سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
استفاده از كربن فعال گرانول در فرايند كربن زيستي
۱۳۹۰/۰۱/۱۱
7:36
|
استفاده از كربن فعال گرانول در فرايند كربن زيستي
به منظور حذف مواد آلي و رنگ پساب هاي صنايع نساجي
رضا عليزاده*+
(CEERS) تهران، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم و تحقيقات، مركز تحقيقات و مطالعات محيط زيست و انرژي
سيد مهدي برقعي
تهران، دانشگاه صنعتي شريف، دانشكده مهندسي شيمي و نفت
چكيد ه: : حذف رنگ و مواد آلي پيچيده يکي از مشكلات مهم در تصفيه پسا بهاي صنعتي است. صنايعي مانند
نساجي که داراي پساب حاوي مواد شيميايي متفاوت، از جمله رن گهاي مصنوعي(سنتتيک) هستند هميشه با مشکل
مواجه هستند. رو شهاي تصفيه بيولوژيکي و يا COD از بين بردن رنگ و يا کاهش غلظت مواد آ لي برحسب جذب سطحي در حذف و يا جداسازي رنگ، اغلب ناموفق و يا تا حدودي مؤثر هستند. در اين پژوهش، روش جذب سطحي و لجن فعال شده که به نام فرايند کربن زيستي شناخته شده است براي حذف رنگ و مواد آلي مورد مطالعه قرار گرفت. پساب واقعي يک کارخانه رنگرزي (نساجي) در حومه تهران دريک واحد پايلوت مورد آزمايش قرار گرفت. پايلوت که متشکل ازدو دستگاه راکتور لجن فعال بود ب هصورت مداوم راه اندا زي شد و پس از رسيدن به شرايط پايدار پسا ب صنعتي واحد نساجي جايگزين پساب مصنوعي شد تا ميکر واورگانيس مها به خوراک جديد به مخزن لجن فعال اضافه شد و (GAC) تطبيق داده شون د. پس از راهبري دستگاه به مدت معين، کربن فعال گرانو ل مورد ارزيابي قرار گرفت. در زمان ماند طولاني د ر BOD و ٥ COD ، عملکرد دستگاه پايلوت با اندازه گيري رنگ به حدود ۹۰ درصد و کاهش رنگ به ۸۸ درص د رسيد COD راهبري م يش دحداکث رکاه ش GAC راكتوري که بدو ن به ۹۶ درص د وکاه شرن گبه ۹۲ درصد افزايش پيدا كرد. اين تفاوت در COD کاه ش GAC ولي درراکتور دارا ي زما نهاي کوتا هتر بسيار متفاوت بوده و نقش فرايند کربن زيستي ب هطور كام ل مشخص م يشو د. به اين ترتيب مشخص شد که فرايند کربن زيستي م يتواند کمک مؤثري در حذف آلايند هها و رنگ پسا بهاي نساجي بنمايد.
مقدمه
صنايعي مانند نساجي همواره با مشکل حذف رنگ و مواد آلي فاضلاب صنعتي روبرو بوده اند، اين صنايع درزمينه تنوع درمواد اوليه مصرفي و ميزان بالاي بار آلودگي از صنايع شاخص محسوب مي شوند. با توجه به تلاش صنايع نساجي براي ارايه فراورده هاي متنوع، به کاربردن مواد شيميايي متفاوت به ويژه رنگ هاي جديد
در اين صنايع و توليد فاضلا ب هاي پيچيده که ترکيبي از مواد شيميايي گوناگون است اجتناب ناپذير است. لذا انجام مطالعات پايلوتي و آزمايشگاهي در خصوص تصفيه فاضلاب اين صنايع ضروري است. مواد شيميايي متفاوتي که دراين صنايع به کار برده مي شوند اثرهاي مخربي بر محيط زيست دارند که به طور خلاصه
:[ عبارت اند از [ ١ الياف و مواد معلق که باعث افزايش بار آلودگي شده و درمحيط تشکيل لجن مي دهند، اسيدها ومواد قلي ايي متفاوت كه درمراحل مختلف رنگرزي به کار رفته و نوسانات pH براي تنظيم آب هاي پذيرنده به وجود مي آورند و در نتيجه pH زيادي را در به طور مستقيم حيات آبزيان را تهديد مي كنند. کاربرد دترژنت ها و مواد پاک کننده درصنعت نساجي و ورود اين مواد به پسا بها افزون بر بالا بردن غلظت مو ادآلي آ بهاي پذيرنده درطعم و بوي آنها نيز تأثير گذارند.
