منو
 کاربر Online
765 کاربر online
تاریخچه ی: بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصفیه فاضلاب

در حال مقایسه نگارشها

نگارش واقعی نگارش:1


تصویر

نگاه کلی

فاضلاب یا پالایشگاه نفت دارای زیادی روغن و چربی به صورت ذرات معلق ، هیدروکربن‌های سبک و سنگین ، فنل و مواد آلی حل شده دیگر است که اگر بدون تصفیه در محیط تخلیه شود، خطر آلودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت. برای تصفیه این فاضلابها ، ابتدا از یک بخش جدا کننده روغن و به دنبال آن ، از یک فرایند تصفیه بیولوژیکی برای حذف کامل مواد آلی باقیمانده ، استفاده می‌کنند که شامل دو بخش است:


  1. مخزن هوادهی: که در این مخزن ، فاضلاب ورودی با هوا و توده‌ای از میکروارگانیسم‌های هوازی برای مدتی که می‌تواند از 4 تا بیش از 24 ساعت متغیر باشد، در تماس قرار می‌گیرد. عمل هوادهی برای تامین اکسیژن کافی مورد نیاز فعالیت توده میکروبی (لجن فعال) توسط هم‌زن دائم انجام می‌گیرد.

  2. مخزن ته نشینی: که مایع و ذرات جامد لجن فعال را از هم جدا می‌کند.

عوامل بازدارنده

اصولا هر عاملی که حالت سمی برای میکروارگانیسم‌ها داشته باشد یا به هر دلیل عملکرد آنها را دچار توقف نماید، « عامل بازدارنده » نام دارد. مسمومیت باکتریها ممکن است بدلیل یکی از عوامل زیر باشد:


  • وجود مواد آلی نظیر فنل ، فورفورال ، هیدروکربنها ، H2S و مواد آروماتیک

  • حضور ترکیبات فلزات سنگین مثل یونهای سرب ، نیکل و کروم.
  • غلظت خیلی زیاد مواد معدنی محلول

    بعضی از این مواد خاصیت تسریع کنندگی روی عملکرد لجن فعال دارند و بازدهی آن را بالا می‌برند. در نتیجه سرعت تصفیه فاضلاب ، افزایش یافته ، زمان ماند فاضلاب در حوضچه هوادهی کاهش می‌یابد.

مواد و روشها

ابتدا برای مطالعه اثر عامل بازدارنده فنل ، آزمایشها به ترتیب زیر صورت گرفت:


  • در شش ارلن ، هر کدام 100 میلی‌لیتر از لجن فعال گرفته شده از تصفیه‌خانه پالایشگاه و 150ml از فاضلاب ورودی به سیستم بیولوژیکی همان تصفیه‌خانه ، ریخته شد. به ارلن‌ها به‌ترتیب 0 ، 10 ، 20 ، 50 ، 100 ، 200 پی‌پی‌ام (ppm) فنل اضافه کردند و عمل هوادهی توسط همزدن در شٍیکر (shaker) با 270 دور در دقیقه به مدت 6.5 ساعت انجام شد و دمای آزمایشگاه در حدود 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد بود. سپس فاضلاب به مدت 19 ساعت در حالت سکون باقی ماند و پس از ته‌نشینی میزان COD و کدورت طبق روشهای استاندارد تعیین گردید. مقدار COD فاضلاب همراه با غلظت مشخص فنل ، قبل و بعد از تصفیه ، اندازه‌گیری و با هم مقایسه گردید.

  • در قسمت دوم ، اثر گلیسیرین ، به‌عنوان یک ماده تسریع کننده ، مورد آزمایش قرار گرفت. در شش ارلن 100 میلی‌لیتر از لجن فعال و 150 میلی‌لیتر از فاضلاب ورودی به سیستم هوازی بیولوژیکی ریخته شد و به هر ارلن ، مقدار مشخص بین 0 تا 400 ppm گلیسیرین اضافه گردید و عمل هوازدهی توسط شِیکر در مدت زمان 48 ساعت ، در دمای 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد انجام گرفت. سپس عمل ته‌نشینی به مدت 2 ساعت صورت گرفت و مقادیر COD بعد از تصفیه و کدورتها اندازه‌گیری شد. COD فاضلاب اولیه همراه مقادیر متفاوت گلیسیرین نیز قبلا اندازه‌گیری شده بود. بنابراین اعداد بدست آمده در مورد COD قبل از تصفیه ، با COD بعد از تصفیه مربوط به غلظت مشخص گلیسیرین با هم مورد ارزیابی قرار گرفتند.

  • در سری سوم آزمایشها ، اثر یک عامل تسریع کننده ، یعنی مالتوز ، روی عملکرد سیستم لجن فعال ارزیابی شد. آزمایش مطابق روش انجام شده برای گلیسیرین و فنل انجام شد. غلظتهای متفاوت از مالتوز بین 0 تا 400 ppm بکار رفت. شرایط شامل دمای 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد و زمان هوادهی 48 ساعت و دور شِیکر 225 دور و زمان ته‌نشینی 2 ساعت بود، در انتها مقادیر COD و کدورت بعد از تصفیه اندازه‌گیری شد و با مقادیر COD فاضلاب اولیه همراه با غلظت مشخص مالتوز مقایسه گردید.

تصویر

نتایج و بحث

با افزایش غلظت فنل از 0 تا 100 ppm ، مقدار حذف COD افزایش می‌یابد. این افزایش از 40% به 59% است، ولی از این غلظت به بعد ، میزان حذف COD کاهش می‌یابد، بطوری‌که در 200ppm به 46% می‌رسد. این مطلب نشان می‌دهد که با افزایش غلظت فنل تا 100ppm یا به عبارتی افزایش COD اولیه درصد حذف توسط میکروارگانیسم‌ها بالا می‌رود، اما در غلظتهای بالاتر بدلیل تاثیر سمیّت فنل روی فعالیت توده میکروبی ، درصد حذف COD کاهش می‌یابد. این نتایج ، نشانگر این است که فاضلابهای آلوده به فنل تا غلظت 100ppm در زمانهای کوتاه ماند ، تغییر زیادی روی روند تصفیه بیولوژیکی ایجاد نمی‌کنند، ولی از این غلظت بیشتر درصد حذف COD کم می‌شود.

با افزایش غلظت فنل از 20ppm ، کدورت فاضلاب تصفیه شده به‌شدت افزایش می‌یابد. علت این امر این است که افزایش غلظت فنل باعث جلوگیری از عمل انعقاد و لخته‌سازی ذرات معلق و میکروارگانیسم‌ها شده است و ذرات معلق همراه با فاضلاب تصفیه شده خارج می‌شوند و کدورت را افزایش می‌دهند. اثر کدورت از غلظت 50ppm به بالا تقریبا ثابت می‌ماند.

با افزایش غلظت 100 تا 200 ppm گلیسرین ، COD فاضلاب تصفیه شده حدود 12% افزایش می‌یابد، اما درصد حذف COD نیز به شدت افزایش می‌یابد، بطوریکه درصد حذف COD از 57% در غلظت صفر به 79% در غلظت 200ppm می‌رسد که نشانگر افزایش راندمان حذف COD با افزایش مقدار بار آلودگی است.

کدورت فاضلاب خروجی از غلظت 0 تا 400 ppmگلیسرین ، پیوسته در حال کاهش است، بطوری که در غلظت 200ppm به حدود 0.32NTU می‌رسد که در مقایسه با غلظت صفر که دارای 0.75NTU می‌باشد، حدود 50% کاهش نشان می‌دهد. جالب آنکه در همین زمان کدورت آب لوله کشی (آب چاه) 0.6NTV و کدورت آب مقطر 0.2NTU بدست آمده که نشان می‌دهد کدورت آب فاضلاب تصفیه شده ، کمتر از ذرات معلق آب چاه می‌باشد. بنابراین اضافه کردن گلیسرین به فاضلاب باعث حذف مواد جامد معلق گردیده است.

با افزایش غلظت مالتوز درصد حذف COD تا غلظت 200ppm پیوسته افزایش می‌یابد. با وجودیکه بدلیل افزوده شدن مالتوز به فاضلاب اولیه ، COD فاضلاب بالا می‌رود، لیکن COD فاضلاب تصفیه شده تا غلظت 200ppm یک مقدار ثابت است و درصد حذف COD از 48.7% به 74% در 200ppm افزایش می‌یابد.

بیشترین کاهش کدورت در غلظت 20ppm اتفاق می‌افتد، اما بطور کلی تا غلظت 200ppm کدورت نسبت به مقدار کدورت در غلظت عنصر کاهش چشمگیری دارد. بنابراین می‌توان با توجه به درصد حذف COD در غلظتهای متفاوت حدود 0 تا 100 ppm و به ویژه 20ppm را «غلظت بهینه» برای اضافه کردن مالتوز به فاضلاب اولیه دانست.

مباحث مرتبط با عنوان


نگاه کلی

فاضلاب یا پالایشگاه نفت دارای زیادی روغن و چربی به صورت ذرات معلق ، هیدروکربن‌های سبک و سنگین ، فنل و مواد آلی حل شده دیگر است که اگر بدون تصفیه در محیط تخلیه شود، خطر آلودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت. برای تصفیه این فاضلابها ابتدا از یک بخش جدا کننده روغن و به دنبال آن از یک فرایند تصفیه بیولوژیکی برای حذف کامل مواد آلی باقیمانده ، استفاده می‌کنند که شامل دو بخش است:


  1. مخزن هوادهی که در این مخزن فاضلاب ورودی با هوا و توده‌ای از میکروارگانیسم‌های هوازی برای مدتی که می‌توانند از 4 تا بیش از 24 ساعت متغیر باشد، در تماس قرار می‌گیرد. عمل هوادهی برای تامین اکسیژن کافی مورد نیاز فعالیت توده میکروبی (لجن فعال) توسط هم زن دائم انجام می‌گیرد.

