سولفید هیدروژن گاز بی رنگی است که معمولا در گازهای پسماند بسیاری از صنایع از قبیل تولید کاغذ، پالایشگاه های نفت و گاز ،صنایع فرآورش خوراک و صنایع بهسازی آب پسماند یافت می شود. این گاز، بوی تخم مرغ گندیده داشته و آستانه ی بویایی بسیار پایینی دارد. در غلظتهای بسیار پایین به سلامتی آسیب رسانده و اگر غلظتش از حدی بالاتر رود به شدت کشنده است. روشهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای حذف این آلاینده از گازهای پسماند ایجاد شده است. روش های بیولوژیکی از نظر اقتصادی و محیط زیستی و بخصوص برای حذف غلظتهای پایینتر این آلاینده مناسبتر می باشند. در سالهای اخیر، از بین روشهای مختلف بیولوژیکی، استفاده از زیست صافی چکنده بیشترین توجه را به خود جلب کرده است. در این تحقیق حذف سولفید هیدروژن از فاز گاز در یک زیست صافی چکنده با بستر سنگ لاوا مورد بررسی قرار گرفت. این زیست صافی چکنده با باکتری تیوباسیلوس تیوپاروس تثبیت شده و تمام آزمایشات با آرایش جریان ناهمسو انجام گرفت. در ابتدای پروژه، یک زیست صافی چکنده طراحی و ساخته شد سپس، روشی برای تثبیت کشت خالص میکروبی بر روی بستر و سازش آن به سولفید هیدروژن بدست آمد. آزمایشات مختلفی با هدف بررسی مناسب بودن این زیست صافی چکنده در حذف سولفید هیدروژن از جریانات گازی انجام شد. این آزمایشها در محدوده ای از غلظتها ( 10 تا 90)، زمانهای ماند ( 9 تا 60) و سرعتهای متفاوت جریانات چرخشی( 98/0 و 95/1) انجام شده و بازدهی و ظرفیت حذف بدست آمد. زیست صافی چکنده توانست آلاینده را در غلظت 45 و با زمان ماندی برابر 20 ثانیه به صورت کامل حذف کند و حتی زمانی که غلظت ورودی به 75 افزایش یافت، بازدهی حذفی بالاتر از 96% بود. اثر جریان چرخشی بر کارایی زیست صافی در غلظت ثابت 55 و با تغییر زمان ماند بدست آمد. افزایش جریان چرخشی بازدهی حذف سولفید هیدروژن را کاهش داد. اثر تغییر غلظت آلاینده در ارتفاعات مختلف ستون بدست آمد. با کاهش زمان ماند، حذف سولفید هیدروژن در زیست صافی چکنده تا حدودی یکنواختر شد ولی اثر تغییر غلظت ورودی سولفید هیدروژن بر حذف آن در طول ستون قابل چشم پوشی بود. تقریبا تمام حذف در 85% نخست ارتفاع مفید زیست صافی انجام شد.

در این تحقیق تولید لاکتیک اسید به روش ناپیوسته از قند خرمای ضایعاتی با استفاده از سلول های لاکتوباسیلوس پلانتارم مورد بررسی قرار گرفته است. در بهینه سازی ترکیبات محیط کشت، سه منبع مغذی حایز اهمیت یعنی منبع کربنی (قند خرما) منبع نیتروژنی (عصاره مخمر) و منبع فسفر (4hpo2k) متغیرهای مورد بررسی انتخاب شدند. سطوح بهینه بدست آمد ه برای عوامل فوق عبارتست از: 40 گرم بر لیتر گلوکز، 20 گرم بر لیتر عصاره مخمر و 2 گرم بر لیتر 4hpo2k . پس از بهینه سازی عمل تخمیر در سطوح بهینه موارد فوق در رآکتور 5 لیتری به صورت ناپیوسته انجام گرفت تا روند تولید محصول موردنظر و مصرف قند خرما و رشد توده سلولی در طول فرآیند تخمیر حاصل شود. در نتیجه این امر روند تخمیر فرآیند ناپیوسته تولید لاکتیک اسید از قند خرما توسط باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم در فرمانتور به دست آمد. جهت انجام فرآیند ناپیوسته تولید لاکتیک اسید، ابتدا تولید محصول در محیط کشت با ترکیب بهینه شده در مرحله نخست و بدون حذف همزمان آن از محیط کشت انجام پذیرفت. عمل تخمیر در فرمانتور به مدت 80 ساعت ادامه یافت و نتایج به دست آمده نشان داد که تولید نهایی محصول 24.3 gr/lit می باشد که از میزان gr/lit40 قند قابل احیاء در محیط استحصال شده بود. حال آنکه به کارگیری روش حذف محصول از سیستم سبب پیشرفت قابل ملاحظه واکنش و تولید 39.6 gr/lit لاکتیک اسید به ازای حذف gr/lit40 قند قابل احیا در محیط در مدت 12 ساعت گردید. همچنین روند حذف فیزیکی لاکتیک اسید از محیط کشت به روش تراوش تبخیری مورد مورد بررسی قرار گرفت که به دلیل پایین بودن فشار بخار لاکتیک اسید و تفاوت جزیی دانسیته آن نسبت به آب انجام جداسازی و پیوسته نمودن فرآیند تولید به این روش میسر نگردید.