مواد معدني، املاح و برخي از فلزهاي سنگين که همراه رنگ و يا نمک ها به کار برده مي شوند از قبيل کرم، نيکل و کبالت افزون بر ايجاد مسموميت درآبزيان خطرهاي زيادي براي سلامتي انسان دارند. ورود ترکيب هاي شيميايي حاوي مواد ازته و فسفاته به آب هاي پذيرنده، پديده شکوفايي جلبک دررودخان هها و تالا بها را به وجود
مي آورد. ترکيب هاي نشاسته اي و ساير موادآلي به کار برده شده عامل اصلي آلودگي آلي، کاهش اکسيژن محلول و بالارفتن غلظت آب محسوب مي شوند و همچنين نفوذ رنگ هاي متفاوت به BOD آب هاي سطحي و زيرزميني باعث رنگي شدن منابع آبي مي شود.
بسياري از مواد شيميايي مصرفي آلي (ارگانيک) به ويژه رنگ هاي کمپلکس با روش هاي متداول قابل تجزيه و حذف نيستند.
جداي از نوع رنگ و غلظت آن، مواد شيميايي همراه آن نيز باعثمي شود که مطالعات و بررسي هاي آزمايشگاهي و پايلوتي برايانتخاب روش تصفيه مناسب اعم از روش هاي شيميايي و بابيولوژيکي حايز اهميت شناخته شود.
فاضلاب هاي COD براي تصفيه و حذف مواد آلي و کاهش نساجي از رو شهاي متفاوتي استفاده شده است، انتخاب روش تصفيه با در نظر گرفتن نوع آلودگي و نحوه حذف آن صورت مي پذيرد و لذا به طور معمول تصفيه پسا ب هاي نساجي مجموعه اي از عمليات فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي را در بر مي گيرد. انعقاد و لخته سازي، يکي از روش هاي متداول در حذف رنگ و تصفيه پساب هاي نساجي است. در اين فرايند املاح آلومينيم و يا آهن همراه با آهک هيدراته به عنوان ماده منعقد کننده استفاده شده و باعث تشکيل توده هاي مواد معلق که رنگ را نيز تا حدودي حذف مي کنند مي شود. با روش انعقاد و لخته سازي تا حدود ۶۰ درصد از و رنگ برخي از پساب هاي نساجي را مي توان کاهش داد COD {٤- ولي در مورد الياف نخي اين روش تأثير زيادي ندارد [ ٢ استفاده از مواد اكسنده قوي مثل کلر، ازن يا آب اکسيژنه مورد مطالعه زيادي قرار گرفته، ولي افزون بر تشکيل مواد واسط هاي خطرناک (مثل تري هالومتان ها)، اين روش ها بسيار پرهزينه بوده و لذا هنوز کاربرد زيادي در سيستم هاي واقعي ندارد. سيستم هاي بيولوژيکي به ويژه روش لجن فعال در تصفيه و حذف مواد آلي بسيار مؤثرند ولي در رنگ زدايي کاربرد محدودي دارند به ويژه آنکه در سال هاي اخير مصرف رنگ هاي غيرقابل تجزيه بيولوژيکي به دليل ارزان بودن گسترش يافته است.
سيستم هاي فيزيکي شيميايي مثل جذب سطحي با بهره گيري خاک اره ،(GAC) کربن فعال گرانول ،(PAC) از کربن فعال پودر نجاري، انواع رزين ها و خاک رس (کائولن) همواره مورد توجه قرار داشته اند ولي اين رو شها مواد جامد ضايعات زيادي توليد كرده و لذا براي کاربرد صنعتي مناسب نيستند .
استفاده از کربن فعال پودر در مخازن لجن فعال سيستم هاي به وسيله ي يک شرکت بين المللي PACT بيولوژيکي تحت عنوان فرايند تحت ليسانس قرارگرفت ولي مشکل عمده اين روش (DUPONT)[ مصرف زياد کربن پودري وغير اقتصادي بودن فرايند است [ ٥
همچنين استفاده از غشاها و فيلترهاي مولکولي در سال هاي اخير مورد توجه واقع شده اند ولي هنوز در مرحله مطالعات اوليه هستند.و همکاران دريافتند که در مجاورت کربن فعال Koppe تجزيه بيولوژيکي هوازي ترکيب هاي آلي تسريع (GAC) گرانول مي شود. آزمايشاتي که توسط وي و همکارانش به عمل آمد اثر کربن فعال گرانول در افزايش سرعت سازگاري باکتر يها با موادي که به سختي تجزيه م يشوند مورد تأييد قرار گرفت. اين فرايند که تلفيق لجن فعال با کربن فعال است به نام فرايند کربن زيستي خوانده مي شود. در اين فرايند بازده سيستم لجن فعال GAC .[ افزوده شده و اثر کاهش دما جبران مي شود [ ٦
کربن فعال گرانول) به هنگام ) GAC مکانيسم و نحوه عملکرد افزايش به سيستم لجن فعال به اين صورت بيان شده است که: 1. باکتري هاي ويژه در خلل وفرج کربن فعال گرانول به صورت
تأخيري نگه داري مي شوند.
