اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتحديد الثوابت الحركية و التشغيلية بالنمذجة لمفاعل حيوي مستخدم في معالجة مياه صرف معاصر الزيتون
Modeling determination of kinetic and operational coefficients for a bioreactor used in olive mill wastewater treatment
1066
0 6
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة البعث ورقة بحثية
تاريخ النشر
2016
مجال البحث
الهندسة الكيميائية والبترولية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
بما أن التفاعل الحاصل في المفاعلات الحيوية المستخدمة في محطات معالجة المياه الملوثة ينضوي ضمن التفاعلات الإنزيمية الوسيطية فإنه يمكن استنباط الثوابت الحركية من نموذج Michaelis-Menten الرياضي. تم في هذا الدراسة إعداد برنامج حاسوبي مؤلف من جزأين بمساعدة برنامج إكسل.
Since the reaction in the WWPs bioreactors is included in enzymatic catalytic reactions type, then the kinetic coefficients can be determined due to Michaelis-Menten model. A tow-parts computational program was built by means of MS Excell.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة استخدام نموذج Michaelis-Menten لتحديد الثوابت الحركية والتشغيلية لمفاعل حيوي يستخدم في معالجة مياه صرف معاصر الزيتون. تم تطوير برنامج حاسوبي باستخدام برنامج إكسل يتكون من جزأين: الأول لحساب سرعة التفاعل العظمى وثابت الإشباع، والثاني لحساب حجم المفاعل ونسبة إزالة الملوثات وزمن البقاء. تم استخدام نتائج دراسة تجريبية سابقة لتحديد القيم الحركية مثل سرعة التفاعل العظمى (0.5 kgroc/m³.d) وثابت الإشباع (6 kgroc/m³). يعرض البرنامج النتائج على شكل منحنيات بيانية تربط بين حجم المفاعل ونسبة الإزالة وزمن البقاء كتوابع لتركيز الملوثات في التيار الداخل. يهدف البحث إلى تحسين كفاءة تصميم المفاعلات الحيوية وتقليل حجمها وتكاليف المعالجة من خلال استخدام النمذجة الرياضية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر الدراسة خطوة مهمة في مجال معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام المفاعلات الحيوية. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة. أولاً، الاعتماد على نموذج Michaelis-Menten قد يكون محدوداً في حالات معينة حيث تكون التفاعلات أكثر تعقيداً. ثانياً، الدراسة تعتمد بشكل كبير على نتائج تجريبية سابقة، مما قد يحد من تطبيق النتائج على نطاق أوسع أو في ظروف تشغيل مختلفة. ثالثاً، البرنامج الحاسوبي المستخدم يعتمد على برنامج إكسل، والذي قد يكون غير كافٍ للتعامل مع بيانات معقدة أو كبيرة الحجم. يمكن تحسين الدراسة من خلال استخدام برامج أكثر تخصصاً في النمذجة الرياضية والتحليل الحركي.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من الدراسة؟
الهدف الرئيسي هو تحديد الثوابت الحركية والتشغيلية لمفاعل حيوي يستخدم في معالجة مياه صرف معاصر الزيتون باستخدام نموذج Michaelis-Menten.
-
ما هي القيم الحركية التي تم تحديدها في الدراسة؟
تم تحديد سرعة التفاعل العظمى بقيمة 0.5 kgroc/m³.d وثابت الإشباع بقيمة 6 kgroc/m³.
-
ما هي الأدوات المستخدمة في تطوير البرنامج الحاسوبي؟
تم استخدام برنامج إكسل لتطوير البرنامج الحاسوبي الذي يتكون من جزأين: الأول لحساب الثوابت الحركية والثاني لحساب حجم المفاعل ونسبة الإزالة وزمن البقاء.
-
ما هي الانتقادات المحتملة للدراسة؟
من الانتقادات المحتملة الاعتماد على نموذج Michaelis-Menten الذي قد يكون محدوداً في حالات معينة، والاعتماد على نتائج تجريبية سابقة، واستخدام برنامج إكسل الذي قد يكون غير كافٍ للتعامل مع بيانات معقدة أو كبيرة الحجم.
المراجع المستخدمة
Henze, M., Harremoes, P., Jansen, J.L.C., Arvin, E. Wastewater Treatment Springer Verlag, Berlin 1995, p. 120-121
Richardson, J.F., Harker, J.H., Backhurst, J.R. Chemical engineering, ParticleTechnology and Separation processes 5th Edition, Vol 2, Butterworth-Heinemann, MA, USA, 2002
Viessman, W., Hammer, M.J. Water supply and pollution control 7th Edition, Pearson Education Inc., NJ, USA, 2005
قيم البحث
اقرأ أيضاً
تعتبر المعالجة الأولية من أهم العمليات المرحلية في محطات معالجة صرف معاصر
الزيتون. تظهر الدراسة الاحصائية بأن كلفة المواد الكيميائية المستخدمة في المعالجة
الأولية لا تتجاوز تقريباً 0.02 €/m³OMWW كما هو الحال عند استخدام أنواع محددة من المخثرات الكيميائية
اللاعضوية كالكلس على سبيل المثال.
