کتاب آلودگی هوا در محیط کار اصول و مبانی پیشگیری کنترل ( جلد اول ) اثر امیر حسین خوش اخلاق ناشر انتشارات دانش بنیاد

پیش‌گفتار

   سه نوع کلی از کتاب‌ها وجود دارند که به موضوعات آلودگی هوا در محیط کار می‌پردازند: توصیفی، کمی و توصیفی-کمی. کتاب‌های توصیفی معمولاً بیشترین مخاطب را دارند، که اغلب برای مخاطبان عمومی می‌باشند که عاری از معادلات و نمادها هستند. به‌عبارتی اینگونه کتاب‌ها به روایت‌هایی در رابطه با رویدادها و سیاست‌های خاص یک موضوع تکیه دارند. در این نوع از کتاب‌ها، غالباً نکات مهم بیان می‌شوند، به‌عنوان مثال اقدامات لازم به‌منظور جلوگیری از افزایش بار آلاینده در محیط کار.

     در كتب توصيفي، نويسندگان از اطلاعات و دانشي برخوردارند كه مي‌خواهند براي ایجاد يا ارتقای آگاهی خواننده از یک مشکل خاص به‌عنوان مثال وجود آزبست در محصولات خاص، آن را به اشتراک بگذارند. آن‌ها به یک موضوع یا تنها چند موضوع می‌پردازند و نگران جنبه‌های دیگر نیستند. به این معنا که اغلب اینگونه کتاب‌ها در ساحل یا در زمان نوشیدن قهوه صبحگاهی خوانده می‌شوند. نیروی محرک اصلی این نوع کتاب‌ها، آگاهی می‌باشد.

    کتاب‌های کمی بیشتر مورد توجه دانشمندان و به‌خصوص مهندسان قرار گرفته‌اند. این نوع کتاب‌ها همچنین می‌توانند توصیفی هم باشند اما توصیف پدیده‌ها و فرایندها را با استفاده از اعداد، علائم، معادلات و اصطلاحات فنی بیان می‌نمایند. علاوه‌بر توجه به جزئیات، در این نوع از کتاب‌ها معمولاً در برخورد با موضوعات بسیار گسترده عمل می‌شود که دلیل آن این می‌باشد که کتاب‌ها تنها وسیله اصلی اشتراک‌گذاری اطلاعات علمی خاص محسوب نمی‌شوند. این امر عمدتا توسط مقالات علمی صورت می‌پذیرد. همینطور، کتاب‌های کمی مربوط به محیط کار، با حجم زیادی از یافته های علمی در مجلات پژوهشی ذینفع می‌باشند. به‌عنوان مثال، كتاب‌های آلودگی هوا، نتایج آزمایشات نویسنده را برای اولین بار ارائه نمی‌دهند. اگر آن‌ها چنین نتایجی را ارائه دهند، نویسنده قبلاً آن‌ها را به صورت مقاله در مجلات به چاپ رسانده است و این مقالات نتایج ارائه شده مربوط به دانشمندان دیگر هم شامل می‌شوند. نویسنده کتاب، آن‌ها را برای نشان دادن یک نکته با استفاده از معادلات و ضرایب حاصل از مطالعات محققان و متخصصانی که تلاش نموده‌اند یافته‌های خود را به‌صورت موشکافانه به جامعه علمی ارائه دهند، استفاده می‌نماید.

    به این معنا که نویسنده یک کتاب کمی در مورد محیط کار، یک پیام‌رسان است. نیروی محرک اصلی برای کتاب کمی، توضیح چگونگی فرایند کار می‌باشد. امیدوارم نویسنده در زمینه استفاده از روش‌ها، تجربه زیادی داشته باشد و سپس آن را با خوانندگان به اشتراک بگذارد. برای این موضوع، نیاز می‌باشد که خواننده با دانش کافی نسبت به آن موضوع شروع به خواندن چنین کتاب‌هایی نماید، بسیار بیشتر از آنچه برای خواننده کتاب‌های توصیفی مورد نیاز می‌باشد. می‌توان آن را به یک دوره پیش دانشگاهی تشبیه نمود.

    شرکت در دوره مدل‌سازی آلودگی هوا براساس یک نرم افزار خاص اگر دانشجو قبلاً دوره مقدماتی نرم‌افزار را به پایان نرسانده باشد، بسیار دشوار است. به همین ترتیب، خواندن یک کتاب کمی در مورد آلودگی هوا در محیط کار بدون دانش کافی در مورد جبر و فیزیک یک کار بسیار دشوار خواهد بود. با ‌این‌حال، معمولاً، اینگونه کتاب‌ها این دانش را ایجاد خواهند نمود نه تنها در مورد موضوع، بلکه از نظر کاربردهای جدید، هم از نظر ریاضی و هم از نظر فیزیک، یعنی کتاب کمی در مورد آلودگی هوا در محیط کار نه تنها دانش فرد را در مورد آلودگی هوا در محیط کار بهبود می‌بخشد بلکه توجه خواننده را به مباحث علمی و ریاضی در این زمینه افزایش می‌دهد. به‌نظر بنده بهترین روش برای یادگیری علم، تجربی است و کتاب کمی، یک مسیر مجازی را برای تجربه این فرآیندها و پدیده‌ها فراهم می‌آورد.