  2. مخزن ته نشینی که مایع و ذرات جامد لجن فعال را از هم جدا می‌کند.

عوامل بازدارنده

اصولا هر عاملی که حالت سمی برای میکروارگانیسم‌ها داشته باشد، یا به هر دلیل عملکرد آنها را دچار توقف نماید، عامل بازدارنده نام دارد. مسمومیت باکتریها ممکن است به دلیل یکی از عوامل زیر باشد:


  • وجود مواد آلی نظیر فنل ، فورفورال ، هیدروکربن‌ها ، و مواد آروماتیک

  • حضور ترکیبات فلزات سنگین مثل ، ،

  • غلظت خیلی زیاد مواد معدنی محلول

    بعضی از این مواد خاصیت تسریع کنندگی روی عملکرد لجن فعال دارند و بازدهی آن را بالا می‌برند. در نتیجه سرعت تصفیه فاضلاب افزایش یافته و زمان ماند فاضلاب در حوضچه هوادهی کاهش می‌یابد.

مواد و روشها

ابتدا برای مطالعه اثر عامل بازدارنده فنل آزمایشها به ترتیب زیر صورت گرفت:


  • در شش ارلن هر کدام 100 میلی لیتر از لجن فعال گرفته شده از تصفیه خانه پالایشگاه و 150ml از فاضلاب ورودی به سیستم بیولوژیکی همان تصفیه خانه ، ریخته شد. به ارلنها به ترتیب 0 ، 10 ، 20 ، 50 ، 100 ، 200 پی پی ام (ppm) فنل اضافه کردند و عمل موادی هوادهی توسط همزدن در شیکر با 270 دور در دقیقه به مدت 6.5 ساعت انجام شد و دمای آزمایشگاه در حدود 18 تا 20 درجه سانتیگراد بود. سپس فاضلاب به مدت 19 ساعت در حالت سکون باقی ماند و پس از ته نشینی میزان COD و کدورت طبق روشهای استاندارد تعیین گردید. مقدار COD فاضلاب همراه با غلظت مشخص فنل ، قبل و بعد از تصفیه اندازه گیری و با هم مقایسه گردید.

  • در قسمت دوم اثر گلیسرین ، به عنوان یک ماده تسریع کننده ، مورد آزمایش قرار گرفت. در شش ارلن 100 میلی لیتر از لجن فعال و 150 میلی لیتر از فاضلاب ورودی به سیستم هوازی بیولوژیکی ریخته شد و به هر ارلن مقدار مشخص بین 0 تا 400 ppm گلیسرین اضافه گردید و عمل هوازدهی توسط شیکر در مدت زمان 48 ساعت ، در دمای 18 تا 20 درجه سانتیگراد انجام گرفت. سپس عمل ته نشینی به مدت 2 ساعت صورت گرفت و مقادیر COD بعد از تصفیه و کدورتها اندازه گیری شد. COD فاضلاب اولیه همراه مقادیر متفاوت گلیسرین نیز قبلا اندازه گیری شده بود. بنابراین اعداد بدست آمده در مورد COD قبل از تصفیه ، با COD بعد از تصفیه مربوط به غلظت مشخص گلیسرین با هم مورد ارزیابی قرار گرفتند.

  • در سری سوم آزمایشها ، اثر یک عامل تسریع کننده ، یعنی مالتوز ، روی عملکرد سیستم لجن فعال ارزیابی شد. آزمایش مطابق روش انجام شده برای گلیسرین و فنل انجام شد. غلظتهای متفاوت از مالتوز بین 0 تا 400 ppm بکار رفت. شرایط شامل دمای 18 تا 20 درجه سانتیگراد و زمان هوادهی 48 ساعت و دور شیکر 225 دور و زمان ته نشینی 2 ساعت بود، در انتها مقادیر COD و کدورت بعد از تصفیه اندازه گیری شد و با مقادیر COD فاضلاب اولیه همراه با غلظت مشخص مالتوز مقایسه گردید.

