پایانامه تصفیه محیط های آلوده به هیدروکربن ها

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:112

فهرست

چکیده

واژه های کلیدی

فصل اول :

بیو راکتورها

  1- 1- بیوراکتور ها

     1-2-  انواع بیوراکتورها

     1-3-   بیوراکتورهای سینی دار

 1-4-  بیوراکتورهای استوانه ای افقی[1]

1-7-   بیوراکتورهای همراه با اختلاط پیوسته و هوادهی تحت فشار

1-7-1-  بیوراکتورهای همزده شده به طور پیوسته

1-7-2-  بیوراکتورهای استوانه ای راکینگ

1-7-3-  بیوراکتورهای بستر سیال گاز- جامد

 1-8- نتیجه گیری

روشهای فیزیکی و شیمیایی جداسازی آبهای آلوده

2- روشهای فیزیکی و شیمیایی سالم سازی آبهای آلوده

روشهای فیزیکی- شستشوی آبروش سادهدفع توسط هوادفن کردناستخراج توسط سیالات فوق بحرانیروشهای حرارتیاحتراق کاتالیزوریدفع حرارتیاکسیداسیون شیمیاییاستفاده از تشعشعجامد سازی پوزولانیپایداری ترموپلاستیک

٢-5- روشهای احیاء و اصلاح زیستی آب

2-5-1-  تعریف احیاء و اصلاح زیستی آب

2-5-2- تاریخچه

2-5-3-  عوامل ایجاد کننده مقاومت

١- ساختمان مولکولی

٢- شرایط محیطی

2-5-6- دهنده الکترون و گیرنده الکترون

2-5-7-  غلظت کمینه سوبسترا

2-5-9- در دسترس بودن ١ آلاینده ها برای تجزیه زیستی

2-5-9-1- جذب سطحی

2-5-9-2- ایجاد یک فاز غیر آبی ( NAPL)

2-7-  آفت کشها

2-8- هیدرو کربنها

2-9-  هیدروکربنهای آروماتیکی چند حلقه ای ( PAH)

2-9-1-  تجزیه میکروبی PAH

2-9-2- متابولیزم BaP

 2-9-3-  مطالب اساسی در مورد تجزیه بیولوژیکی PAH ها

2-9-5- هیدروکربنهای آروماتیکی کلردار

2-9-6-  PCB ها

2-9-7- پنتا کلروفنل (PCP )

2-9-8-  دیوکسین

2-9-9- مواد منفجره

2-10- TNT (تری نیترو تولوئن) 

2-10-1- روشهای مهندسی در احیاء و اصلاح زیستی آب

2-10-2- روش در محل

2-10-3-  بایو ونتینگ

2-10-4- سیستمهای گردش آب

2-10-5- ایراسپارجینگ

2-10-7- روش خارج از محل

فصل سوم :

درمان بیولوژیکی آبهای آلوده

3-2- انتراسن:

3-3- روش های فیزیکی :

 3-4- (دفع توسط هوا)

3-5- معایب این روش هزینه ی زیادی استفاده می شود.

3-6- عوامل موثر در تصفیه بیولوژیکی

3-7- برآورد تصفیه پذیری :

3-8- مواد  و دستگاههای مورد نیاز و تجهیزات لازم :

3-9- روش کلی مراحل کار

3-10- مشخصات آب

3-12- مرحله دوم آماده سازی محیط مغزی – معدنی – و آلی

3-14- مرحله چهارم – تهیه محیط پیش کشت (preculture)

3-15- تهیه پیش کشت برای باکتری

فصل چهارم :

مدل غیر ساختاری تبدیل زیستی فنانترن توسط قارچهای رشته ای

4-1- مقدمه

4-2- تبدیل زیستی فنانترن در آزمایشات بیوراکتورزیستی

4-5-2- فرمولاسیون مدل ریاضی و راه حل آن

مراجع

[1]Horizontal drum bioreactors

چکیده

          از نقطه نظر مهندسی محیط زیست تصفیه محیطهای آلوده به هیدروکربنهای دارای اهمیت ویژه ای است در میان اقسام مختلف محیط زیست آب اهمیت بسزایی دارد و در میان هیدروکربنها ترکیبات آروماتیک خطرناکتر می باشد . لذا در این تحقیق فنانتری که یکی از آلاینده های حلقوی رایج در مطالعات آزمایشگاهی می باشد انتخاب شد و از میان روشهای حذف آلاینده های حلقوی روش های بیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت به این ترتیب که یک مدل غیر ساختاری برای مطالعه روی تبدیل زیستی  فنانترن توسط قارچهای رشته ای کانینگاملا الگانز در یک بیو راکتور نا پیوسته همزن دار مورد ارزیابی شد معادلات حاکم بر مدل از مراجع پیشین که بر اساس معادلات مونود و شبه مونود بود استفاده شد تا ارتباط تبدیل زیستی  فنانترن با میزان رشد بیومس و سایر پارامترها سیستم مانند غلظت اولیه سوبسترا میزان هوا دهی زمان ماند و ...  تحلیل شود که مدل انتخاب شده در غلظتهای بالای فنانترن ممانعت (Inhibitation ) در مقابل رشد توده سلولی می شود .

