تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : ليلا بايندري

دانشکده : فني و مهندسي

استاد راهنما : دکتر حسين صالحي زاده

تاريخ دفاع : 14/11/86

رشته و گرايش : مهندسي شيمي- بيوتکنولوژي

استاد مشاور : دکتر مسعود بهشتي

مدلسازي خوردگي ميكروبي حاصل از باكتري هاي كاهنده سولفات در برج هاي خنک کننده‌صنعت نفت

چکيده

زيان ناشي از خوردگي ميکروبي در صنعت قابل توجه است. بنابراين پژوهش در زمينه درک فرآيندها و جلوگيري از اين پديده رو به افزايش است. پيچيدگي فرآيندهاي خوردگي ميکروبي باعث شده که دانش موجود در اين زمينه همچنان کم باشد. در اين پروژه يک مدل رياضي دوبعدي براي بررسي خوردگي ميکروبي حاصل از باکتري هاي کاهنده سولفات ارائه شده است. سيستم مدل شده شامل سطح فلزي است که در محيط آبي قرار دارد. روي سطح فلز بيوفيلم باکتري هاي کاهنده سولفات به همراه باکتري هاي هوازي حضور دارد. واکنش هاي مدل شده شامل واکنش هاي سطحي (کاهش اکسيژن، تبديل هيدروژن و اکسيداسيون آهن)، واکنش هاي همگن (تعادل ها و واکنش هاي رسوبي) و رشد باکتري است.

مدل بطور کيفي خوردگي ميکروبي حاصل از برهم کنش باکتري هاي کاهنده سولفات و هوازي با سطح فلز را شرح مي دهد. يکي از موارد مهم در اين مدلسازي تعيين تاثير غلظت اکسيژن روي نوع خوردگي است.

در غلظت هاي بالاي اکسيژن، واکنش کاهش اکسيژن، واکنش غالب کاتدي است. باکتري هاي هوازي با ايجاد گراديان غلظت اکسيژن روي سطح باعث خوردگي موضعي مي شوند. غلظت اکسيژن در محل هايي که اين باکتري ها حضور ندارند بالاتر بوده و واکنش کاهش اکسيژن روي سطح خالي از اين باکتري ها رخ مي دهد. واکنش آندي اکسيداسيون آهن در اين حالت در زير بيوفيلم اتفاق مي افتد.

در غلظت هاي پايين اکسيژن واکنش تبديل هيدروژن (پروتون ها به عنوان پذيرنده الکترون عمل کرده و به هيدروژن گازي تبديل مي شوند) واکنش غالب کاتدي است. اين واکنش به شدت به گراديان غلظت هيدروژن روي سطح حساس است و با مصرف هيدروژن بوسيله باکتري کاهنده سولفات شروع مي شود که باعث پيشروي تعادل تبديل هيدروژن به توليد بيشتر هيدروژن مي شود. اين واکنش باعث ايجاد گراديان pH و در نتيجه افزايش خوردگي مي شود. در اين حالت محل نقاط آندي و کاتدي برعکس مي شود. واکنش کاتدي در زير بيوفيلم و واکنش آندي اکسيداسيون آهن در محل هاي خالي از بيوفيلم رخ مي دهد. اگر منبع سولفات در سيستم پايين باشد، به عنوان محدودکننده رشد باکتري کاهنده سولفات عمل کرده و هيدروژن به اندازه کافي مصرف نمي شود. در نتيجه واکنش تبديل هيدروژن به اندازه اي نخواهد بود که خوردگي موضعي رخ دهد.

واژه‌هاي كليدي: مدلسازي، خوردگي، خوردگي ميكروبي، باكتري كاهنده سولفات، باكتري هوازي