Elimination of Priority Indoor Volatile Organic Compounds by Active Botanical Biofilters: Experimental and Modeling Approach
Universiteit Antwerpen
2025
Dit proefschrift onderzoekt de eliminatie van prioritaire vluchtige organische stoffen (VOS) door middel van actieve botanische biofilters via een gecombineerde experimentele en modelleringsbenadering. Het onderzoek richt zich op de verwijdering van benzeen, tolueen, ethylbenzeen, xyleen, formaldehyde en acetaaldehyde (BTEXFA)-verbindingen, die vertegenwoordigers zijn van binnenluchtverontreinigingen die een reële bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid. De experimentele benadering gebruikte een actief botanisch biofilter (ABB) en microbiële biofilters (MB's) om de prestaties van VOC-verwijdering onder verschillende randvoorwaarden te evalueren. Eerst werd een studie naar ABB-acclimatisatie uitgevoerd. Zodra de filters volledig operationeel waren en VOS verwijderden, werd een studie naar luchtsnelheidsvariatie uitgevoerd om de verwijdering bij verschillende luchtstroomsnelheden te documenteren. Tegelijkertijd werd een nieuw 3D multiphysics-model ontwikkeld op basis van computationele vloeistofdynamica om de aerodynamica van het MB-substraat, VOC-transport, en verwijderingsfenomenen te karakteriseren.
De effecten van acclimatisatie op VOC-verwijdering varieerden afhankelijk van de specifieke VOC, met verschillende patronen zichtbaar tussen BTEX, formaldehyde en acetaaldehyde. Verder werd aangetoond dat acclimatisatie door herhaalde VOC-blootstelling de efficiëntie van BTEX-verwijdering significant verbeterde. De studie naar luchtsnelheidsvariatie onthulde een complexe mix van effecten die de prestaties van ABB beïnvloeden, met veel verschillende reacties op luchtstroomverhoging tussen VOS. Een aerodynamisch submodel werd succesvol gevalideerd met experimentele gegevens, terwijl het volledige voorlopige model ruimte voor verbetering liet.
Dit onderzoek vergroot het begrip van botanische biofiltratiemechanismen en biedt praktische inzichten voor het optimaliseren van op ABB-gebaseerde binnenluchtzuiveringssystemen, en draagt bij aan duurzame toepassingen in stedelijke biowetenschap en engineering.
Meer lezen