در گام بعدی با استفاده از ابزار مدلسازی ( نرم افزار مطلب ) و با استفاده از روشهای حل عددی دستگاه معدلات دیفرانسیل غیر خطی فرمولاسیون ریاضی مورد آنالیز واقع شده و نتایج حاصل از مدلسازی با کارهای تجربی محققین قبل مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت ، که روشهای رانج کاتا با درجات بالاتر انطباق بهتری با داده های تجربی داشت .

واژه های کلیدی : بیوراکتور- هیدروکربن های آروماتیک – فنانترن

استفاده از سیستم میکروسیالی جهت انجام تحقیقات بیوشیمییایی- پزشکی ، تجزیه و تحلیل DNA

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:125

چکیده

استفاده از سیستم میکروسیالی جهت انجام تحقیقات بیوشیمییایی- پزشکی ، تجزیه و تحلیل DNA ، جداسازی و استخراج سلولی، دارای مزایای قابل ملاحظه ای می باشد.

به دلیل اینکه حوزه و میدان میکروسیالی یک حوزه نسبتاً جدید وکم تجربه می باشد، بنابراین شبیه سازی های عددی سیستم های میکروسیالی می تواند هم از نظر ارائه یک ابزار تحقیقاتی و هم به عنوان یک طرح کارآمد و ابزار بهینه سازی، بسیار مفید و ارزشمند باشد.

 لذا هدف از این تحقیق، شبیه سازی میکرو کانالها با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی  به منظور جداسازی آلبومین ( پروتئین موجود در خون انسان ) می باشد. برای جداسازی، از میکروکانال H شکل که به نوبه خود جدید می باشد استفاده شد. در میکروکانال ، جداسازی می تواند با استفاده از روش استخراج مبتنی بر نفوذ انجام شود. به دلیل اینکه حجم سیال موجود در میکرو کانال کم می باشد معمولاً عدد رینولدز کمتر از یک می باشد و هیچگونه فرآیند اختلاط کنوکسیونی یا جابجایی سیالات رخ نمی دهد. تنها موردی که در آن مواد حل شده در جهتی معکوس با جهت جریان اصلی حرکت می یابند، پدیده نفوذ می باشد.  

در شبیه سازی بعمل آمده برای جداسازی آلبومین، از دو نوع سیال نیوتنی وغیر نیوتنی تراکم ناپذیر بکار گرفته شده است. همچنین نحوه اختلاط، در این دو نوع سیال برای ضرایب نفوذ متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و چنین نشان داده شد که پدیده نفوذ در سیالات غیرنیوتنی بهتر انجام می گیرد و غلظت در کانال سریعتر به تعادل    می رسد. و از مدلهای ویسکوزیته استفاده شده در شبیه سازی سیالات غیرنیوتنی ، نتایج مدل ویسکوزیته کوآرا بهتر و قابل قبول می باشد.  

کلمات کلیدی:

میکرو سیال - میکرو کانال - غیر خطی – دینامیک سیالات محاسباتی – جریان خون – غیر نیوتنی

فهرست مطالب

فهرست منابع

چکیده

مقدمه

فصل اول سیستم میکرو سیالی

1-1 اصول بنیادی سیستم های میکروسیالی

      1-1-1 جریان ناشی از فشار

      1-1-2 جریان الکترونیکی

1-2 نمونه شبیه سازی شده از سنسور T شکل

      1-2-1 جریان دو ویسکوزیته ای

1-3 تأثیر نسبت بعد کانال

فصل دوم: پدیده چند مقیاسی در سیستم های میکروسیالی و نانوسیالی

2-1 مقدمه

2-2 سیستم های میکروسیالی و نانوسیالی

2-3 الکتروسنتیک در میکروسیالات و نانوسیالات

       2-3-1 الکترو اسمز 

       2-3-2 الکتروفورسیز و دی الکتروفورسیز

       2-3-3 الکتروسینتیک غیر خطی

       2-3-4 مکانیک سیالات سیستم های میکرو و نانو سیال

2-4 مدل های شبیه سازی سیتم های میکرو و نانو سیال

       2-4-1 مدل شبیه سازی ناویر- استوکس / استوکس

       2-4-2 روش شبیه سازی دینامیک مولکولی

       2-4-3 روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو(DSMC) و روش لاتیک-بولتزمن LBM))

