شماره ركورد
34327
پديد آورنده
آذين نعمت خواه
عنوان
طراحي و ساخت فتوبيوراكتور نمكزدايي آبهاي شور با استفاده از ميكروجلبك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/9/1
استاد راهنما
دكتر تورج محمدي
استاد مشاور
دكتر سهيل ضرغامي
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
در سالهاي اخير، استفاده از روشهاي نمكزدايي زيستي به عنوان جايگزيني دوستدار محيطزيست با مصرف انرژي كمتر نسبت به روشهاي مرسوم نمكزدايي، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در اين پژوهش، توانايي ميكروجلبك كلرلا ولگاريس (Chlorella vulgaris) در فرآيند نمكزدايي زيستي مورد بررسي قرار گرفت. هدف اصلي اين پژوهش، طراحي و بهكارگيري يك فتوبيوراكتور كارآمد با هدف دستيابي به بيشترين كارايي زيستي و بالاترين بازده نمكزدايي و همچنين رشد بهينه ميكروجلبك ميباشد تا امكان استفاده از سامانههاي زيستي در فرآيندهاي تصفيه و نمكزدايي آب شور فراهم گردد. در مرحله نخست، به منظور يافتن بهترين ميزان تلقيح جلبك و نسبت آب دريا، آزمايشهاي مقدماتي در مقياس آزمايشگاهي و با درصدهاي مختلف تلقيح و نسبتهاي گوناگون آب دريا انجام شد. نتايج نشان داد كه افزايش درصد تلقيح تا حد مشخصي موجب بهبود رشد جلبك و افزايش ميزان حذف نمك ميشود. همچنين بررسي نسبتهاي مختلف آب دريا نشان داد كه Chlorella vulgaris توانايي رشد در شوريهاي بالا را دارد. بر اساس نتايج بدست آمده، حالت بهينه براي كشت ميكروجلبك، تلقيح 20% انتخاب شد. استفاده از نسبت %100 آب دريا به دليل شباهت بيشتر به وضعيت واقعي و مقياس صنعتي، به عنوان حالت نهايي براي فرآيند نمكزدايي در فتوبيوراكتور انتخاب گرديد. براي بررسي امكان افزايش مقياس، فتوبيوراكتور ستون حبابي با حجم 10 ليتر طراحي شد تا به دليل ويژگيهايي همچون اختلاط مناسب، توزيع يكنواخت نور و انتقال جرم كارآمد، محيطي مطلوب براي رشد جلبك فراهم نمايد. پس از فرايند نمكزدايي، نتايج نشان داد كه در شرايط تعيينشده، ميزان حذف نمك پس از 9 روز به %26 رسيد. اين ميزان حذف، بيانگر تواناييChlorella vulgaris در كاهش شوري حتي در حجم بالا است كه طراحي مطلوب فتوبيوراكتور طراحي شده را تاييد ميكند. به طور كلي، يافتههاي اين پژوهش نشان داد كه استفاده از ميكروجلبكها، بهويژهChlorella vulgaris ، در سيستمهاي زيستي نمكزدايي ميتواند به عنوان روشي كارآمد مطرح شود. بهينهسازي شرايط كشت و طراحي مناسب فتوبيوراكتور نيز تاثير بسزايي در كارايي حذف نمك دارد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/17
عنوان به انگليسي
Design and Construction of a Photobioreactor for Saline Water Desalination Using Microalgae
تاريخ بهره برداري
11/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اذين نعمت خواه
چكيده به لاتين
In recent years, biological desalination methods have attracted increasing attention as environmentally friendly alternatives with lower energy consumption compared to conventional desalination technologies. In this study, the potential of the microalga Chlorella vulgaris for use in a biological desalination process was investigated. The main objective of this research was to design and implement an efficient photobioreactor to achieve maximum biological performance, high desalination efficiency, and optimal microalgal growth, thereby enabling the application of biological systems in saline water treatment and desalination processes. In the first stage, preliminary laboratory-scale experiments were conducted using different inoculum percentages and seawater ratios to determine the optimal inoculation level and seawater proportion. The results showed that increasing the inoculum percentage up to a certain limit improved microalgal growth and salt removal efficiency. Moreover, testing various seawater ratios demonstrated that Chlorella vulgaris is capable of growing under high-salinity conditions. Based on the obtained results, the optimal cultivation condition was determined to be 20% inoculum. The 100% seawater ratio was selected as the final condition for the desalination process in the photobioreactor, as it more closely represents real and industrial-scale conditions. To evaluate the scalability of the process, a 10-liter bubble column photobioreactor was designed. This system provided a favorable environment for algal growth due to its efficient mixing, uniform light distribution, and effective mass transfer. After the desalination process, the results revealed that under the defined conditions, the salt removal efficiency reached 26% after 9 days. This level of removal indicates the high potential of Chlorella vulgaris in reducing salinity even at larger volumes, confirming the effectiveness of the designed photobioreactor. Overall, the findings of this study indicate that the use of microalgae, particularly Chlorella vulgaris, in biological desalination systems can be considered an effective approach. Furthermore, optimization of cultivation conditions and appropriate photobioreactor design play a critical role in enhancing desalination performance.
كليدواژه هاي فارسي
نمك زدايي زيستي , ميكروجلبك , كلرلا ولگاريس , فتوبيوراكتور ستون حبابي , شوري
كليدواژه هاي لاتين
Biological desalination , microalgae , Chlorella vulgaris , bubble column photobioreactor , salinity
Author
Azin Nematkhah
SuperVisor
Dr. Toraj Mohammadi