۲ ميکرواورگانيسم ها در مجاورت کربن فعال گرانول سطح( ١٠٠ m٢/m زيادي را براي رشد خواهند داشت ( ٣
۳ غني سازي برخي از آنزيم ها در مجاورت کربن فعال گرانولاتفاق م يافتد.
۴ اکسيژن محلول به ميزان ۱۰ تا ۴۰ ميلي گرم برليتر روي.[ کربن فعال گرانول جذب مي شود و ظرفيت جذب را بالا مي برد [ ٧
روش آزمايش
با توجه به مصرف آب فراوان در فرايندهاي متفاوت صنايع نساجي و همچنين عدم وجود روشي مناسب و اقتصادي براي حذف رنگ و مواد آلي و در نهايت بازيافت پساب آن صنايع، پژوهش و تحقيق در خصوص رو شهاي نوين تصفيه پساب صنايع نساجي همچنان ادامه دارد که در اين راستا روش کربن زيستي در سال هاي اخير ازسوي محققين در مقياس پايلوت مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش فرايند مذکور به روش پايلوتي مورد بررسي قرار مي گيرد، البته به طور معمول مطالعه هاي آزمايشگاهي با استفاده از پساب مصنوعي که در آزمايشگاه تهيه مي شود، انجام مي پذيرد که اين عمل نم يتواند شرايط واقعي پساب را در بر گيرد و همين موجب مي شود که کارايي اين گونه مطالعه ها محدود شده و نتيجه هاي به دست آمده قابل تعميم نباشد، لذا توصيه شده است از فاضلاب واقعي با تمام پيچيدگ يهاي آن در مطالعه هاي پايلوتي استفاده شود. به همين منظور براي ارزيابي روش تصفيه جذب زيستي از فاضلاب صنعتي يک کارخانه رنگرزي واقع در منطقه صنعتي کرج استفاده شد، به طوري که دستگاه هاي پايلوت ساخته شده در محل کارخانه نصب و با استفاده از پساب واقعي آن کارخانه
مطالعه ها انجام شد.
در اين کارخانه عمليات رنگرزي و تکميل روي پارچه هاي نخي و نخ پلي استر انجام مي گرفت و مواد مصرفي عمده عبارت بودند از رن گهاي راکتيو و گوگردي، سديم کربنات، سديم کلريد، سديم هيدروکسيد، ضدکف، انواع صابون ها، مواد نفوذ دهنده آلي، آب اکسيژنه و استيك اسيد. پايلوت مورد استفاده متشکل از دو دستگاه راکتور لجن فعال با ابعاد و مشخصات مشابه بود که يک دستگاه به عنوان راکتور فرايند کربن زيستي) و دستگاه دوم به عنوان شاهد مورد ) GACT استفاده قرار گرفت. مخزن هاي هوادهي هر راکتور با حجم ۵۰ ليتر و مخزن هاي ته نشيني هريک با حجم مؤثر ۲۰ ليتر، هر دو از ورق فلزي با پوشش رنگ اپوکسي براي اين مطالعه ساخته شده و به کار برده شدند (شکل ۱) و با تغذيه ازمواد ارگانيک محلول و تنفس از هواي وارد شده به آب باعث پالايش پساب مي شوند.
شکل ۱ فرايند لجن فعال شده (ميکرواورگانيسم ها در پساب به صورت شناور رشد كرده اند).
ضرورت بازگرداندن ميکرواورگانيسم به مخزن هوادهي يکي از ويژگي هاي اين سيستم است.
