استفاده از نانوپراكسيد كلسيم در سد بيولوژيكي براي حذف آلودگي نفتي آب زيرزميني

سابقه و هدف : آلودگي نفتي آب زيرزميني به دلايل مختلفي در طي فرايندهاي پالايش، انتقال، ذخيره سازي و پخش فرآورده هاي نفتي اتفاق مي افتد. اكثر تركيبات نفتي معمولا در آب نامحلول هستند با اين وجود برخي از اين تركيبات مانند بنزن، تولوين، اتيل بنزن و زايلن (BTEX) محلول در آب هستند و به دليل خاصيت سرطانزايي كه دارند، جزو آلاينده هاي بسيار خطرناك آب زيرزميني طبقه بندي مي شوند. استفاده از سد بيولوژيكي نفوذپذير براي حذف آلودگي نفتي محلول در آب زيرزميني در حال گسترش است. با توجه به كمبود اكسيژن محلول در آب زيرزميني تامين اكسيژن براي افزايش راندمان زيست پالايي از چالش هاي مهم در اين زمينه است. اين تحقيق با هدف استفاده از نانوذرات پراكسيد كلسيم براي افزايش ميزان اكسيژن محلول در سد بيولوژيكي و افزايش راندمان زيست پالايي انجام شده است. مواد و روش ها سويه باكتريايي Pseudomonas sp. BTEX-۳۰ كه از محدوده پالايشگاه تهران جداسازي شده بود براي ايجاد سد بيولوژيكي مورد استفاده قرار گرفت. شرايط بهينه عملكردي و كنتيك واكنش سويه باكتريايي مورد بررسي قرار گرفت. نانو ذرات پراكسيد كلسيم براي افزايش راندمان زيست پالايي و افزايش اكسيژن محلول آب زيرزميني سنتز و مورد استفاده قرار گرفت. سد بيولوژيكي با استفاده از يك ستون شيشه اي و ماسه استاندارد اوتاوا به عنوان محيط متخلخل شبيه سازي شده است. دبي ورودي به ستون 5/. ميلي ليتر بر ثانيه با غلظت هاي متفاوت تولوين به مدت 16 روز با استفاده از پمپ پري استالتيك تنظيم شد. از ورودي و خروجي ستون نمونه هاي آب براي تعيين غلظت ورودي تولوين به ستون و غلظت خروجي از سد بيولوژيكي نمونه برداري شده و با استفاده از دستگاه GC مورد آناليز قرار گرفت. فرايندهاي انتقال آلودگي و زيست پالايي حاكم بر سد بيولوژيكي با استفاده از مدل رياضي شبيه سازي شد. نتايج و بحث نتايج آزمون هاي PBB در ستون اشباع از آب زيرزميني نشان مي دهد كه غلظت تولوين در روز اول اختلاف زيادي با غلظت ورودي ندارد. ولي از روز دوم اختلاف قابل توجهي مابين غلظت تولوين ورودي به سد بيولوژيكي و خروجي از آن مشاهده مي شود. سد بيولوژيكي پس از نه روز از شروع آزمايش ها، در مقابل تنش هاي افزايش و كاهش غلظت ورودي پاسخ مناسبي از خود نشان داد.. نتايج نشان داد PBB بهترين عملكرد را در ازاي غلظت تولوين ورودي معادل حدود ۳۰ppm دارد. مقادير غلظت تولوين محاسبه شده توسط مدل عددي در خروجي PBB در اكثر دوره هاي تنش انطباق مناسبي با مقادير اندازه گيري شده نشان داد. نتيجه گيري با استفاده از نانوذرات پراكسيد كلسيم به عنوان مواد آزاد كننده اكسيژن، سد بيولوژيكي از قابليت بالايي براي حذف تولوين برخوردار بوده و سد بيولوژيكي عملكرد بسيار خوبي از خود نشان داد.