 2-5 مدلسازی چند مقیاسی     

2-6 روش جداسازی سلول- ذره با استفاده از DC-DEP

2-7  تکنیک های جداسازی DNA

فصل سوم: تاثیر تراکم پذیری و انتقال بر توربولنس در جریان درون میکروکانالها

3-1 مروری بر کارهای انجام شده

3-2- میکرو کانالها

       3-2-1- تولید میکرو کانال

       3-2-2- روشهای آزمایشگاهی

3-3  شبیه سازی

3-4 بررسی نتایج محققین

       3-4-1 نتایج آزمایشگاهی

فصل چهارم: کاربرد سیستمهای میکرو با آرایش پروتئینی فلوئورسنتی

4-1 مقدمه

4-2 مروری بر کارهای گذشته

       4-2-1 تهیه میکرو ساختار آرایشی

       4-2-2 تجزیه و تحلیل جریان

4-3 روشها

       4-3-1 روش جریان دانه ای ثابت

       4-3-2  روش ته نشینی

      4-3-3 روش تقویت سیگنال

4-4  ساختار آرایش پروتئین معکوس

فصل پنجم:سیالات غیر نیوتنی و کاربرد آن در سیستم های میکروسیال

5-1 رفتار غیر نیوتنی

5-2 رفتار سیال مستقل از زمان

       5-2-1 سیالات شبه پلاستیک

       5-2-2 سیالات دایلاتنت

       5-2-3 سیالات ویسکوپلاستیک

5-3 رفتار سیال وابسته به زمان

       5-3-1 سیال تیکسوتروپیک

       5-3-2 سیال رئوپکسی

5-4 سیال ویسکوالاستیک

5-5 سیالات غیر نیوتنی در سیستم های میکروسیال

فصل ششم:آشنایی با نرم افزار FEMLAB در مهندسی شیمی

6-1 روش المان محدود

7-2 مقدمه ای بر مدلسازی به روش المان محدود در مکانیک سیالات

6-3  نکاتی در مورد نرم افزار FEMLAB

6-4  FEMLAB چیست  

6-5 روش های کاربردی در FEMLAB

6-6  مدول مهندسی شیمی در FEMLAB

6-7  موازنه های ممنتوم

       6-7-1 توصیف جریان در زیر لایه متخلخل با قانون دارسی

       6-7-2 توصیف جریان با معادلات ناویر- استوکس

       6-7-3 جریان غیر نیوتنی

       6-7-4  بسط

       6-7-5  جریان تراکم پذیر اولر

6-8  موازنه های انرژی

6-9 موازنه های جرم

       6-9-1 کاربردهای جابجایی- نفوذ و نفوذ با استفاده از قانون فیک

       6-9-2 کاربردهای جابجایی- نفوذ و نفوذ مورد استفاده در انتقال استفان- ماکسول

       6-9-3 انتقال جابجایی- نفوذ، حرکت مولکولی در موازنه جرم با استفاده از معادلات پلانک- نرنست                                        

فصل هفتم:شبیه سازی میکروسلول H شکل

7-1 فیلترH  شکل

       7-1-1 ا نتقال جرم

7-2  شبیه سازی حالت یکنواخت 

7-3 تعریف مدل

       7-3-1 معادله عمومی انتقال جرم سه بعدی

                7-3-1-1 فرضیات جریان یکنواخت دو بعدی

                7-3-1-2 شرایط مرزی

       7-3-2 معادله عمومی ناویر- استوکس

                7-3-2-1 شرایط مرزی

7-4 شبیه سازی مدل با سیال آب

7-5 شبیه سازی مدل با سیال خون

       7-5-1 شبیه سازی با استفاده از مدل قانون توان

       7-5-2 شبیه سازی با استفاده از مدل کوآرا

نتیجه گیری

پیشنهادات

فهرست علائم و نشانه ها

a                         سرعت صوت در خروجی از کانال (m/s)

            Ac                           سطح مقطع (m)

           D                        ضریب نفوذ مولکولی (m2/s)     