راکتور ۱ به عنوان راکتور شاهد با فرايند لجن فعال معمولي و از نوع هوادهي ممتد و راکتور دوم به عنوان فرايند کربن (AS) مورد استفاده واقع شدند. کربن مورد استفاده (GACT) زيستي ازنوع صنعتي و داراي قطر تقريبي ۱ و طول ۳ مي لي متر و ساخت هلند انتخاب شد. تأمين اکسيژن محلول پايلوت Norit کارخانه به وسيله ي يک دستگاه هوادم صنعتي با ظرفيت ۶۰۰ ۲۰۰ ليتر هوا در ساعت و با استفاده از تعدادي سنگ هوا و به صورت عمقي انجام پذيرفت و به طور کلي سعي شد تا شرايط سيستم پايلوت به طور دقيق مشابه شرايط واقعي باشد تا نتيجه هاي به دست آمده براي طراحي سيستم واقعي قابل استفاده شود. پساب کارخانه بعد از خنثي سازي به طور مداوم وارد يک مخزن متعادل سازي شده و از اين مرحله با جريان مداوم به وسيله ي پمپ وارد راکتورها شد. در شروع راه اندازي راکتورها، جريان ورودي1 ليتر در ساعت درنظر گرفته شد به طوري که زمان / راکتورها ٢ ماند هيدروليکي ۲۴ ساعت باشد، ولي به تدريج اين جريان تغيير داده شد و راکتورها تحت شرايط گوناگون مورد ارزيابي قرار گرفتند. رژيم هيدروليکي راکتورها به طور كامل مخلوط و نحوه هوادهي
آنها گسترده انتخاب شد. زمان ماند هيدروليکي در مخزن هاي ته نشيني در ابتدا حدود ۱۰ ساعت در نظر گرفته شد ولي با افزايش شدت جريان ورودي، زمان ماند در مخزن هاي ته نشيني نيز تا حد اکسيژن ) BOD ۴ ساعت تغيير يافت. در طول تحقيق، آزمايش هاي ٥ اکسيژن مورد نياز شيميايي) و ) COD مورد نياز بيوشيميايي)، و
غلظت رنگ روي نمونه هاي ورودي و خروجي از راكتور ١ لجن فعال ساده) و راکتور ۲ ( لجن فعال همراه با کربن فعال در شدت جريان هاي متفاوت و زمان هاي ماند ((GACT) گرانول36 و ٤٨ ساعت طبق رو شهاي استاندارد ،٢٤ ، هيدروليکي ١٢ به عمل آمد [ ٨] همچنين تأثير غلظت کربن فعال در راکتور مورد مطالعه قرارگرفت. GACT راه اندازي هردو بيوراکتور ابتدا با پساب ساختگي که مخلوطي ازگلوکز و ملاس قند و مواد مغذي اوره و فسفات آمونيم بود انجام گرفت و از لجن فعال يک تصفيه خانه بهداشتي به منظور لقااستفاده شد.
پس از دوهفته که به تدريج غلظت ميکروبي در بيوراکتورها درحال افزايش بود، روزانه مقداري از پساب صنعتي کارخانه به خوراک هر دو بيوراکتور افزوده شد و پس از حدود دوماه از تاريخ راه اندازي، خوراک هر دو راکتور با پساب صنعتي واقعي کارخانه نساجي جايگزين شد. جدول ۱ مشخصات پساب مصنوعي و پساب
برحسب ميلي گرم بر pH واقعي را نشان م يدهد ( ارقام به استثناي ليتر است). در طول دوران راه اندازي، اکسيژن موردنياز بيوراکتورها از طريق دستگاه هوادم تأمين مي شد به طوري که غلظت اکسيژن محلول در محدوده ۱ الي ۳ ميلي گرم در ليتر قرار گيرد. اگرچه بيوراکتورها در محوطه آزاد قرار گرفته بودند ولي سعي بر اين بود که دماي داخل راکتورها از ۲۰ درجه سانتي گراد کاهش نيابد.
نتيجه ها و بحث
به تدريج پس از گذشت نزديك به ۸ هفته، غلظت مواد معلق و در هر دو راکتور به ( MLVSS شناور فرار (غلظت ميکروبي يا حدود ۵۰۰ ميلي گرم درليتر رسيد و از اين مرحله به بعد مشخص شد که غلظت ميکروبي با سرعت بسيار کمي افزايش مي يابد. اين پديده در سيستم هاي بيولوژيکي که از پساب صنعتي حاوي مواد شيميايي تغذيه مي شوند بسيار متداول است. وجود مواد شيميايي گاهي وقت ها باعث بازدارندگي رشد ميکرواورگانيسم ها شده و عامل اصلي در جلوگيري از افزايش غلظت محسوب مي شود. در شکل ۲ افزايش غلظت ميکروبي در طول دوران راه اندازي واحدها نشان داده شده است و هما نگونه که ملاحظه مي شود پس از هفته ۸ بسيار کند مي باشد. MLVSS افزايش(GAC) پس از هفته هشتم در بيوراکتور ۲، کربن فعال گرانول به ميزان ٢٠ ميلي گرم در ليتر اضافه شد (در مرحله هاي بعدي اين مقدار تا ۱۲۰ ميلي گرم درليتر افزايش يافت) به طوري که عملکرد
راکتورهاي ۱ (بدون کربن) و ۲ (با کربن گرانول) قابل مقايسه شوند. در طول مدت آزمايش ها که با تغيير جريان هيدروليکي و تغيير غلظت ميکروبي همراه بود نمونه بردار ي هاي مکرري از راکتورها
به عمل آمده و نتيجه ها ثبت شدند.