در این تحقیق استخراج میکروبی فلز روی از کنستانتره پر عیار سولفیدی روی مورد بررسی قرار گرفت.از میان باکتری های رایج در استخراج میکروبی، باکتری اسیدوتیو باسیلوس فراکسیدانس مورد استفاده قرار گرفت. این پروژه در 3 مرحله دنبال شد. در مرحله اول سینتیک رشد باکتری مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت و نشان داده شد که داده های بدست آمده ازمعادلات جونزوکلی ii، تیزیر و مونود اکسپنانشیالی در پیش بینی رشد سلولی تطبیق خوبی با داده های تجربی دارند. همینطور مقدار orp به عنوان ابزاری مناسب جهت تخمین درصد اکسیداسیون یون فرو حین رشد سلول معرفی گردید و رابطه خطی مناسبی ما بین orp و درصد اکسیداسیون یون فرو و همینطور orp و کدورت سلولی، od ، با ضریب همبستگی بالا ارایه گردید. در مرحله دوم، با احتساب این حقیقت که استخراج فلز روی توام با انحلال مقادیر بالایی از فلز روی می باشد و سبب بازدارندگی فعالیت باکتری می شود، تطبیق باکتری به این فلز تا غلظت- های1،5،15،30 ،45 و 60 گرم بر لیتر صورت گرفت. دو روش تطبیق "کشت متداول"و "کشت تنها" متداول در مقالات مقایسه شد و نشان داده شد که جهت تطبیق باکتری به 60 گرم بر لیتر فلز روی، تطبیق باکتری ابتدا به 5 گرم بر لیتر فلز روی و سپس به 60 گرم بر لیتر زمان کل کمتری نسبت به سایر حالات بحث شده در پایان نامه دارد. همینطور نشان داده شد که سرعت اتصال باکتری ها به سطح کانی بعد از 5/1 ساعت از آغاز استخراج ما بین باکتری های تطبیق نیافته و تطبیق یافته به 15 و 30 گرم بر لیتر یون روی یکسان و در حدود 75 درصد باکتری های اولیه موجود در محلول می باشد. همچنین مشاهده شد که با افزایش دانسیته پالپ از 1/0 درصد به 5 درصد، سرعت اتصال باکتری ها نیز بعد از 1 ساعت از استخراج، افزایش می یابد. بعد از 5 بار کشت متوالی باکتری تطبیق داده شده در عدم حضور یون روی در محیط کشت، کشت باکتری در حضور یون روی بدون هیچ گونه بازدارندگی مشاهده شد. در مرحله پایانی استخراج میکروبی فلز روی از کنستانتره پر عیار مورد ارزیابی قرار گرفت. در این مرحله 2 پدیده نادر مشاهده شد. اول بازیابی 70 درصدی فلز روی بعد از 45 روز استخراج توسط استخراج شیمیایی و دوم عدم رشد باکتری ها در حضور دانسیته پالپ 1 درصد و بالاتر. در راستای بررسی این دو پدیده، علت استخراج شیمیایی بالای فلز روی به عدم بازدارندگی لایه گوگرد تشکیل شده در سطح کنستانتره جهت نفوذ یون فریک و پروتون، ربط داده شد. مشاهده شد که دلایلی مانند آلودگی باکتری مورد استفاده، کمبود اکسیژن محلول، درصد تلقیح و سمیت فلزات دیگر در محیط رشد باکتری در توجیه عدم رشد باکتری در محیط استخراج بی ارتباط می باشد. رشد باکتری با تطبیق باکتری به کنستانتره میسر گشت. در این خصوص، باکتری ابتدا در محیطی با دانسیته پالپ 1/0 درصد رشد داده شد و سپس به محیطی با دانسیته پالپ 1 درصد انتقال داده شد. به طوری که در این دانسیته پالپ رشد کامل باکتری مشاهده گردید.

