گوگردزدایی زیستی دی‎بنزوتیوفن به‎عنوان الگوی ترکیب گوگردی نفت کوره با باکتری تثبیت‎شده بر پلی‎اتیلن

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

2 استادیار شیمی کاربردی، گروه‎ شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 استادیار مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

چکیده

 
  
      در این پژوهش، روش گوگردزدایی زیستی (BDS) با باکتری سودوموناس آئروژینوزا تثبیت‎شده بر پایه پلی‎اتیلن برای گوگرد­زدایی زیستی دی‎بنزو‎تیوفن  (DBT) به‎عنوان نمونه الگوی گوگردی در نفت کوره (مازوت) بررسی شد. نتایج به‎دست آمده برپایه روش طیف­سنجی نوری در طول موج 325 نانومتر نشان‎دهنده حذف زیستی 90/54 درصد از دی‎بنزوتیوفن در غلظت اولیه mg.l-1 5 در pH برابر با 7 در دمای°C 37 پس از 90 دقیقه زمان تماس با 1/0 گرم از زیست­ کاتالیست بود. شرایط بهینه به‎دست آمده برای نمونه مازوت مورداستفاده قرار گرفت و کاهش کل مقدار گوگرد (TSC) به کمک طیف­سنجی فلورسانس پرتو ایکس(XRF) بررسی شد. نتیجه­ های به‎دست آمده نشان‎دهنده حذف 33/075 درصد از کل ترکیبات گوگرد­دار موجود در نمونه مازوت است. مطالعه ­های سینتیک نشان‎دهنده فرایند جذب شیمیایی بود و سرعت واکنش از معادله شبه‎درجه دوم پیروی می ­کرد. اطلاعات به‎دست آمده از جذب دی‎بنزوتیوفن بر زیست­ کاتالیست با هم‎دما فروندلیچ همخوانی داشت. ریخت سطح و گروه ­های عامل سطحی زیست­ کاتالیست به‎ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)  و طیف‎سنجی فروسرخ تبدیل فوریه  (FT‎IR) بررسی شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Biodesulphurization of dibenzothiophene as a sulphur Model compound in heavy fuel oil by supported bacterial strain on polyethylene

نویسندگان [English]

  • Babak Ghorbani Barnaji 1
  • Soroor Sadeghi 2
  • farhad salimi 3
چکیده [English]