همان گونه که گفته شد راکتورها طبق برنامه مشخص راه اندازي و مورد بهره برداري قرار گرفتند. به علت کمبود ميزان نيتروژن آلي و فسفر در پساب صنايع نساجي با افزودن اوره و مخلوطي از فسفا تهاي پتاسيم وآمونيم تلاش شد تا خوراک فسفر، ) BOD:N:P= ورودي به بيوراکتورها از نسبت ١٠٠:٥:١ نيتروژن، اکسيژن موردنياز بيوشيميايي) برخوردار باشد. يا رشد MLVSS شکل ۳ نشان دهنده افزايش غلظت ميکرواورگانيسم ها در بيوراکتورها مي باشد. اگرچه سعي براين بود که اين ميزان حتي الامکان به بيش از ۲۰۰۰ ميلي گرم در ليتر
برسد ولي در عمل مشاهده شد که افزايش بيش از ۱۰۰۰ ميلي گرم در ليتر دشوار مي باشد. لازم به ذکر است که اين افزايش غلظت در راکتور شاهد به دليل تطبيق شرايط زيست و تکثير MLVSS ميکرواورگانيسم ها با فاضلاب صنعتي (خوراک ورودي) است. در بيوراکتور ۲ که حاوي کربن فعال گرانول بود مقدارهاي بيشتري از رشد ميکروبي مشاهده شد و به طور كامل مشخص بود که ميکرواورگانيسم ها روي سطح کربن فعال رشد مي كنند. در دو راکتور COD تغييرهاي روند کاهش مواد آلي برحسب در شکل ۴ نشان داده شده است. در اين شرايط و درحالي که ورودي COD زمان ماند هيدروليکي در حدود ۲۴ ساعت و غلظت در حدود ۸۰۰ الي ۱۱۰۰ ميلي گرم در ليتر و غلظت کربن فعال گرانول در راکتور ۲ در حدود ۵۰ ميلي گرم در ليت ر بود غلظت GAC خروجي از راکتور ۱ به ۲۰۰ و در راکتور ۲ که داراي COD بود به ۹۰ ميلي گرم در ليتر رسيد. پس از طي ۱۶ هفته از زمان راه اندازي، زمان ماند هيدروليکي در راکتورها تغيير داده شد، به طوري که آزمايش ها درزمان هاي ماند ۱۲ الي ۵۶ ساعت انجام شد.
در زمان هاي کوتاه تر تفاوت عملکرد دو بيوراکتور به طور كامل مشهود و متفاوت است ولي همان گونه که در شکل ٥ مشاهده مي شود در زمان هاي ماند طولاني تر کارايي دوسيستم از نظر حذف مواد آلي نزديک به يکديگر است. آزمايش هاي بالا نشان داد که با افزايش زمان ماند هيدروليکي بيش از ۳۶ ساعت تفاوت زيادي در درصد حذف مواد آلي در دو راکتور ايجاد نمي شود. در شکل ۵، اثر زمان ماند بر درصد کاهش در دو راکتور نشان داده شده است و در اين BOD و ٥ COD شکل ملاحظه مي شود که در زمان ماند هيدروليکي ۱۲ ساعت حداکثر کاهش مواد آلي برحسب اکسيژن مورد نياز بيوشيميايي به ۵۲ درصد مي رسد ولي در زمان ماند ۵۶ ساعت اين (BOD٥) کارايي به ۹۴ درصد م يرسد. در اين تحقيق تغييرهاي رنگ تحت تأثير عملکرد راکتورها در زمان هاي ماند متفاوت در شکل ۶ نشان داده شده است. اگرچه
اندازه گيري غلظت رنگ به علت رنگ تيره پساب ورودي با دشواري همراه بود، ولي با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر، امکان اندازه گيري حذف رنگ به صورت نسبي و با انداز هگيري ميزان رنگ جذب شده امکان پذير شد. در شرايطي که غلظت کربن فعال گرانول در راکتور ۲ در حدود ۵۰ ميلي گرم در ليتر بود، راکتور بدون کربن فعال حداکثر قابليت ۸۹ درصد حذف رنگ را دارا بود ولي راکتور با کربن فعال تا ۹۲ درصد از اين توانايي برخوردار بود. در اين مورد نيز در زمان هاي ماند طولاني و غلظت کمتر کربن فعال تفاوت چندان و (GAC) زياد نيست ولي با افزايش غلظت کربن فعال گرانول در زمان هاي ماند کوتاه، تفاوت قابل ملاحظه اي ديده م يشود.
به هرحال وجود کربن فعال گرانول نقش مثبتي در حذف مواد آلاينده برحسب مواد آلي و رنگ خواهد داشت و به نظر مي رسد که در زما نهاي ماند کوتا هتر فرايند بيولوژيکي به دليل وجود مواد شيميايي کمپلکس از سرعت واکنش خوبي برخوردار نبوده و قابليت و توانايي زيادي در تجزيه مواد آلي ندارد، حال آنكه فرايند جذب سطحي به دليل سرعت واکنش بالا مي تواند بسيار مؤثر.[١١- باشد [ ٩ مصرفي (GAC) درصورت افزايش ميزان کربن فعال گرانول۱۰۰ و نيز افزايش زمان ماند هيدروليکي mg/li ۵۰ به mg/li ازسيستم از ۲۴ ساعت به ۴۸ ساعت، ميزان حذف رنگ تنها ۱۳ درصد ارتقاء م ييابد و در صورت افزايش ۲۰ درصد رقم کربن
۱۲۰ ) در همان زمان ماند mg/li) مصرفي (GAC) فعال گرانول هيدروليکي، ميزان حذف رنگ ۲ درصد افزايش يافت و از ۸۲ درصد به ۸۴ درصد رسيد. نتيجه هاي به دست آمده درجدول ۲ آمده است.
