مدل سازي حذف سولفيد هيدروژن از آب ترش در راكتور ناپيوسته

حذف سولفيدهيدروژن از آب ترش قبل از استفاده يا رها سازي آن در محيط زيست ضروري است. با توجه به هزينه بالا روشهاي متداول براي حذف آن، روش هاي زيستي به عنوان يك جايگزين مناسب براي حذف سولفيد هيدروژن از آب ترش مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. حذف زيستي سولفيدهيدروژن از آب ترش در راكتور ناپيوسته و با استفاده از گونه تيوباسيلوس به عنوان گونه غالب در جامعه ميكروبي، مورد بررسي قرار گرفت. مدلي مفهومي به منظور توصيف فرايند تجزيه زيستي سولفيد توسعه داده شد. مدل، انتقال بين فازي اكسيژن و سولفيدهيدروژن، اكسايش زيستي سولفيد به گوگرد عنصري و سولفات و همچنين اكسايش شيميايي سولفيد به تيوسولفات را در فاز مايع در نظر مي گيرد. معادلات مورد استفاده در مدل با استفاده از مفاهيم بقاي جرم و واكنش هاي زيستي استخراج شد. چندين آزمايش براي به دست آوردن مقادير تجربي تغييرات غلظت پيش ماده (سوبسترا) و محصولات، نسبت به زمان انجام و كاليبره كردن مدل با استفاده از اين داده هاي تجربي صورت گرفت. براي كاليبره كردن مدل از كمينه كردن اختلاف داده هاي تجربي و پيش بيني هاي مدل به وسيله روش بهينه سازي، ازدحام ذرات و حل هم زمان معادلات ديفرانسيل حاكم بر سامانه استفاده شد. آزمايش اضافه براي اعتبارسنجي مدل (استفاده نشده در كاليبره كردن مدل) انجام و نتايج آن با پيش بيني هاي مدل، مقايسه شد كه نشان دهنده دقت بالاي مدل ارائه شده بود. يكي از نوآوري هاي مدل در نظر گرفتن مسيرهاي متفاوت براي اكسايش سولفيدهيدروژن است كه در حقيقت مفهوم انتخاب پذيري محصول را در خود گنجانده است. يكي از مهم ترين مولفه ها در تعيين ميزان فعاليت باكتري ها، نرخ ويژه مصرف اكسيژن است. مقدار تخمين زده شده براي اين مولفه در تمامي آزمايش هاي اكسايش سولفيدهيدروژن، تقريباً ثابت و برابر با 16 (ميلي گرم اكسيژن بر گرم زيست توده بر دقيقه) بود كه نشان دهنده مستقل بودن اين مولفه از غلظت ماده اوليه و باكتري است. نتايج به دست آمده نشان داد كه باكتري ها بيشتر تمايل به اكسايش ناقص سولفيدهيدروژن به گوگرد را دارند؛ اگرچه ميزان تمايل براي انتخاب مسير اكسايش به ميزان در دسترس بودن پيش ماده و اكسيژن محلول بستگي دارد. علاوه براين مشخص شد كه باكتري ها قادر به اكسايش كل پيش ماده به گوگرد حتي در غلظت هاي بالاي پيش ماده نيستند و در هر شرايط، بخشي از پيش ماده به سولفات تبديل خواهد شد.