    نوع سوم کتاب، ترکیبی است که در آن، توصیف های روایی و کمی با هم ترکیب می‌شوند. یک پدیده توصیف داده می‌شود اما بعدا با استفاده از ابزارهای نمادین و فنی بیشتر توضیح داده می‌شود. به‌عنوان مثال، توصیف کامل یک فاجعه نیاز به اطلاعات توصیفی، به‌عنوان مثال، خطوط زمانی، وقایع تاریخی، عوامل اصلی و نتایج نامطلوب دارد. نه تنها توصیف ستون دود سمی در بوپال هند، به این نوع اطلاعات نیاز دارد، بلکه به اطلاعات شیمیایی نیز نیاز دارد، به‌عنوان مثال، عوامل فیزیکی و شیمیایی ماده شیمیایی آزاد شده متیل ایزوسیانات، اطلاعات سم‌شناسی- بیولوژیکی آن، دوزها و سایر اطلاعات کمی.

کتاب حاضر، آلودگی هوا در محیط کار: اصول و مبانی، پیشگیری، کنترل - جلد اول، در این گروه قرار می‌گیرد. 

    در این کتاب سعی شده‌است، هدف اصلی «واقعی» ساختن مفاهیم و موضوعات برای خواننده باشد. کتاب حاضر مشتمل بر 15 فصل می‌باشد که در پنج فصل اول آن به‌ترتیب به کیفیت هوای داخل محیط کار، آئروسل‌های آلی اولیه، اثرات ترکیبات آلی فرار بر سلامت انسان، پایشگرها و مبانی و کلیات تجهیزات کنترل آلودگی هوا در محیط کار پرداخته شده است. در پنج فصل دیگر بگ هاوس‌ها و فیلترها، اسکرابرها، رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک، سیکلون‌ها و اتاقک‌های رسوب‌دهی گرانشی شرح داده شده‌اند. در پنج فصل آخر، تجزیه و تبدیل بیولوژیکی آلاینده‌های هوا، بیوفیلتر‌ها، فیلترهای چکاننده‌زیستی، بیواسکرابرها و بیوراکتورهای غشایی توضیح داده شده‌اند به‌طوری‌که خواننده بتواند در انتهای هر فصل تجهیزات مربوطه را طراحی نماید. مطالعه این کتاب به دانشجویان، اساتید و متخصصان رشته‌های بهداشت حرفه‌ای، بهداشت محیط، آلودگی هوا، محیط زیست، ایمنی، بهداشت و محیط زیست (HSE) و ... پیشنهاد می‌گردد.

    از آنجا‌که هر اثر نوشتاری نمی‌تواند خالی از کاستی و نقص نگارشی باشد، لذا از همه خوانندگان محترم تقاضا دارم که در صورت مشاهده، پیشنهادات خود را به دفتر انتشارات ارسال نمایند تا در تجدید چاپ‌های آتی، نقوص برطرف گردند.