BOD،COD ( تغييرهاي غلظت رنگ (برحسب اسپکتروفتومتري برحسب مقدارهاي متفاوت کربن فعال گرانول در شکل ۷ نشان داده شده است.
نتيجه گيري نهايي
در اين مطالعه که مقايسه اي بين فرايند لجن فعال معمولي و فرايند لجن فعال به کمک کربن فعال گرانول (کربن زيستي) است، مشخص م يشود که در زمان هاي ماند طولاني ۴۸ و ۵۶ ساعت تفاوت دو سيستم چندان محسوس نيست و در اين زمان هاي ماند هيدورليکي طولاني با توجه به هزينه کربن فعال، کاربرد اين ماده توجيه اقتصادي ندارد، ولي در زمان هاي ماند کوتاه تر به تدريج نقش مؤثر فرايند جذب سطحي و جذب زيستي بيشتر مشخص مي شود که در اين راستا نتيجه هاي به دست آمده را به شرح زير مي توان خلاصه كرد:
بهترين غلظت کربن فعال گرانول در محدوده ۷۵ الي ۱۲۰ ميلي گرم در ليتر به دست آمد. ،GACT با توجه به افزايش غلظت ميکروبي در فرايند کربن زيستي) بازيافت و فعال كردن کربن فعال بايد مورد توجه
قرار گيرد. در غير اين صورت هزينه مواد شيميايي مصرفي افزايش قابل ملاحظ هاي مي يابد.
پساب صنايع نساجي را به راحتي مي توان تا بيش از COD ۹۰ درصد با فرايند لجن فعال معمولي و ۹۵ درصد با فرايند کربن زيستي) حذف كرد. ) GACT حذف رنگ درفرايند لجن فعال ساده بسيار محدود است ولي
در سيستم کربن زيستي اين ميزان به شدت افزايش م ييابد، به ويژه در مواقعي که زمان ماند هيدروليکي کمتر از ۳۶ ساعت است. در جدول ۳ مزايا و معايب استفاده از کربن فعال گرانول درسيستم هاي بيولوژيکي به طور خلاصه آمده است.
راکتورها. BOD و COD شکل ۵ اثر زمان ماند بر بازده حذف شکل ۶ درصد حذف رنگ در دو راکتور تحت زمان هاي ماند متفاوت.
با GACT در راکتور BOD و COD ، شکل ۷ درصد حذف رنگ غلظت هاي متفاوت کربن فعال گرانول. GAC) و رنگ با تغيير مقدارهاي کربن فعال گرانول COD و BOD جدول ۲ مقايسه درصد کاهش
فرايند کربن زيستي). ) GACT و زمان ماند درسيستم۳ مزايا و معايب استفاده از کربن فعال گرانول درسيستم هاي بيولوژيکي.
نتيجه هاي افزايش مضرات افزايش GAC فوايد افزايش(کربن فعال گرانول) نياز GAC ۱۰ اکسيژن روي -۴۰ mg/l با توجه به جذب
سيستم به اکسيژن دهي بيشتر است. لذا سيستم هوادهي ممتد) مطلوب تر است [ ١٢ ) Extended Aeration
زايل شدن رنگ و بو، کاهش کف در هواده ها به دليل جذب شدن مواد پاک کننده موجود در پساب روي کربن فعال، عدم ايجاد شرايط
F/M بالکينگ يا تورم لجن (به دليل ايجاد نسبت(ميکرواورگانيسم/غذا) مناسب) و کاهش نياز به اکسيژن حذف مواد آلي پساب کربن فعال گرانول) به مخزن هوادهي ) GAC افزودن موجب توليد لجن بيشتر مي شود و به دليل افزايش به تعداد دفعات دفع لجن مي افزايد. MIVSS بهبود يافتن ته نشيني افزايش ظرفيت ته نشيني ثانويه درسيستم لجن کربن فعال گرانول) اضافه شده به تانک هوادهي )GAC ته نشين مي شود و معلق نگه داشتن آن در تانک به آساني صورت نمي گيرد.
بهبود آب گيري از لجن افزايش ظرفيت واحد بي آب سازي لجن در سيستم کربن فعال گرانول) افزايش ) GAC ايجاد شرايط بازيافت
ميزان برگشت لجن درابتداي عمليات
کيفيت پساب خروجي بهبود مي يابد. نسبت برگشت لجن به دليل بهبود سيستم افزايش چگالي لجن برگشتي کاهش مي يابد.