A new biodesulfurization method has been considered using Pseudomonas aeruginosa supported on polyethylene (PE) for biodesulfurization (BDS) of dibenzothiophene (DBT) as heavy fuel oil sulphur compound model. The obtained results according to Spectrophotometric analysis at 325 nm showed that 90.54 % of DBT at the primary concentration about 5 (mg.L-1), pH=7, biocatalyst dosage of 0.1 g, in 37 °C and after 90 min of contact time has been removed. These optimum conditions have been applied for heavy fuel oil (mazut) samples and the biodegradation of their total sulphur content (TSC) has been investigated by X- ray fluorescence spectrometer (XRF).  The obtained results revealed that 33.075 % of total sulphur content from mazut sample has been removed. Kinetic study predicted the chemisorption process as the rate determining step, as it followed the pseudo-second-order rate equation. The data for DBT adsorption on biocatalyst fitted to the Freundlich isotherm model. Morphology and surface functional groups of the biocatalyst have been investigated by SEM and FT-IR, respectively. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biodesulfurization
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Polyethylene
  • Heavy Fuel oil (Mazut)
  • dibenzothiophene
[1] Leflaive, P.; Lemberton, J.L.; Perot, G.; Mirgain, C.; Carriat, J.Y.; Colin, J.M.; Appl. Catal. A: General. 227, 201-215, 2002.
[2] Brunet, S.; Mey, D.; Pérot, G.; Bouchy, C.; Diehl, F.; Appl. Catal. A General. 278, 143-172, 2005.
[3] Song, C.; Catal. Today. 86, 211-263, 2003.
[4] Díaz, E.; International Microbiol. 7, 173-180, 2010.
[5] Fujikawa, T.; Kimura, H.; Kiriyama, K.; Hagiwara, K.; Catal. Today 111, 188-193, 2006.
[6] Ito, E.; Van Veen, J.R.; Catal. Today 116, 446-460, 2006.
[7] Nuhu, A.A.; Rev. Environ. Sci. Bio. Technol. 12, 9-23, 2013.
[8] Davoodi, F.; Vosoughi, M.; Ziaee, A.A.; Bioresour. Technol. 101, 1102-1105, 2010.
[9] Caro, A.; Boltes, K.; Letón, P.; García-Calvo, E.; Biochem. Eng. J. 35, 191-197, 2007.
[10] Li, W.; Wang, M.D.; Chen, H.; Chen, J.M.; Shi, Y.; Biotechnol. Lett. 28, 1175-1179, 2006.
[11] Aggarwal, S.; Karimi, I.A.; Kilbane, J.J.; Lee, D.Y.; Mol. BioSyst. 8, 2724-2732, 2012.
[12] Li, W.; Zhang, Y.; Wang, M.D.; Shi, Y.; FEMS Microbiol. Lett. 247, 45-50, 2005.
[13] Kilbane, J.J.; Curr. Opin. Biotechnol. 17, 305-314, 2006.
[14] Chen, H.; Zhang, W.J.; Chen, J.M.; Cai, Y.B.; Li, W.; Bioresour. Technol. 99, 3630-3634, 2008.
[15] Li, Y.G.; Gao, H.S.; Li, W.L.; Xing, J.M.; Liu, H.Z.; Bioresour. Technol. 100, 5092-5096, 2009.
[16] Takada, M.; Nomura, N.; Okada, H.; Nakajima-Kambe, T.; Nakahara, T.; Uchiyama, H.; Biotechnol. Lett. 27, 871-874, 2005.
[17] Caro, A.; Boltes, K.; Letón, P.; García-Calvo, E.; Chemosphere. 73, 663-669, 2008.
[18] Fatahi, A.; Sadeghi, S.; Lett. Appl. Microbiol. 64, 370-378, 2017.
[19] Feng, J.; Zeng, Y.; Ma, C.; Cai, X.; Zhang, Q.; Tong, M.; Yu, B.; Xu, P.; Appl. Environ. Microbiol. 72, 7390-7393, 2006.
[20] Shan, G.; Xing, J.; Zhang, H.; Liu, H.; Appl. Environ. Microbiol. 71, 4497-4502, 2005.
[21] Hou, Y.; Kong, Y.; Yang, J.; Zhang, J.; Shi, D.; Xin, W.; Fuel 84, 1975-1979, 2005.
[22] Karimi, A.M.; Sadeghi, S.; Salimi, F.; Ecol. Chem. Eng. S. 24, 371-379, 2017.
[23] Shao, P.; Huang, R.Y.M.; J. Membr. Sci. 287,162-179, 2007.
[24] Rychlewska, K.; Konieczny, K.; Bodzek, M.; Archiv. Environ. Prot. 41, 3-11, 2015.
[25] Dinamarca, M.A.; Ibacache-Quiroga, C.; Baeza, P.; Galvez, S.; Villarroel, M.; Olivero, P.; Ojeda, J.; Bioresour. Technol. 101, 2375-2378, 2010.
[26] Dinamarca, M.A.; Rojas, A.; Baeza, P.; Espinoza, G.; Ibacache-Quiroga, C.; Ojeda, J.; Fuel. 116, 237-241, 2014.
[27] Zhang, H.; Liu, Q.; Li, Y.; Li, W.; Xiong, X.; Xing, J.; Liu, H.; Sci. China Series B: Chem. 51, 69-77, 2008.
[28] Zhang, H.; Shan, G.; Liu, H.; Xing, J.; Surf. Coat. Technol. 201, 6917-6921, 2007.
[29] Guobin, S.; Jianmin, X.; Chen, G.; Huizhou, L.; Jiayong, C.; Lett. Appl. Microbiol.40, 30-36, 2005.
[30] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. 10, 2-9, 2013.
[31] Jiang, Z.; Hongying, L.U.; Zhang, Y.; Can, L.I.; Chin. J. Catal. 32, 707-715, 2011.
[32] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; Transaction Chem. Chem. Eng. 20, 1929, 2013.
[33] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; J. Environ. Health. Sci. Eng. 12, 98, 2014.
[34] Labana, S.; Pandey, G.; Jain, R.K.; Lett. Appl. Microbiol. 40, 159-163, 2005.
[35] Guobin, S.; Huaiying, Z.; Jianmin, X.; Guo, C.; Wangliang, L.; Huizhou, L.; Biochem. Eng. J. 27, 305-309, 2006.
[36] Lagergren, S.; K Svenska Vetenskapsakademiens Handl. 24, 1-39, 1898.
[37] Ho, Y.S.; McKay, G.; Process biochem. 34, 451-465, 1999.