          Dh                            قطر هیدرولیکی (m)  

           e                           بار الکترون

                                        میدان الکتریکی (v/cm)

            f                         ضریب اصطکاک

           F                         نیرو (N)  

           G                        شار جرمی ((s.m2)kg/)

           h                         ارتفاع سلول جریانی (m)

           H                        عمق (m)

          kb                         ثابت بولتزمن

           K                        ضریب تطبیق (N.sn/m2)   

           L                         طول (m) 

          Ls                         طول لغزش(slip)(m)

           M                        عدد ماخ

                                       سرعت جریان جرمی (kg/s)

          mi                        جرم (kg)      

           n                         اندیس قانون توان

          n0                        غلظت حجمی الکترولیت (gr/l)

           P                         فشار محلی (pa)

                                  افت فشار (pa)

          Pe                        عدد پکلت

                                        سرعت جریان جرمی (m3/s)

             R                             ثابت گازها (j/kg.k)      

           R                         شعاع ذره (m)

                 r                   شعاع دانه (m)

         rij                          فاصله میان اتم های i و j (m)

          Re                        عدد رینولدز ()

             T                             دمای میانگین بین ورودی و خروجی (K)

            T0                             دمای محیط (K)

             t                          زمان (s)

                                        سرعت لغزشی (m/s)

          v(rij)                          پتانسیل فعل و انفعال

             v                         سرعت جریان (m/s)

          vf                         سرعت جریان (m/s)

            w                         عرض کانال (m)

           wb                        عرض پایین (m)

          wt                        عرض بالا (m)

             z                         والانس یا ظرفیت

                                    ضریب تصلب پلاستیک بینگهام (N.s/m2)

                                          شدت برش

                                      ویسکوزیته بافر (N.s/m2)

                                    زمان آسایش (sec)

                                    ویسکوزیته دینامیکی (N.s/m2) 

                                  ویسکوزیته دینامیکی (N.s/m2) 

           ρ                          چگالی (kg/m3)

          eρ                      چگالی خا لص (kg/m3)  

                                           پتانسیل الکتریکی (v)

           ε                         ثابت دی الکتریک

           ζ                         پتانسیل زتا (v)

                                           تنش برشی (N/m2)

            Dτ                          زمان برش (sec)

                                           قطر لنارد جونز (m)

چکیده

استفاده از سیستم میکروسیالی جهت انجام تحقیقات بیوشیمییایی- پزشکی ، تجزیه و تحلیل DNA ، جداسازی و استخراج سلولی، دارای مزایای قابل ملاحظه ای می باشد.

به دلیل اینکه حوزه و میدان میکروسیالی، یک حوزه نسبتاً جدید وکم تجربه می باشد، بنابراین شبیه سازی های عددی سیستم های میکروسیالی می تواند هم از نظر ارائه یک ابزار تحقیقاتی و هم به عنوان یک طرح کارآمد و ابزار بهینه سازی، بسیار مفید و ارزشمند باشد.

 لذا هدف از این تحقیق، شبیه سازی میکرو کانالها با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی  به منظور جداسازی آلبومین ( پروتئین موجود در خون انسان ) می باشد. برای جداسازی، از میکروکانال H شکل که به نوبه خود جدید می باشد استفاده شد. در میکروکانال ، جداسازی می تواند با استفاده از روش استخراج مبتنی بر نفوذ انجام شود. به دلیل اینکه حجم سیال موجود در میکرو کانال کم می باشد معمولاً عدد رینولدز کمتر از یک می باشد و هیچگونه فرآیند اختلاط کنوکسیونی یا جابجایی سیالات رخ نمی دهد. تنها موردی که در آن مواد حل شده در جهتی معکوس با جهت جریان اصلی حرکت می یابند، پدیده نفوذ می باشد.  

در شبیه سازی بعمل آمده برای جداسازی آلبومین، از دو نوع سیال نیوتنی وغیر نیوتنی تراکم ناپذیر بکار گرفته شده است. همچنین نحوه اختلاط، در این دو نوع سیال برای ضرایب نفوذ متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و چنین نشان داده شد که پدیده نفوذ در سیالات غیرنیوتنی بهتر انجام می گیرد و غلظت در کانال سریعتر به تعادل    می رسد. و از مدلهای ویسکوزیته استفاده شده در شبیه سازی سیالات غیرنیوتنی ، نتایج مدل ویسکوزیته کوآرا بهتر و قابل قبول می باشد.  

کلمات کلیدی:

میکرو سیال - میکرو کانال - غیر خطی – دینامیک سیالات محاسباتی – جریان خون – غیر نیوتنی