هیدرودینامیک و انتقال اکسیژن در راکتورهای ستونی حبابی با تأثیر آلاینده‌های نفتی و ماده فعال سطحی

هدف از این پژوهش بررسی اثر آلاینده‌های نفتی و مواد فعال سطحی بر پارامترهای هیدرودینامیک و انتقال اکسیژن به عنوان پارامترهای کلیدی در فرآیندهای تصفیه زیستی هوازی آب‌های آلوده با روغن و نفت خام می‌باشد. نگهداشت کلی گاز (εg)، توزیع اندازه حباب و ضریب حجمی انتقال اکسیژن (kLa) برای آلاینده‌های نفتی شامل برش‌های نفتی 13C و 16C در آب با درصدهای حجمی 1/0 و 5 /0 در بازه‌ی سرعت هوادهی m/s) 3-10 × 52 /23-18/1(ug =  در یک راکتور ستونی حبابی ارزیابی شد. یک نوع ماده فعال سطحی آنیونی SDSدر آزمایش‌ها برای بررسی تأثیر مواد فعال سطحی برروی پارامترهای تصفیه مورد استفاده قرار گرفت. با افزایش سرعت هوادهی توزیع اندازه حباب به ‌صورت دو قله‌ای بوده و مقدارهای نگهداشت گاز، قطر متوسط حباب و ضریب انتقال اکسیژن افزایش می‌یابند. آلاینده‌های نفتی و مواد فعال سطحی با کاهش کشش سطحی و جلوگیری از پدیده به ‌هم پیوستن حباب‌ها باعث تأخیر در انتقال الگو از همگن به ناهمگن شده و همچنین قطر متوسط حباب باحضور آلاینده‌های نفتی کاهش می‌یابد. البته این تغییرات با حضور مواد فعال سطحی بیشتر است. همچنین آلاینده‌های نفتی باعث افزایش در نگهداشت گاز و ضریب انتقال اکسیژن به ویژه در سرعت‌های هوادهی بالاتر می‌شوند. در غلظت‌های بالاتر آلاینده‌ها، این افزایش بیشتر می‌شود. همچنین حضور مواد فعال سطحی برروی سطح حباب، با افزایش مقاومت انتقال جرم، باعث کاهش در انتقال اکسیژن می‌شوند. بر اساس نتیجه‌ های این پژوهش رابطه ‌های تجربی برای پیشنهاد نگهداشت گاز و ضریب حجمی انتقال اکسیژن به عنوان تابعی از سرعت ظاهری هوادهی و کشش سطحی ارایه شد.