کربن زيستي) براي بارگذاري لجن بيش از ) GACT فرايند مناسب است. درمورد فاضلاب /۲ kg BOD/Kg MLSS
خانگي و ترکيب فاضلاب انساني و صنعتي مقرون [ به صرفه نيست [ ١٣
به منظور حذف مواد آلي و رنگ پساب هاي صنايع نساجي
رضا عليزاده*+
(CEERS) تهران، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم و تحقيقات، مركز تحقيقات و مطالعات محيط زيست و انرژي
سيد مهدي برقعي
تهران، دانشگاه صنعتي شريف، دانشكده مهندسي شيمي و نفت
چكيد ه: : حذف رنگ و مواد آلي پيچيده يکي از مشكلات مهم در تصفيه پسا بهاي صنعتي است. صنايعي مانند
نساجي که داراي پساب حاوي مواد شيميايي متفاوت، از جمله رن گهاي مصنوعي(سنتتيک) هستند هميشه با مشکل
مواجه هستند. رو شهاي تصفيه بيولوژيکي و يا COD از بين بردن رنگ و يا کاهش غلظت مواد آ لي برحسب جذب سطحي در حذف و يا جداسازي رنگ، اغلب ناموفق و يا تا حدودي مؤثر هستند. در اين پژوهش، روش جذب سطحي و لجن فعال شده که به نام فرايند کربن زيستي شناخته شده است براي حذف رنگ و مواد آلي مورد مطالعه قرار گرفت. پساب واقعي يک کارخانه رنگرزي (نساجي) در حومه تهران دريک واحد پايلوت مورد آزمايش قرار گرفت. پايلوت که متشکل ازدو دستگاه راکتور لجن فعال بود ب هصورت مداوم راه اندا زي شد و پس از رسيدن به شرايط پايدار پسا ب صنعتي واحد نساجي جايگزين پساب مصنوعي شد تا ميکر واورگانيس مها به خوراک جديد به مخزن لجن فعال اضافه شد و (GAC) تطبيق داده شون د. پس از راهبري دستگاه به مدت معين، کربن فعال گرانو ل مورد ارزيابي قرار گرفت. در زمان ماند طولاني د ر BOD و ٥ COD ، عملکرد دستگاه پايلوت با اندازه گيري رنگ به حدود ۹۰ درصد و کاهش رنگ به ۸۸ درص د رسيد COD راهبري م يش دحداکث رکاه ش GAC راكتوري که بدو ن به ۹۶ درص د وکاه شرن گبه ۹۲ درصد افزايش پيدا كرد. اين تفاوت در COD کاه ش GAC ولي درراکتور دارا ي زما نهاي کوتا هتر بسيار متفاوت بوده و نقش فرايند کربن زيستي ب هطور كام ل مشخص م يشو د. به اين ترتيب مشخص شد که فرايند کربن زيستي م يتواند کمک مؤثري در حذف آلايند هها و رنگ پسا بهاي نساجي بنمايد.
مقدمه
صنايعي مانند نساجي همواره با مشکل حذف رنگ و مواد آلي فاضلاب صنعتي روبرو بوده اند، اين صنايع درزمينه تنوع درمواد اوليه مصرفي و ميزان بالاي بار آلودگي از صنايع شاخص محسوب مي شوند. با توجه به تلاش صنايع نساجي براي ارايه فراورده هاي متنوع، به کاربردن مواد شيميايي متفاوت به ويژه رنگ هاي جديد
در اين صنايع و توليد فاضلا ب هاي پيچيده که ترکيبي از مواد شيميايي گوناگون است اجتناب ناپذير است. لذا انجام مطالعات پايلوتي و آزمايشگاهي در خصوص تصفيه فاضلاب اين صنايع ضروري است. مواد شيميايي متفاوتي که دراين صنايع به کار برده مي شوند اثرهاي مخربي بر محيط زيست دارند که به طور خلاصه
:[ عبارت اند از [ ١ الياف و مواد معلق که باعث افزايش بار آلودگي شده و درمحيط تشکيل لجن مي دهند، اسيدها ومواد قلي ايي متفاوت كه درمراحل مختلف رنگرزي به کار رفته و نوسانات pH براي تنظيم آب هاي پذيرنده به وجود مي آورند و در نتيجه pH زيادي را در به طور مستقيم حيات آبزيان را تهديد مي كنند. کاربرد دترژنت ها و مواد پاک کننده درصنعت نساجي و ورود اين مواد به پسا بها افزون بر بالا بردن غلظت مو ادآلي آ بهاي پذيرنده درطعم و بوي آنها نيز تأثير گذارند.
