیبات مورد نظر برای حذف توسط بیوفیلتر باید به اسانی در محیط زیست تخریب پذیر بوده و برای میکروارگانیسم غیر سمی باشد. بنابراین ترکیباتی نظیر اترها، آلدئیدها، کتونها، آروماتیک های تک حلقه ای و سولفیدها در غلظت های مناسب قابل حذف هستند. غلظت بالای برخی از مواد اثرکنندگی بر متابولیسم میکروارگانیسم ها دارد. اتافل مثالی از یک ماده شیمیایی است که حلالیت آن در آب بالا بوده و به اسانی تخریب پذیر و توسط بیوفیلتر حذف می گردد. ترکیبات مقاومی نظیر ترکیبات آلی کلردار نیز قابل حذف هستند اما سرعت حذف آنها پایین بوده به عنوان مثالی از حذف مواد مقاوم توسط بیوفیلتر می توان به حذف دی کلرومتان از هوای آلوده با بازده %98 در حضور تولوئن اشاره کرد. امکان حذف مخلوطی از مواد آلاینده نیز وجود دارد اما وجود یک آلاینده ممکن است بر میزان حذف ماده دیگر تأثیر داشته باشد. اثر کندکنندگی اتیل استات بر میزان حذف استایرن در یک بیوفیلتر توسط مک گراث گزارش شده است. [16]. معمولاً وجود ترکیباتی که قابلیت تجزیه بیولوژیکی بالایی دارند بر میزان حذف ترکیبات با قابلیت تجزیه بیولوژیکی توسط اثر منفی دارند. اثرات کندکنندگی ترکیبات 1-پروپانول، استون و متیل ایزوبوتیل کتون بر میزان حذف متیل اتیل کتون نیز توسط دشوس گزارش شده است [28] در صورتیکه وجود ترکیبات مختلف در هوای ورودی به بیوفیلتر اثر منفی بر ظرفیت حذف یکدیگر داشته باشند می توان از بیوفیلترهای سریع برای رفع مشکل استفاده کرد.
فهرستی از مواد قابل حذف در بیوفیلتر در جدول 3-1 آمده است [20,7].

جدول 3-1: قابلیت حذف در بیوفیلتر (تجزیه بیولوژیکی در سیستمهای بیولوژی هوا)
آلاینده قابلیت تجزیه بیولوژیکی آلاینده قابلیت تجزیه بیولوژیکی
هیدوکربنهای آلیفاتیک: ترکیبات آلی گوگرددار:
متان 1 کربن دی متیل سولفید 2
پروپان ؟ دی متیل سولفید 2
بوتان ؟ دی اتیل دی سولفید 2
پنتان 1 متیل مرکاپتان 1
ایزوپنتان 1 تیوسیانات 1
هگزان 2 ترکیبات آلی اکسیژن‌دار:
سیکلو هگزان 1 متانول 3
استیلن 1 اتانول 3
هیدروکربنهای آروماتیک: بوتانول 3
بنزن 2 2-بوتانول 3
فنل 3 1-پروپانول 3
اتولوئن 3 2-پروپانول 3
استایرن 2 فرمالدئید 3
اتیل بنزن 2 بوتریک اسید 3
هیدروکربنهای کلردار: 3 وینیل استات 2
کربن تتراکلرید 1 اتیل استات 3
کلروفرلم 1 بوتیل استات 3
دی کلرومتان 3 ایزوبوتیل استات 3
برمودی کلرومتان ؟ دی اتیل اتر 1
1 و 1 و 1 تری کلرو اتان ؟ دی اگزان 1
1 و 1 دی کلرو اتان ؟ متیل ترت – بوتیل اتر 1
تتراکلرواتن 1 تتراهیدروفوران 3

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   71 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

آشنایی با سیستم شناورسازی هوای محلول

اختصاصی از نیک فایل آشنایی با سیستم شناورسازی هوای محلول دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پاورپوینت آماده با عنوان : آشنایی با سیستم هوای محلول 

تعداد صفحات :24 

 فرمت فایل : پاورپوینت 

شامل :

- تعریف شناورسازی 

- مزیت اصلی شناورسازی 

- انواع مختلف شناور سازی (هوادهی در فشار اتمسفر- شناورسازی در خلا - شناورسازی با هوای محلول )

- روش های شناورسازی با هوای محلول 

- اساس کار سیستم ADF

- هذف از کاربرد سیستم ADF

- اجزای تشکیل دهنده ADF

- مزایای استفاده از ADF 

-معایب  سیستم ADF

- بررسی برخی از پارامترها بعد از استفاده از ADF

- اثر ماده منعقد کننده در حذف شاخص ها  در ADF

- اثر فشار در حذف شاخص ها در ADF

داده های خام کیفیت هوای شهر تهران همراه با لایه موقعیت ایستگاهها

اختصاصی از نیک فایل داده های خام کیفیت هوای شهر تهران همراه با لایه موقعیت ایستگاهها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .