بخشی از مقاله
چکیده
با اهمیت یافتن سلامت بشر، تصفیه فاضلابهای شهری یه یکی از مهمترین اولویتهای سازمان محیط زیست تبدیل شده است. سیستم بیولوژیکی لجن فعال با بستر ثابت منجربه افزایش غلظت بیومس در تاسیسات تصفیه فاضلاب شده که جهت نیل به استانداردهای سختگیرانه گسترش یافته است. راکتور بیولوژیکی IFAS به نحوی طراحی شده که در مقابل هر یک مترمکعب حجم راکتور بیش از 150 مترمربع مساحت بیولوژیکی برای تماس باکتریها با فاضلاب فراهم کرده و در نتیجه قدرت پاکسازی بیشتری ایجاد مینماید. بنابراین هدف از تحقیق حاضر ارتقاء کیفیت پساب خروجی فاضلاب شهری از فرایند IFAS با پیش تصفیه شیمیایی است.
در این تحقیق ابتدا نمونه فاضلاب وارد راکتور شیمیایی شده تا نسبت BOD/COD افزایش یافته و درنهایت فاضلاب خروجی وارد راکتور بیولوژیکی شده و فرایند تصفیه کامل میشود. با توجه به نتایج به دست آمده، حجم هوادهی 10 cm3/sو میزان دز بهینه پرمنگنات پتاسیم 15 mg/Lبه دست آمد. همچنین راندمان حذف پارامترهای مورد بررسی برحسب درصد در زمان ماند هوادهی 16 ساعت عبارتنداز 65/5 COD، 89/9 BOD، 87/5 TSS، 43/7 NO3، 96 TP، TC 57/7 و 99/9 FC است. با توجه به نتایج به دست آمده، فرایند IFAS قابلیت تصفیه فاضلاب شهری را داشته و به عنوان گزینه-ای مناسب توصیه میشود.
.1 مقدمه
در سیستم های IFAS زیست توده های معلق و متصل به صورت موثری همزمان بکار گرفته می شوند. این سیستمها مزایای گسترده تری را نسبت به فرایندهای متداول لجن فعال - سیستمهای دارای رشد معلق - دارا هستند. این سیستم ها نسبت به شوک بارگذاری آلی و هیدرولیکی مقاومت بیشتری را دارا هستند. از طرف دیگر فرایندهای لجن فعال انعطاف پذیری بالاتری را دارند و قدرت تصفیه بیشتری را دارا می باشند. تعبیه مدیاهای رشد چسبیده در درون حوضچه هوادهی لجن فعال در بر گیرنده هر دوی این مزایا می باشد. با قرار گرفتن مدیا در داخل حوضچه هوادهی لجن فعال زیست توده بیشتری تشکیل می شود
بدون آنکه سبب افزایش بارگذاری جامدات به حوضچه ته نشینی گردد. این سیستم ها باعث افزایش قدرت بارگذاری به واحدهای لجن فعال شده بدون آنکه کوچکترین تغییری در حجم حوضچه ها ایجاد کنند. درواقع در این سیستم ها زیست توده متصل به مدیا باعث افزایش عملکرد تصفیه فاضلاب میگردد. از طرفی با افزایش زیست توده در برابر شوک های بارگذاری آلی و هیدرولیکی افزایش می یابد . در این بخش به مطالعاتی که در زمینه های بیوفیلمی صورت گرفته، پرداخته می شود.
ای- جفری و همکاران در سال 2013 حذف COD و نیتروژن را با استفاده از فرایند لجن فعال با رشد جسبیده ثابت بررسی کردند. حجم مفید پایلوت مورد استفاده 9 لیتر بوده است. در این تحقیق از مدیا با سطح مخصوص 26/4 m2/m3 استفاده شد. در میزان نرخ بار آلی mg/L 500 راندمان حذف COD در حدود 95/2 درصد و میزان نیتروژن به کمتر از 0/3 mg/L رسید
چانکای و همکاران در سال 2015 تصفیه روغن با فرایند ازن زنی در ترکیب با فرایند لجن فعال با رشد چسبیده ثابت را بررسی کردند. نتایج نشان داد که فرایند فوق قابلیت حذف 12/1 درصدacid extractable fraction و 43/1 درصد naphthenic acids را دارا است .[4] نیتین و همکاران در سال 2016 از سیستم لجن فعال با رشد جسبیده ثابت حهت تصفیه فاضلاب شهری استفاده کردند. شرایط بهره برداری عبارتند از میزان اکسیژن محلول 3mg/L، زمان ماند هیدرولیکی 6/9 ساعت، نرخ برگشت لجن 160-175 درصد، سن لجن 7 روز است. پس از سه ماه آزمایش راندمان حذف 92 COD درصد، 91 BOD درصد 90 TSS درصدازت کل 88 درصد و فسفر کل 50 درصد به دست آمده است
جباری و همکاران در سال 2016 تاثیر اسید نیتروس جهت حذف فسفر از سیستم لجن فعال با رشد چسبیده ثابت را بررسی کردند. اسید نیتروس در دو غلظت 0/06 J +122-N L 1 و 0/4 به سیستم تزریق شد براساس نتایج سیستم لجن فعال با رشد چسبیده قابلیت حذف فسفر را در حضور اسید نیتروس داشته و با آداپتاسیون میکروارگانیسمها راندمان حذف از 20 به 39 درصد افزایش داشته است .[6] بنابراین مطالعه حاضر با هدف تعیین کارایی و راندمان فرایند IFAS به همراه پیش تصفیه شیمیایی با پرمنگنات پتاسیم جهت تصفیه فاضلاب شهری انجام شده است.
.2 مواد و روشها
ابتدا یک پایلوت با مدیای پلی اتیلنی ساخته شد و به یکی از آزمایشگاههای معتمد محیط زیست منتقل گردید. فاضلاب توسط پمپی به داخل یک مخزن ذخیره و از آنجا با دبی تعریف شده به پایلوت هدایت گردید و به صورت روزانه از ورودی و خروجی نمونه برداری انجام و پارامترهای BOD، COD، TSS، NO3، TC و FC مورد آزمایش قرار گرفت. در این طرح از روش پیش تصفیه جزیی با پرمنگنات پتاسیم جهت افزایش نسبت BOD/COD و در نهایت تصفیه نهایی با روش کم هزینه بیویلوژیکی IFAS استفاده شد.
شکل-1 پایلوت مورد استفاده در تحقیق
بخش اول پایلوت- فرایند پیش شیمیایی با پرمنگنات پتاسیم
این قسمت مربوط به بخش شیمیایی مطالعه است، حجم مفید پایلوت 40 لیتر بود جنس این قسمت پایلوت از پلی اتیلن بود و دارای یک ورودی و خروجی بوده، تزریق کننده پرمنگنات پتاسیم در فضای رآکتور مستغرق بوده و با دوز تزریقی5، 10، 15 و 20 میلیگرم در لیتر نمونه پس از مواجه با عامل اکسیداسیون رادیکال هیدروکسیل و انجام واکنش از پایلوت خارج و توسط پمپ به درون راکتور بیولوژیکی منتقل میشد.
