بررسی مقایسه ای نقش کربن فعال دست نخورده و تثبیت شده با باکتری سودوموناس پوتیدا PTCC در حذف تولوئن از جریان هوا در یک سیستم بیوفیلتراسیون

تولوین از رایجترین نوع ترکیبات آلی فرار است که سمی بوده و سبب آسیب کبد و کلیه می شود. این ترکیب در بسیاری از صنایع شیمیایی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. از این رو حذف تولوین از جریان هوای خروجی صنایع دارای اهمیت است. بنابراین هدف از انجام این مطالعه، بررسی مقایسه ای نقش کربن فعال دست نخورده و تثبیت شده با باکتری سودوموناس پوتیدا و همچنین بررسی عملکرد سیستم بیوفیلتراسیون باکتری سودوموناس پوتیدا تثبیت شده بر کربن فعال به منظور جذب و تجزیه تولوین از جریان هوا در یک سیستم بیوفیلتراسیون و احیا کربن فعال است.

ابتدا به منظور رشد باکتری، پیش کشت به مدت 24 ساعت بر روی انکوباتور شیکردار با سرعت 150rpm در دمای 30 درجه سانتی گراد قرار گرفت و سپس باکتری ها بر روی کربن فعال قرار داده شدند و عمل تثبیت صورت گرفت. در ادامه 2 ستون با کربن فعال دست نخورده و کربن فعال تثبیت شده با باکتری پر شد. کارایی هر کدام از سیستم ها با حجم بستر، گذر حجمی گاز و تراکم های مختلف از آلاینده در دو سیکل مورد بررسی قرار گرفت. سیکل اول به منظور بررسی میزان کارایی دو سیستم در حذف تولوین و سیکل دوم به منظور بررسی احیای کربن فعال بعد از خاموشی سیستم صورت گرفت. به منظور بدست آوردن مقدار جذب تولوین در سیستم بیوفیلتراسیون، تراکم های مختلفی از تولوین ساخته و به سیستم وارد شد. با نمونه برداری از ورودی و خروجی ستون ها و تزریق نمونه ها به دستگاه گاز کروماتوگرافی مقدار کارایی حذف تولوین در شرایط مختلف مطالعه بدست آمد.   

نتایج تست های آماری نشان داد که افزایش حجم بستر و کاهش گذر حجمی گاز کارایی حذف تولوین را به طور چشمگیری افزایش می دهد. نتایج عملکرد بیوفیلتر نشان داد که حداکثر کارایی کربن فعال دست نخورده و تثبیت شده در سیکل اول به ترتیب معادل %95 و %89 در مدت زمان 14 ساعت بود. کربن فعال تثبیت شده در سیکل دوم توانایی جذب تولوین را با کارایی %81 داشته در حالی که کربن فعال دست نخورده به مراتب کارایی خیلی کمتری از خود نشان داد و این مقدار تقریبا %28 بود. همچنین با توجه به معنی داری در اختلاف میانگین کارایی ها می توان بهترین عملکرد سیستم را در جریان هوای 1 لیتر بر دقیقه، تراکم ورودی 45 پی پی ام و حجم بستر 260 میلی لیتر مشاهده نمود.

کارایی حذف تولوین در کربن فعال دست نخورده در سیکل اول بالاتر از کربن فعال تثبیت شده بود اما در سیکل دوم کارایی حذف کربن فعال تثبیت شده به مراتب بالاتر از کربن فعال دست نخورده بود. که می توان نتیجه گرفت، کربن فعال تثبیت شده توسط باکتری های موجود احیا شده و این عمل طول عمر و ظرفیت کربن فعال را افزایش می دهد.