با سپاس فراوان

امیرحسین خوش اخلاق

استادیار گروه مهندسی بهداشت حرفه‌ای و ایمنی کار

دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کاشان

فهرست مطالب

 فصل 1         

کیفیت هوای فضای داخل محیط کار   1

1.1      کیفیت هوای فضای داخل محیط کار    2

1.1.1   منابع آلودگی هوا    3

1.1.2   جنبه‌های شیمیایی    5

1.1.3   جنبه‌های بیولوژیکی    5

1.1.4   جنبه‌های اجتماعی    10

1.2      آلودگی هوای فضای داخل و اثرات بهداشتی آن    10

1.2.1   مونوکسید کربن    10

1.2.2   دی اکسید کربن    11

1.2.3   اکسیدهای ازت   

1.2.4   دی‌اکسید‌گوگرد    13

1.2.5   ازن    14

1.2.6   رادون    14

1.2.7   فرمالدهید    16

1.2.8   آفت‌کش‌ها    17

1.2.9   ترکیبات آلی فرار    18

1.2.10  سرب    20

1.2.11  ذرات قابل تنفس    21

1.2.12  دود دخانیات    21

1.3      محاسبه غلظت آلاینده‌های گازی    22

 فصل 2         

آئروسل آلی اولیه (POA)   23

2.1        آئروسل آلی اولیه (POA)    24

2.1.1   کربن سیاه (BC)    24

2.1.2   کربن عنصری (EC)    24

2.1.3   کربن سیاه معادل (eBC)    24

2.1.4   کربن سیاه مقاوم در برابر حرارت (rBC)    25

2.1.5   کربن جذب نوری (LAC)    25

2.1.6   کربن آلی (OC)    25

2.2      آئروسل‌های آلی (OAs)    27

2.2.1    منابع    27

2.2.2    جزءبندی گاز به ذرات    28

 فصل 3         

اثرات ترکیبات آلی فرار بر سلامت انسان   33

3.1      اثرات ترکیبات آلی فرار بر سلامت انسان    34

3.2      منابع ترکیبات آلی فرار    35

3.3      منابع ترکیبات کربونیل    35

3.3.1   منابع داخلی    36

3.3.2   منابع بیرونی    36

3.4      ترکیبات آروماتیک    38

3.4.1   منابع داخلی    39

3.4.2   منبع بیرونی    40

3.5      تأثیرات بهداشتی ترکیبات آلی فرار    42

3.5.1   تأثیرات کوتاه‌مدت بر سلامت    43

3.5.2   تأثیر طولانی‌مدت آلاینده‌ها بر سلامتی    44

3.6      روش‌های محتمل برای کنترل انتشار VOCs    45

3.7      چالش‌ها و نکات مربوط به انتشار VOCs    52

3.8      جمع‌بندی    55

 فصل 4         

پایشگرها   57

4.1      پایشگرها    58

4.1.1    سیستم‌های پایش انتشار پیوسته   59

4.1.2    سیستم‌های نمونه‌برداری    60

4.1.3    CEMS استخراجی    61

4.1.4    CEMS در محل    63

4.1.5    پایشگر و تحلیل‌کننده‌های گاز    65

4.1.6   طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز    66

4.1.7     پایش کدورت    68

4.1.8    پایشگر ذرات معلق    68

4.1.9    سیستم اکتساب داده‌ها    69

4.2      پایش پارامتری    70

4.2.1    ذرات معلق    71

4.2.2    دی‌اکسید‌گوگرد    73

4.2.3    مونوکسید کربن    74

4.2.4    دی نیتروژن مونوکسید    75

4.2.5    کدورت    76

4.2.6    VOCs    76

4.2.7    DAS    77

 فصل 5         

مبانی کنترل آلودگی هوا در محیط کار   79

5.1      کنترل ذرات معلق    80

5.2      نیروها    80

5.2.1    گرانش    83

5.2.2    شناوری    84

5.2.3    کششی    84

5.2.4    نیروی گریز از مرکز    91

5.2.5    برخورد اینرسی    92

5.2.6    حرکت براونی    93

5.3      ریخت‌شناسی ذرات    94

5.4      فناوری‌های کنترل آلودگی هوا    95

5.4.1    ترکیبات آلی و غیرآلی فرار    95

5.4.2   فرآیندهای غیربیولوژیکی    95

5.4.3    جذب عمقی    96

5.4.4    جذب سطحی    98

5.4.5    اکسیداسیون حرارتی و کاتالیزوری    99

5.4.6    فرآیندهای زیستی    100

5.4.7    انرژی‌زیستی سازگار با محیط‌زیست    102

5.5      کلیات وسایل کنترل آلودگی هوا در محیط کار    102

5.5.1    پیکربندی‌ها    102

5.6      انواع جمع‌آوری‌کننده‌ گرد‌و‌غبار    103

5.6.1    جداکننده‌های اینرسیایی    103

5.6.2    محفظه ته‌نشینی    104

5.6.3    محفظه بافل‌دار    104

5.6.4    جمع‌آوری‌کننده‌های گریز از مرکز    105

5.6.5    جداکننده‌های تک‌سیکلونی    106

5.6.6    جداکننده‌های چند- سیکلونی    106

5.6.7    جداکننده­های جریان هوای ثانویه    107

5.6.8    فیلترهای پارچه­ای    108

5.7      روش‌های پاکسازی فیلتر    111

5.7.1    پاکسازی برخط    111

5.7.2    پاکسازی برون خط    111

5.7.3    پاکسازی بر اساس نیاز    111

5.7.4    پاکسازی پالس معکوس/ جت معکوس    111

5.7.5    پاکسازی ضربه‌ای/تکانی    111

5.8      انواع بگ‌هاوس‌ها    112

5.8.1    تکانی مکانیکی    112

5.8.2    هوای معکوس    113

5.8.3    جت معکوس    114

5.8.4    جمع‌آوری‌کننده‌های کارتریج‌دار    116

5.8.5    اسکرابرهای تر    117

5.9      انواع اسکرابر    119

5.9.1    اسکرابرهای انرژی کم    119

5.9.2    اسکرابرهای انرژی کم تا متوسط    119

5.9.3    اسکرابرهای انرژی متوسط تا زیاد- اسکرابر جریان همسو    120

5.9.4    اسکرابرهای انرژی زیاد    120

5.10    رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک (ESP)    121

5.11    انواع رسوب‌دهنده‌ها    122

5.11.1    رسوب‌دهنده صفحه‌ای    123

5.11.2    رسوب‌دهنده لوله‌ای    123

5.12    جمع‌آوری‌کننده‌های واحد    123

5.13   پارامترهای تعیین‌کننده در انتخاب یک جمع‌آوری‌کننده گرد‌و‌غبار    125

5.13.1    کاربردها    127

14.5   جذب سطحی    131

15.5    بررسی خصوصیات جاذب های مورد مطالعه    132

16.5    تحلیل و بررسی طرح مرکب مرکزي    135

17.5    مدل‌سازی مربوط به کربن فعال عامل‌دار شده    135

18.5    مدل سازی مربوط به نانو کامپوزیت کربن فعال عامل دار شده-چارچوب فلز-آلی آهن    136 

19.5    مدل سازی مربوط به نانو کامپوزیت کربن فعال عامل دار شده-چارچوب فلز-آلی مس    136

20.5    تعیین شرایط بهینه فرایند جذب    136

21.5    اثر میزان جرم جاذب در جذب تولوئن    137

22.5    اثر میزان غلظت تولوئن در جریان ورودی به بستر جاذب    137

23.5    اثر میزان دبی گاز عبوری از بستر جاذب    137

24.5    اثر دما بر پارامترهای جذب تولوئن توسط جاذب    138

26.5    اثر رطوبت نسبی بر پارامترهای جذب تولوئن توسط جاذب    138

27.5    بررسی قابلیت استفاده مجدد نانو کامپوزیت های سنتز شده    138

 فصل 6         

بگ‌ها‌‌‌‌وس‌ها و فیلترها   139

6.1      بگ‌ها‌‌‌‌وس‌ها‌‌‌‌ و فیلتر‌ها‌‌‌‌    140

6.1.1    شرح فرآیند    141

6.1.2     پاکسازی لرزشی    141

6.1.3    پاکسازی هوای معکوس    143

6.1.4    پاکسازی جت پالس    144

6.1.5     فیلترهای محصور (در قفس)    145

6.1.6    فیلترهای کارتریج‌دار    146

6.1.7    پاکسازی صوتی    148

6.1.8    تجهیزات کمکی    149

6.1.9    نظریه فیلتراسیون پارچه‌ای    150

6.1.10    بگ‌ها‌‌‌‌وس‌ها‌‌‌‌ی هوای معکوس/ لرزشی    151

6.1.11    بگ‌ها‌‌‌‌وس‌ها‌‌‌‌ی جت پالس    154

6.2      رویه‌ها‌‌‌‌ی طراحی    156

6.2.1    نسبت گاز‌به‌پارچه    157

6.2.2    نسبت گاز‌به‌پارچه در کاربردهای مشابه    158

6.2.3    تعیین نسبت گاز‌ به‌پارچه توسط روش‌ها‌‌‌‌ی تولید‌کننده    158

6.2.4    نسبت گاز‌به‌پارچه از معادلات نظری/ تجربی    164

6.2.5    افت فشار    167

6.2.6    مشخصات ذرات    168

6.2.7    مشخصات جریان گاز    168

6.2.8    دما    168

6.2.9    فشار    169

6.3      ملاحظات طراحی تجهیزات    169

6.3.1    محفظه‌ها‌‌‌‌ی تحت فشار یا مکش    169

6.3.2    سازه استاندارد یا سفارشی    171

6.3.3    بستر فیلتر    172

 فصل 7         

اسکرابرهای تر برای ذرات ریز معلق و گازها   175

7.1      اسکرابرهای تر برای ذرات ریز معلق و گازها    176

7.1.1    مزایا و معایب    179

7.1.2    سیستم‌های اسکرابر تر    180

7.2      طبقه‌بندی اسکرابرهای تر    182

7.2.1    اسکرابرهایی با انرژی کم    182

7.2.2    اسکرابرهایی با انرژی متوسط    182

7.2.3    اسکرابرهایی با انرژی بالا    182

7.2.4    مواد سازه و طراحی    183

7.2.5    حذف و خنثی‌سازی    183

7.2.6    شست‌وشوی تر    183

7.2.7    شستشوی خشک    184

7.2.8    تزریق جاذب خشک    185

7.2.9    حذف جیوه    185

7.2.10    بازیابی حرارت    185

7.2.11    محصولات پسماند اسکرابر    186

7.2.12    انتشار باکتری    186

7.3      شرح فرآیند    186

7.3.1    اسکرابرهای تر    187

7.4      انواع اسکرابر    187

7.4.1    برج اسپري    187

7.4.2    جمع‌آوری ذرات    191

7.4.3    جمع­آوری گاز    192

7.4.4    مشکلات تعمیرات‌و‌نگهداری    192

7.4.5    برج اسپري سيكلوني    194

7.5      اسکرابر اسپری بافل‌دار    194

7.5.1    جمع‌آوری ذرات    195

7.5.2    جمع‌آوری گاز    196

7.6      اسکرابرهای اسپری سیکلونی    196

7.6.1    جمع‌آوری ذرات    199

7.6.2    جمع‌آوری گاز    199

7.6.3    مشکلات تعمیرات‌و‌نگهداری    199

7.6.4    جمع‌بندی    199

7.7      اسکرابرهای دینامیکی    200

7.8      برج‌های سینی‌دار    201

7.9      اسکرابرها با نیروی مکانیکی    202

7.9.1    جمع‌آوری ذرات    203

7.9.2    جمع‌آوری گاز    204

7.9.3    مشکلات تعمیرات‌و‌نگهداری    204

7.9.4    جمع‌بندی    204

7.10    اسکرابرهای ونتوری    205

7.10.1    جمع‌آوری ذرات    212

7.10.2    جمع‌آوری گاز       213

7.10.3    مشکلات تعمیرات‌و‌نگهداری    214

7.10.4    جمع‌بندی    214

7.11    اسکرابر ونتوری تخلیه‌کننده    215

7.11.1    جمع‌آوری ذرات    217

7.11.2    جمع‌آوری گاز    217

7.11.3    مشکلات تعمیرات‌و‌نگهداری    217

7.11.4    جمع‌بندی    217

7.12    اسکرابر اوریفیس    218

7.13    سایر طراحی‌ها    219

7.14    پیکربندی و عملکرد اسکرابر ونتوری    220

7.14.1    سیستم ذخیره‌سازی و تحویل مایعات    221

7.14.2    سیستم تزریق مایع    223

7.14.3    بخش گلوگاه ونتوری    224

7.14.4    محفظه جمع‌آوری و حذف‌کننده میست    226

7.14.5    جمع‌آوری و دفع مایع پسماند    227

7.14.6    تجهیزات کمکی    227

7.15    پارامترهای طراحی    228

7.15.1   عملکرد سیستم    228

7.15.2    نسبت مایع‌به‌گاز    228

7.15.3    افت فشار و سرعت    229

7.15.4    بارگذاری و توزیع اندازه ذارت    229

7.15.5    دما، رطوبت و دبی جریان گاز خروجی    231

7.15.6    زمان ماند    232

7.15.7    اندازه قطره    232

7.16    طراحی سیستم    232

7.16.1    توزیع و بارگذاری ذرات معلق    232

7.16.2    راندمان جمع آوری    234

7.16.3    ویژگی‌های گاز آلوده    235

7.17    نمودار سایکرومتریک    238

7.18    طراحی اسکرابر    239

7.19      تخمین افت فشار    240

7.19.1    معادلات افت فشار    240

7.19.2    نظریه توان تماسی    241

7.19.2    منحنی‌های عملکرد    243

7.19.3    روش قطر برش کالورت    245

7.19.4    سرعت و سطح مقطع اسکرابر    248

7.20    مواد مصرفی    249

7.20.1    مصرف آب    249

7.21    اسکرابر تر برای گاز اسیدی    251

7.21.1    عملکرد و راندمان سیستم    252

7.21.2    شرح فرایند    253

7.21.3    پیکربندی سیستم جاذب    253

7.22    انواع تجهیزات جذب    254

7.22.1    قسمت‌های داخلی برج آکنده    255

7.22.2    عملیات برج آکنده    258

7.23    رویه‌های طراحی    259

7.23.1    تعیین شرایط جریان گاز و مایع    260

7.23.2    تعیین ضریب جذب    264

7.23.3    تعیین قطر ستون    265

7.23.4    تعیین ارتفاع و سطح مقطع برج    267

7.23.5    محاسبه افت فشار ستون    269

7.23.6    رویه جایگزین طراحی    270

7.23.7    تحلیل حداقل میزان ترشوندگی    277

 فصل 8         

رسوب‌دهنده الکترواستاتیک   281

8.1      رسوب‌دهنده الکترواستاتیک    282

8.1.1    اختراع رسوب‌دهنده الکترواستاتیکی    282

8.2      راندمان جمع‌آوری (R)    283

8.2.1   توصیف فرایند    284

8.3      انواع ESPs   285

8.3.1    رسوب‌دهنده‌های صفحه - سیم    286

8.3.2    رسوب‌دهنده‌های صفحه مسطح    288

8.3.3    رسوب‌دهنده‌های لوله‌ای    289

8.3.4    رسوب‌دهنده الکترواستاتیک تر    289

8.3.5    رسوب‌دهنده‌های دو مرحله‌ای    290

8.3.6    تجهیزات کمکی    291

8.4      نظریه رسوب‌دهی الکترواستاتیک    293

8.4.1    نقطه عملیاتی الکتریکی    293

8.5      رسوب‌دهندههای الکترواستاتیک صنعتی نوین    296

8.6      پاک‌کننده‌های هوای الکترواستاتیک مشتری- محور    297

8.6.1    باردهی ذره    298

8.6.1    جمع‌آوری ذره    301

8.6.2    حرکت انتقالی و ورود مجدد تکانشی    302

8.7      رویه طراحی ESP    304

8.7.1    سطح ویژه جمع‌آوری    304

8.7.2    رویه SCA با سرعت مهاجرت معین    305

8.8      رویه کامل تعیین سطح ویژه جمع‌آوری    307

8.8.1    مساحت ویژه جمع‌آوری در رسوب‌دهنده‌های لوله‌ای    313

8.8.2    سرعت جریان    313

8.8.3    مشخصات ذره    316

8.8.4    ویژگی‌های گاز    318

8.8.5    پاکسازی    318

8.8.6    ویژگی‌های سازه    319

8.9      رسوب‌دهنده الکترواستاتیک تر    320

8.9.1    نوع دستگاه    320

8.9.2    مصارف و کاربردهای معمول    321

8.9.3    سازوکارهای اولیه استفاده‌شده    324

8.9.4    مبانی طراحی    324

8.10    انواع ESPs تر    328

8.10.1    پیکربندی    328

8.10.2    چیدمان    328

8.10.3    روش آبیاری    329

8.11    انتخاب یک رسوب‌دهنده الکترواستاتیک تر    331

8.11.1    پیشنهادات عملیاتی    335

 فصل 9         

سیکلون‌ها   337

9.1      سیکلون‌ها    338

9.1.1    سیکلون‌ها در کاربردهای صنعتی    340

9.1.2    روابط راندمان سیکلون    349

9.1.3    قطر برش    350

9.1.4    مدل بارت    352

9.1.5    مدل لیث و لیخت    353

9.1.6    مدل آیوزیا و لیث    356

9.2      روابط افت فشار سیکلون    358

9.3      سایر روابط    359

9.3.1    تاثیر بارگذاری ذرات    359

9.3.2    سیکلون‌های موازی (مولتی سیکلون‌ها)    359

9.3.3    سیکلون‌های سری    360

9.3.4    راندمان کلی    360

 فصل 10         

اتاقک‌های رسوب‌دهی (ته‌نشینی) گرانشی   363

10.1    اتاقک‌های رسوب‌دهی (ته‌نشینی) گرانشی    364

10.2    معادلات عملکرد و طراحی    368

10.2.1    عملیات و تعمیرات‌و‌نگهداری و بهبود عملکرد    374

 فصل 11         

تجزیه و تبدیل بیولوژیکی آلاینده‌های فرار   377

11.1    تجزیه و تبدیل بیولوژیکی آلاینده‌های فرار    378

11.2    تجزیه زیستی ترکیبات فرار    378

11.2.1    ترکیبات معدنی    378

11.2.2    سولفید هیدروژن     379

11.2.3    آمونیاک    380

11.2.4    ترکیبات آلی    382

11.2.5    آلاینده‌های CxHy   382

11.2.6    آلاینده‌های  CxHyOz   382

11.2.7    ترکیبات آلی گوگرددار    383

11.2.8    ترکیبات آلی‌هالوژنه    384

11.3    محاسبات تعادل جرم    385

11.4    تبدیل زیستی ترکیبات فرار    386

11.4.1    مونوکسید‌کربن و دی‌اکسید‌کربن    386

11.4.2    ترکیبات آلی فرار    389

11.4.3    جمع‌بندی    391

11.5    شناسایی و خصوصیات گروه‌های میکروبی در بیوراکتورها    391

11.5.1    روش‌های مولکولی برای توصیف گروه‌های میکروبی در بیوراکتورها    392

11.5.2    کمیت اعضای جامعه    392

11.5.3    شمارش مستقیم میکروسکوپی    392

11.5.4     PCRکمی    393

11.6    ارزیابی تنوع و ساختار جمعیت میکروبی    395

11.6.1    روش‌های بیوشیمیایی    396

11.6.2    روش‌های انگشت نگاری ژنتیکی    397

11.6.3    تحلیل قطعات DNA  رﯾﺒﻮزوﻣﯽ ﺗﮑﺜﯿﺮ شده (ARDRA)    397

11.6.4    پلی‌مورفیسم طول قطعه محدود شونده- انتهایی (T-RFLP)    399

11.6.5   تحلیل فاصله‌انداز بین ژنی ریبوزومی (RISA)    400

11.6.6    الکتروفوروز ژل تغییر ماهیت‌دهنده گرادیان (DGGE) و الکتروفوروز ژل گرادیان دمایی (TGGE)    401