نتایج و بحث

شکل 1. نشانگر تغییرات COD فاضلاب قبل (منحنی بالایی) و بعد از انجام عمل تصفیه (منحنی پایین) در مقابل غلظت فنل می‌باشد و چنانچه در شکل دیده می‌شود با افزایش غلظت فنل از 0 تا 100 ppm ، مقدار حذف COD افزایش می‌یابد. این افزایش از 40% به 59% است، ولی از این غلظت به بعد میزان حذف COD کاهش می‌یابد، بطوری که در 200ppm به 46% می‌رسد. این مطلب نشان می‌دهد که با افزایش غلظت فنل تا 100ppm یا به عبارتی افزایش COD اولیه درصد حذف توسط میکروارگانیسم‌ها بالا می‌رود، اما در غلظتهای بالاتر به دلیل تاثیر سمیت فنل روی فعالیت توده میکروبی ، درصد حذف COD کاهش می‌یابد. این نتایج نشانگر این است که فاضلابهای آلوده به فنل تا غلظت 100ppm در زمانهای کوتاه ماند ، تغییر زیادی روی روند تصفیه بیولوژیکی ایجاد نمی‌کنند، ولی از این غلظت بیشتر درصد حذف COD کم می‌شود.

شکل 2. میزان تغییرات کدورت فاضلاب تصفیه شده نسبت به غلظت فنل فاضلاب اولیه را نشان می‌دهد که می‌بینیم با افزایش غلظت فنل از 20ppm کدورت فاضلاب تصفیه شده به شدت افزایش می‌یابد. علت این امر این است که افزایش غلظت فنل باعث جلوگیری از عمل انعقاد و لخته سازی ذرات معلق و میکروارگانیسم‌ها شده است و ذرات معلق همراه با فاضلاب تصفیه شده خارج می‌شوند و کدورت را افزایش می‌دهند. اثر کدورت از غلظت 50ppm به بالا تقریبا ثابت می‌ماند.

شکل 3. COD فاضلاب اولیه همراه مقادیر متفاوت گلیسرین نسبت به غلظت گلیسرین را نشان می‌دهد که دیده می‌شود با افزایش غلظت 100 تا 200 ppm گلیسرین ، COD فاضلاب تصفیه شده حدود 12% افزایش می‌یابد، اما درصد حذف COD نیز به شدت افزایش می‌یابد، بطوری که درصد حذف COD از 57% در غلظت صفر به 79% در غلظت 200ppm می‌رسد که نشانگر افزایش راندمان حذف COD با افزایش مقدار بار آلودگی است.

شکل 4. کدورت فاضلاب تصفیه شده نسبت به غلظت گلیسیرین رسم شده است، مشاهده می‌شود که کدورت فاضلاب خروجی از غلظت 0 تا 400 ppmگلیسرین ، پیوسته در حال کاهش است، بطوری که در غلظت 200ppm به حدود 0.32NTU می‌رسد که در مقایسه با غلظت صفر که دارای 0.75NTU می‌باشد، حدود 50% کاهش نشان می‌دهد. جالب آنکه در همین زمان کدورت آب لوله کشی (آب چاه) 0.6NTV و کدورت آب مقطر 0.2NTU بدست آمده که نشان می‌دهد کدورت آب فاضلاب تصفیه شده ، کمتر از ذرات معلق آب چاه می‌باشد. بنابراین اضافه کردن گلیسرین به فاضلاب باعث حذف مواد جامد معلق گردیده است.

شکل 5. نشانگر تغییرات COD فاضلاب اولیه و مالتوز اضافه شده به آن و COD فاضلاب تصفیه شده نسبت به غلظت مالتوز می‌باشد که نشان می‌دهد با افزایش غلظت مالتوز درصد حذف COD تا غلظت 200ppm پیوسته افزایش می‌یابد. با وجودی که به دلیل افزوده شدن مالتوز به فاضلاب اولیه ، COD فاضلاب بالا می‌رود، لیکن COD فاضلاب تصفیه شده تا غلظت 200ppm یک مقدار ثابت است و درصد حذف COD از 48.7% به 74% در 200ppm افزایش می‌یابد.

شکل 6. مقادیر کدورت فاضلاب تصفیه شده خروجی از سیستم نسبت به غلظت مالتوز را نشان می‌دهد که دیده می‌شود بیشترین کاهش کدورت در غلظت 20ppm اتفاق می‌افتد، اما بطور کلی تا غلظت 200ppm کدورت نسبت به مقدار کدورت در غلظت عنصر کاهش چشمگیری دارد. بنابراین می‌توان با توجه به درصد حذف COD در غلظتهای متفاوت حدود 0 تا 100 ppm و به ویژه 20ppm را غلظت بهینه برای اضافه کردن مالتوز به فاضلاب اولیه دانست.

مباحث مرتبط با عنوان


تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 سه شنبه 19 اردیبهشت 1385 [18:59 ]   4   فیروزه نجفی      جاری 
 سه شنبه 19 اردیبهشت 1385 [18:56 ]   3   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 19 اردیبهشت 1385 [18:54 ]   2   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 08 تیر 1384 [12:01 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..