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

روش بیوالکتروسینتیک جهت کاهش محدودیت های هر یک از فرایند های بیولوژیکی و الکتروسینتیک تنها در تصفیه آلایندههای آلی از خاکهای ریزدانه، کاربرد دارد. در این روش تلفیقی، فرایند بیولوژیکی در تجزیه آلاینده ها و فرایند الکتروسینتیک در تسریع و جهت دهی انتقال آلاینده ها و میکروارگانیسم ها نقش دارند. هدف از انجام این تحقیق، تعیین معادلات و شرایط حاکم بر فرایند بیوالکتروسینتیک در تصفیه خاک رسی آلوده به نفت خام می باشد. به منظور توسعه و صحت سنجی مدل، ابتدا به راه اندازی سیستم تلفیقی بیوالکتروسینتیک در مقیاس آزمایشگاهی پرداخته شد. آزمایش های بیوالکتروسینتیک در راکتورهای استوانه ای از جنس پلکسی گلاس به طول ۵۵ و قطر ۵ سانتی متر 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 داده های آزمایشگاهی و به منظور تطابق بیشتر بین این دو، از ضریب اصلاحی مربوط به فاکتور انتقال میکروارگانیسم ها 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 پیش بینی نماید.

کلیدواژه ها:

Crude oil ، Clayey soil ، Bioelectrokinetic method ، Modeling ، Numerical solution ، نفت خام ، خاک رسی ، روش بیوالکتروسینتیک ، مدلسازی ، حل عددی