11.6.7    پلی‌مورفیسم ساختار تک رشته‌ای (SSCP)    403

11.6.8    تحلیل داده‌های انگشت‌نگاری با ابزارهای آماری چندمتغیره و شاخص‌های
 تنوع    403

11.7    تعیین ترکیب جمعیت میکروبی    405

11.7.1    ایجاد مخزن‌های کلون rRNA مربوط به زیرواحد کوچک (SSU) به دنبال شناسایی تکامل نژادی با تعیین تصادفی توالی کلون‌ها    405

11.7.2    هیبریداسیون در محل فلوئورسنت (FISH)    406

11.8    روش‌های ارتباط‌دهنده ماهیت میکروبی به عملکرد اکولوژیکی    408

11.8.1    فراکاوی‌ایزوتوپ پایدار(SIP)     408

11.8.2    ریز خودپرتونگاری همراه با هیبریداسیون در محل فلوئورسنت(FISH-MAR)    409

11.8.3    روش‌های ریز آرایه    410

11.8.4    سنتز    411

11.9     ارتباط ساختار جامعه میکروبی با عملکرد اکولوژیکی در اکوسیستم‌های مهندسی‌شده    412

11.10   پویایی فضایی و زمانی ساختار جامعه میکروبی تحت شرایط ثابت در بیوراکتورها    412

11.11   پایداری/ پویایی زمانی کل ساختار جامعه باکتریایی در وضعیت پایدار    413

11.12   طبقه‌بندی میکروبی و عملکردی در امتداد ارتفاع بیوفیلتر    416

11.12.1    رابطه ساختار جامعه میکروبی- عملکردی اکوسیستم    416

11.12.2    اثر آشفتگی‌های محیطی بر ساختار جامعه میکروبی در بیوراکتورها    417

11.12.3    مقاومت    418

11.12.4    تاب‌آوری    418

11.12.5    اثر حافظه    419

11.13   جمع‌بندی    419

فصل 12         

بیوفیلترها   421

12.1    کنترل آلودگی هوا    423

12.1.1    تصفیه آب    425

12.1.2   استفاده در آبزی‌پروری    426

12.1.3   چشم‌انداز تاریخی بیوفیلترها    427

12.2    اصول فرآیند    429

12.3    پارامترهای عملیاتی بیوفیلترها    430

12.3.1    زمان ماند بستر خالی (EBRT)    431

12.3.2    نرخ بارگذاری حجمی (VLR)    431

12.3.3  نرخ بارگذاری جرمی (MLR)    431

12.3.4    ظرفیت حذف (EC)    432

12.3.5    راندمان حذف (RE)    432

12.3.6    نرخ تولید دی‌اکسید‌کربن (P_CO2)    432

12.4    ملاحظات طراحی    433

12.4.1    اندازه راکتور    433

12.4.2    سیستم آبیاری    436

12.4.3    جمع‌آوری و دفع شیرابه    438

12.5    راه‌اندازی بیوفیلترها    439

12.6    پارامترهای تأثیرگذار بر راندمان بیوفیلتر    442

12.6.1    غلظت‌های ورودی و بارگذاری آلاینده    442

12.6.2    ترکیب گاز آلوده و الگوهای برهم کنش    443

12.6.3    محیط بستر زیست توده    446

12.6.4    دما    450

12.6.5    pH    454

12.6.6   قابلیت دسترسی به اکسیژن    455

12.6.7    قابلیت دسترسی به مواد مغذی    456

12.6.8    میزان رطوبت و رطوبت نسبی    458

12.6.9    جهت جریان گاز آلوده    461

12.6.10    میزان تولید دی‌اکسیدکربن    462

12.6.11    افت فشار    465

12.7    نقش میکروارگانیسم‌ها و رشد قارچی در بیوفیلترها    468

12.7.1    تحلیل حساسیت پارامترهای ورودی    472

12.7.2    الگوی بارگذاری پویا و شرایط گرسنگی در بیوفیلترها    474

12.8    سیستم‌های برخط نظارت و کنترل (هوشمند) برای بیوفیلترها    479

12.8.1    تجزیه‌کننده‌های آشکارساز برخط یونش شعله‌ای (FID) و آشکارساز یونش نوری (PID)    480