تحتوي مياه الصرف الناتجة عن الصناعات الغذائية مثل صناعة استخراج زيت الزيتون على تراكيـز
عالية من المركبات الفينولية المقاومة للمعالجة الحيوية و لذلك اقترح استخدام تقانات الأكـسدة المتقدمـة
لحل هذه المشكلة.
أجريت تجارب التحطيم الضوئي الحفزي على الح
موض الفينولية:
(p-Hydroxybenzoic acid, Dihydroxybenzoic acid, gallic acid, vanillic acid, syringic acid)
و ذلك بوجود TiO2 المنضد على صفيحة زجاجية. درست الخواص الامتزازية و الحركية الكيميائيـة
للتفاعل و وجد أنه من المرتبة الأولى الكاذبة من أجل جميع المركبات، كما قورن بين قابليـة المركبـات
للتحطيم و بين بناها الكيميائية و وجد أن المركبات تخضع للترتيب ≈ SA ≈ HBA-p < GA < HBA-Di
VA من حيث سرعة تفاعلها.
درس تأثير كل من pH الوسط و تغير التركيز الابتدائي في سرعة تحطيم مركب HBA-p و وجـد أن
سرعة التفاعل تعتمد على pH الوسط و على التركيز الابتدائي للمركب المدروس. كما أن إضـافة المـاء
الأكسجيني أو الأكسجين الجزيئي يزيد من نسبة التحطيم.
تعد مياه صرف معامل تدوير الورق من المياه الملوثة للبيئة و المستعصية على المعالجة البيولوجية بسبب قيمة COD المرتفعة لها و قيمة BOD_5 المنخفضة. و قد تم في هذه الورقة دراسة معالجة هذه المياه بوساطة أكسدة فنتون Fe^(2+)∕H_2 O_2 حيث درست العوامل الرئيسية ا
لمؤثرة على هذه الأكسدة مثل جرعة H_2 O_2 وجرعة Fe^(2+) و استراتيجية تجريع H_2 O_2 و ذلك في قيمة لـ pH تقارب 3. و قد أثبتت طريقة فنتون فعاليتها في الحصول على كفاءة إزاله لـCOD وصلت إلى %78.5 عند جرعة إجماليه للبيروكسيد مقدارها 2.2g/l و باستراتيجية للتجريع متقطعة إلى أربع دفعات بفواصل زمنية 15min . كما ثبت تجريبياً أن التجريع المتقطع إلى أربع دفعات أفضل من التجريع ذي الدفعة الواحدة في نقطتين الأولى هي كفاءة إزالة COD و الثانية هي نسبة BOD_5/COD إذ وصلنا في التجريع المتقطع إلى نسبة تقارب 0.32 مما يجعل المياه الخارجة من عملية الأكسدة بالتجريع المتقطع مؤهلة للمعالجة البيولوجية.
و في بحثنا هذا دُرِست إمكانية إمتزاز الملوثات العضوية على المبادلات الشاردية السالبة و أعطت نتائج ممتازة, حيث وصلت نسبة الإزالة للملوثات العضوية من المياه المدروسة إلى حدود ( % 96.62 ) لدى
استخدام 10 gr من المبادل الشاردي السالب لكل 150 gr من المياه
الملوثة أي بحدود ( مياه \ صلب ) = 6.66% و ذلك بعد مضي 24-8 ساعة و هو زمن الاستجابة الحقيقي للعملية.
هدفَ هذا البحث إلى استخدام تقانة الاستخلاص سائل – سائل لفصل المركبات الفينوليـة المرافقـة
للمياه الناتجة مباشرة من فرازة عصر ثمرة الزيتون بطريقة الطرد المركزي ثلاثي الطور (OMWW).
اِستُخدمت أربعة أنواع مختلفة من المحلاّت العضوية و هي خلات الإيتيل (E
tOAc) و ميتيل إيزو بوتيـل
كيتون (MIBK) و الأوكتانول-1) C8H18O (وN -أوكتانويل بيروليدين (OPOD) و الأخيـر اِصـطُنع مخبرياً. درس تأثير تغير pH الوسط و عدد مرات الاستخلاص في الكمية الكلية للفينولات المستَخلصة من OMWW و ذلك باستخدام طريقة فولين- سيوكالتيو. حددت كمية كل من حمض الكافئيك CA و حمض الفيروليك FA الموجودة في المستَخلصات باستخدام تقانة الـ HPLC .درِسـت فعاليـة الاسـتخلاص بالمحلات الأربعة على تخفيض الملوثات العضوية الناتجة عن مياه عصير الزيتون بطريقة تحديـد الــ COD ،درست فعالية المستخلصات كمضادات أكسدة عن طريق تعيين قدرتها الإرجاعية و قدرتها علـى كبح الجذور الحرة، كما استخدمت طريقة الأكسجين الفعال للمقارنة بين فعاليـة مستخلـصي MIBK و OPOD كمضادات أكسدة و مقارنتهما بحمضي الكافئيك و الفيروليك العياريين و مضاد الأكـسدة الطبيعـي إكليل الجبل (Rosemary) المسوق تجارياً.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
