بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه روش های مختلف برای تصفیه پساب واحد تولید رزین نیترو پلی بوتادی ان با گروه های انتهایی هیدروکسیل مورد بررسی قرار گرفت. روش انعقاد و لخته سازی و روش ترکیبی جذب سطحی-بیولوژیکی بری حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی COD پساب Nitro-HTPB بکار برده شد و عملکرد هر دو فرایند از نظر میزان حذف COD و توجیه اقتصادی مقایسه شد.
در فرایند انعقاد و لخته سازی آزمایش ها بر مبنای جارتست با استفاده از روش تاگوچی برای تعیین شرایط بهینه در تصفیه پساب طراحی شدند و اثرات نوع و غلظت انعقاد کننده، نوع و غلظت کمک انعقاد کننده و pH بر بازدهی فرایند انعقاد و لخته سازی مورد بررسی قرار گرفت. پس از تعیین شرایط بهینه حداکثر حذف 70 COD درصد بود . در فرایند ترکیبی تصفیه زیستی -جذب سطحی از لجن فعال به عنوان توده زیستی و از کربن فعال پودری به عنوان جاذب استفاده شد. پس از تعیین شرایط بهینه فرایند ازجمله زمانماند در راکتور، حجم لجن و میزان جاذب درنهایت 88 درصد حذف COD گزارش شد.
-1 مقدمه
رزین نیترو پلی بوتادی ان با گروه های انتهایی هیدروکسیل - Nitro- HTBP - به عنوان بایندر به طور گستردهای در مواد پرانرژی کاربرد دارد.[1] بنابراین سنتز این رزین از نظر کاربرد نظامی حائز اهمیت فراوانی است 2]و.[3 پساب Nitro- HTBP شامل مواد آلی و یون های مختلفی می باشد. وجود این مواد شیمیایی در آب باعث آلودگیهای زیستمحیطی زیادی میشود این امر تصفیه پساب را اجتنابناپذیر میکند
روشهای مختلف زیادی برای تصفیه پساب وجود دارد که بهطور گسترده در تصفیه پساب استفاده میشوند ازجمله: انعقاد و لخته سازی [6]، فرایند اکسیداسیون [7]، تصفیه زیستی [8]، ازن زنی [9] و جذب سطحی
در این مطالعه، راندمان سیستم انعقاد و لخته سازی و سیستم ترکیبی بیولوژیکی-جذب سطحی در حذف COD از پساب Nitro-HTPB بررسی شد و نتایج مقایسه شدند.
انعقاد و لخته سازی فرایندی با دامنه کاربرد وسیع در زمینه تصفیه پساب میباشد. فرایند انعقادمعمولاً با اضافه کردن مواد غیر آلی مانند نمکهایی بر پایه آلومینیوم یا آهن انجام میشود. در این فرایند با تشکیل لخته و جذب آلودگیها و درنهایت تهنشینی آنها تصفیه صورت میگیرد
سیستم ترکیبی بیولوژیکی- جذب سطحی شامل فرایند تصفیه بیولوژیکی با استفاده از لجن فعال و فرایند جذب سطحی با استفاده از جاذب می باشد
ونگ و همکاران فولورن nC60 را از پساب در سال 2013 حذف کردند. آنها روش شیمیایی انعقاد و لخته سازی را برای حذف آلودگی ذکر شده مورد بررسی قرار دادند. آنها اثر pH، غلظت انعقاد کننده و خواص اولیه پساب را بر بازده حذف مطالعه کردند. در نهایت بازده حذف nC60 را به 71 درصد رساندند
لی و همکارانش در سال 2016 حذف ذرات پلیمری از آب را با استفاده از روش انعقاد شیمیایی و فیلتراسیون مورد بررسی قراردادند. در این کار حذف ذرات پلیمری که بهصورت کلوئیدی هستند به این روشها بررسیشده است. آنها از کلرید فریک بهعنوان منعقد کننده استفاده کردهاند و نتایج مناسب را در pH=5 به دست آوردهاند. به گزارش آنها انجام فرایند انعقاد شیمیایی قبل از فیلتراسیون برای حصول هدف لازم است
یو و همکاران در سال 2014 روش ترکیبی بیولوژیکی - جذب سطحی برای تصفیه پساب استفاده کرند. آنها کربن فعال پودری را به عنوان جاذب در فرایند جذب سطحی بکار بردند و مکانیسم جذب سطحی در راکتور حاوی کربن فعال پودر به خوبی مطالعه کردند. همچنین فرایند تصفیه بدون جاذب را مورد مطالعه قرار دادند که نشان داد در غیاب جاذب فرایند تصفیه به کندی صورت گرفت
آذری و همکاران در سال 2017 برای تصفیه پساب از روش ترکیبی جذب سطحی - بیولوژیکی با مقادیر مختلف کربن فعال استفاده کردند. آنها اثر کربن فعال پودری بر بازده و عملکرد فرایند مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که حضور جاذب در راکتور، بازده کلی فرایند را بهبود بخشیده است
-2 مواد و روش ها
در این پروژه از پساب واحد تولید رزین Nitro-HTPB استفاده شد. pH اولیه پساب اسیدی و مقدار 5 بود که با اضافه کردن مقادیر مشخصی از سود NaoH، pH تنظیم شد . در این مطالعه مشخصات شیمی فیزیکی پساب ازجمله کل مواد جامد محلول TDS، کل مواد جامد معلق TSS، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی COD و کل کربن آلی TOC طبق روشهای استاندارد اندازهگیری شد و در جدول - 1 - نشان داده شد. کلیه مواد بهکاررفته در این مطالعه از شرکت مرک آلمان تهیه شد.
1-2روش انعقاد و لخته سازی
2-1-2 جارتست
عملیات انعقاد و لخته سازی با روش جارتست انجام شد . غلظتهای معینی از انعقاد کنندهها شامل آلومینیوم سولفات، سولفات آهن، کلرید آهن، پلی آلومینیوم کلرید و کمک انعقاد کنندهها شامل کلسیم اکسید، سدیم کربنات، کلسیم کربنات و سدیم سیلیکات به 600mL پساب در pH مشخص اضافه گردید . آزمایش جارتست بدینصورت انجام گرفت ابتدا 2 دقیقه اختلاط تند با دور 100 rpm و سپس اختلاط کند به مدت 20 دقیقه با دور 30 rpm برای ایجاد فلوک1 انجام شد .[18- 17] پساب پسازاینکه بهطور کامل با انعقاد کننده مخلوط شد 30 دقیقه در حالت سکون قرار گرفت تا تهنشینی انجام گیرد. سپس با استفاده از کاغذ صافی جداسازی انجام پذیرفت. پس از شناورسازی TDS، TSS، COD و TOCمجدداً اندازهگیری شد.
2-2 روش ترکیبی بیولوژیکی - جذب سطحی
روش ترکیبی بیو- جذب سطحی برای کاهش COD پساب Nitro-HTPB مورد استفاده قرار گرفت. لجن فعال مورد استفاده در این آزمایش از پژوهشکده رویان تهیهشده است. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی لجن در جدول - 2 - آمده است . بیوراکتور بهصورت یک مخزن مکعب از جنس پلکسی گلاس به حجم 3 لیتر طراحیشده است. طول، عرض و عمق این راکتور به ترتیب 15، 10 و 20 سانتی متر
جدول -1 مشخصات شیمی - فیزیکی پساب