12.8.2    طیف سنجی جرمی- واکنش انتقال پروتون برخط  (PTR-MS)   481

12.8.3    سیستم‌های هوشمند کنترل رطوبت    481

12.8.4    حسگر شبکه عصبی افتراقی (DNN)    482

12.9    عبارات ریاضی برای بیوفیلتر    483

12.10     مدل‌های مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی    486

12.10.1    الگوریتم پس از انتشار خطا  (BEP)   487

12.11     ملاحظات مهم در مدل‌سازی شبکه عصبی    489

12.11.1    انتخاب، تقسیم و نرمال‌سازی داده‌ها    489

12.11.2    پارامترهای شبکه    491

12.12     ارزیابی خطاها در پیش‌بینی    491

12.13     توسعه مدل شبکه عصبی برای بیوفیلتر و نمونه‌های خاص    492

12.14     مدل‌های مبتنی بر منطق فازی    495ش

12.15     مدل‌های مبتنی بر سیستم استنتاج عصبی- فازی سازگار برای بیوفیلترها    500

12.16     جمع‌بندی    504

 فصل 13         

فیلترهای چکاننده‌زیستی   505

13.1    ویژگی‌های اصلی فیلترهای چکاننده‌زیستی    506

13.1.1    ویژگی‌های کلی    506

13.1.2    مواد پرکننده    508

13.1.3    زیست توده و بیوفیلم    511

13.1.4    مرحله چکانیدن    512

13.1.5    زمان ماند بستر خالی گاز (EBRT)    515

13.1.6    سرعت‌های مایع و گاز    516

13.1.7   افت فشار و گرفتگی    518

13.1.8    تجمع بیش از حد زیست توده    518

13.1.9   محدودیت رشد زیست توده    520

13.1.10    روش‌های فیزیکی و شیمیایی    521

13.1.11    روش‌های بیولوژیکی - شکارگری    522

13.1.12    پاکسازی مواد پرکننده بیرون از راکتور    522

13.1.13    تجمع مواد شیمیایی جامد    522

13.1.14    برنامه‌های کاربردی در مقیاس کامل و جرم‌گیری    523

13.2    جمع‌بندی    526

 فصل 14         

بیواسکرابرها   527

14.1    بیواسکرابرها    528

14.2    رویکرد کلی بیواسکرابرها    529

14.2.1    شرایط عملیاتی    530

14.3    ستون جذب    530

14.4    راکتور لجن فعال - مرحله تجزیه‌زیستی    532

14.4.1   حذف خانواده آلاینده‌ها    533

14.4.2    حذف ترکیبات آلی فرار    534

14.4.3    کنترل بو    536

14.4.4    تجزیه ترکیبات گوگرددار    537

14.4.5    ترکیبات گوگرددار موجود در هوا    537

14.4.6    گوگرد زدایی بیوگاز    538

14.4.7    جذب آمونیاک و اکسیداسیون زیستی    538

14.5    تصفیه محصولات جانبی تولید شده توسط بیواسکرابرها    539

14.6    جمع‌بندی    540

 فصل 15         

بیوراکتورهای غشایی   541

15.1    بیوراکتورهای غشایی    542

15.1.1    مبانی غشاء    544

15.1.2    انواع غشاها    545

15.1.3    غشاهای متخلخل    545

15.1.4    غشاهای متراکم    545

15.1.5    غشاهای کامپوزیتی    546

15.1.6    مواد غشایی    547

15.2    پارامترهای مشخصه‌یابی غشایی    547

15.2.1    ضخامت غشاء    548

15.2.2    عملکرد غشاء: انتخاب پذیری و نفوذ    548

15.2.3    انتقال جرم از طریق غشاء    549

15.3    انتقال در غشاهای متخلخل    551

15.3.1    منافذ استوانه‌ای موازی    551

15.4    غشاهای متخلخل نامتقارن    551

15.4.1    انتقال در غشاهای همگن    552

15.5    پیکربندی‌های راکتور    553

15.6    غشاهای ورق- مسطح    554

15.6.1    ماژول‌های صفحه‌ای و چارچوبی    554

15.6.2    ماژول‌های حلزونی    554

15.7    پیکربندی غشاهای لوله‌ای    555

15.7.1    ماژول‌های لوله‌ای    555

15.7.2    ماژول‌های غشای موئینه    556

15.7.3    ماژول‌های غشایی الیاف توخالی    557

15.8    بیوراکتورهای مبتنی بر غشاء    557

15.8.1    میکروبیولوژی    557

15.9    عملکرد بیوراکتورهای غشایی    559

15.9.1    بیوراکتورهای مبتنی بر غشاء    559

15.9.2    عملیات بیوراکتور: تأثیر پارامتر‌های عملیاتی    561

15.10   مدل‌سازی بیوراکتور غشایی    562

15.11   کاربردهای بیوراکتورهای غشایی در تصفیه بیولوژیکی گاز آلوده    564

15.11.1    مقایسه با سایر فناوری‌ها    565

15.12   کاربردهای جدید: جداسازی    566

15.12.1    حذف     566

منابع و مراجع    573

واژه‌نامه    577