در بین مراحل مختلف فرآیند ازدیاد برداشت میکروبی از چاههای نفت (meor) یکی از مهمترین قسمتها مرحله انجام فرایندهای متابولیکی و تولید محصولات بیولوژیکی می باشد. در حین فرایندهای متابولیکی در meor .محصولات متنوعی تولید می شود که هر یک از آنها به نحوی در افزایش راندمان بازیابی نفت موثرند. در این مطالعه توان مکیروارگانیسم های تولید کننده بیوسورفکتانت بررسی شد. نمونه ها از چاههای نفت بی بی ، مسیری پایداری و ایلام جمع آوری شدند و به پژوهشکده بیوتکنولوزی سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران انتقال یافت 45 سویه با همکاری در پژوهشکده بیوتکنولوژی سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایارن انتقال یافت 45 سویه با همکاری در پژوهشکده بیوتکنولوژی سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایارن جداسازی و از میان سویه های جدا شده سویه های شماره 54 و 30 بهترین تولید را نشان داد سپس سویه psuedomontas aeruginosa mm1011بعنوان استاندارد از کلکسیون میکروبی سازنان پژوهشهای علمی و صنعتی ایرن (مجتمع عصر انقلاب) همراه با 3 سویه دیگر مورد بررسی بیشتر و تولید ببوسورفکانت در شرایط آزمایشگاهی، فرمانتور آزمایش تحلیل و بهینه سازی قرار گرفت. پس از انجام بررسی های لازم بهترین سویه سویه شماره 4 بود در این سویه اختلاف کاهش کشش سطحی مایع کامل محیط کشت آزمایش (محیط 3m) کنترل برابر با 24mn/mبود بهترین منبع کربن برای این سویه بعد از گلوگز و ساکاروز، به ترتیب : ملاس، گلیسرول می باشد و بهترین منبع نیتروژن بعد از(nh2)2so2و nanoو عصاره مخمر است. این سویه قادر به تحمل طیف وسیع ph از 2/4 تا 2/9 بوده و دمای مناسب برای سویه 30 تا 40 درجه سانتیگراد تعیین شد. سپس شرایط بهینه رشد باکتری سودرموناس ائروجیینوزا به منظور تولید رامنولیید در هر چهار سویه بررسی شد که بدین منظور از محیط نمکهای معدنی 3m حاوی گلوکز ملاس و lindhardاستفاده گردید. در این آزمایش ها عوامل مختلف با روش تاگوچی مورد بررسی قرار گرفتند. در آزمایش های مورد نظر در سه سطح پارامترهای ph و نسبتc/n=24,28,32:c/n ، با میزان هوادهی ثابت200rpm در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شد. برای انجام این آزمایش ها توانایی امولسیون کنندگی نفت خام، توسط رامنولیپید حاصله اندازه گیری شد. براساس نتایج بدست آمده بهترین شرایط حاصله جهت تولید محصول رامنولیپید با محیط حاویlindhard در شرایط آزمایشگاهی به میزان 8/8 گرم در لیتر رامنولیپید و توانایی امولسیفیکاسیون نفت خام 88 درصد و میزان وزن خشک سلولی 2/2 گرم در لیتر می باشد لذا از محیط مورد نظر جهت تولید در فرمانتور استفاده شد و در این حالت پارامترهای دور همزن نسبت c/nو میزان هوادهی بهینه شد و بیشترین میزان تولید رامنولپید 2/14 گرم در لیتر با درصد توانائی امولسیفیکاسیون نفت خام 2/98 و وزن خشک سلولی 4/3 گرم در لیتر حاصل گردید. سپس تاثیر بیوسورفکانت بر افزایش برداشت در ستون ماسه سنگ (sand pack) و مغزه core گرفته شده از چاههای نفت مورد بررسی قرار گرفت و بیشترین میزان نفت بازیافت شده در ماسه سنگ زمانی که این سیستم اشباع از نفت خام می باشد برابر 6/23 درصد و بیشترین میزان نفت بازیافت شده در مغزه زمانی که این سیستم اشیاع از نفت خام می باشد برابر 42 درصد حاصل گردید.