مواد معدني، املاح و برخي از فلزهاي سنگين که همراه رنگ و يا نمک ها به کار برده مي شوند از قبيل کرم، نيکل و کبالت افزون بر ايجاد مسموميت درآبزيان خطرهاي زيادي براي سلامتي انسان دارند. ورود ترکيب هاي شيميايي حاوي مواد ازته و فسفاته به آب هاي پذيرنده، پديده شکوفايي جلبک دررودخان هها و تالا بها را به وجود
مي آورد. ترکيب هاي نشاسته اي و ساير موادآلي به کار برده شده عامل اصلي آلودگي آلي، کاهش اکسيژن محلول و بالارفتن غلظت آب محسوب مي شوند و همچنين نفوذ رنگ هاي متفاوت به BOD آب هاي سطحي و زيرزميني باعث رنگي شدن منابع آبي مي شود.
بسياري از مواد شيميايي مصرفي آلي (ارگانيک) به ويژه رنگ هاي کمپلکس با روش هاي متداول قابل تجزيه و حذف نيستند.
جداي از نوع رنگ و غلظت آن، مواد شيميايي همراه آن نيز باعثمي شود که مطالعات و بررسي هاي آزمايشگاهي و پايلوتي برايانتخاب روش تصفيه مناسب اعم از روش هاي شيميايي و بابيولوژيکي حايز اهميت شناخته شود.
فاضلاب هاي COD براي تصفيه و حذف مواد آلي و کاهش نساجي از رو شهاي متفاوتي استفاده شده است، انتخاب روش تصفيه با در نظر گرفتن نوع آلودگي و نحوه حذف آن صورت مي پذيرد و لذا به طور معمول تصفيه پسا ب هاي نساجي مجموعه اي از عمليات فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي را در بر مي گيرد. انعقاد و لخته سازي، يکي از روش هاي متداول در حذف رنگ و تصفيه پساب هاي نساجي است. در اين فرايند املاح آلومينيم و يا آهن همراه با آهک هيدراته به عنوان ماده منعقد کننده استفاده شده و باعث تشکيل توده هاي مواد معلق که رنگ را نيز تا حدودي حذف مي کنند مي شود. با روش انعقاد و لخته سازي تا حدود ۶۰ درصد از و رنگ برخي از پساب هاي نساجي را مي توان کاهش داد COD {٤- ولي در مورد الياف نخي اين روش تأثير زيادي ندارد [ ٢ استفاده از مواد اكسنده قوي مثل کلر، ازن يا آب اکسيژنه مورد مطالعه زيادي قرار گرفته، ولي افزون بر تشکيل مواد واسط هاي خطرناک (مثل تري هالومتان ها)، اين روش ها بسيار پرهزينه بوده و لذا هنوز کاربرد زيادي در سيستم هاي واقعي ندارد. سيستم هاي بيولوژيکي به ويژه روش لجن فعال در تصفيه و حذف مواد آلي بسيار مؤثرند ولي در رنگ زدايي کاربرد محدودي دارند به ويژه آنکه در سال هاي اخير مصرف رنگ هاي غيرقابل تجزيه بيولوژيکي به دليل ارزان بودن گسترش يافته است.
سيستم هاي فيزيکي شيميايي مثل جذب سطحي با بهره گيري خاک اره ،(GAC) کربن فعال گرانول ،(PAC) از کربن فعال پودر نجاري، انواع رزين ها و خاک رس (کائولن) همواره مورد توجه قرار داشته اند ولي اين رو شها مواد جامد ضايعات زيادي توليد كرده و لذا براي کاربرد صنعتي مناسب نيستند .
استفاده از کربن فعال پودر در مخازن لجن فعال سيستم هاي به وسيله ي يک شرکت بين المللي PACT بيولوژيکي تحت عنوان فرايند تحت ليسانس قرارگرفت ولي مشکل عمده اين روش (DUPONT)[ مصرف زياد کربن پودري وغير اقتصادي بودن فرايند است [ ٥
همچنين استفاده از غشاها و فيلترهاي مولکولي در سال هاي اخير مورد توجه واقع شده اند ولي هنوز در مرحله مطالعات اوليه هستند.و همکاران دريافتند که در مجاورت کربن فعال Koppe تجزيه بيولوژيکي هوازي ترکيب هاي آلي تسريع (GAC) گرانول مي شود. آزمايشاتي که توسط وي و همکارانش به عمل آمد اثر کربن فعال گرانول در افزايش سرعت سازگاري باکتر يها با موادي که به سختي تجزيه م يشوند مورد تأييد قرار گرفت. اين فرايند که تلفيق لجن فعال با کربن فعال است به نام فرايند کربن زيستي خوانده مي شود. در اين فرايند بازده سيستم لجن فعال GAC .[ افزوده شده و اثر کاهش دما جبران مي شود [ ٦
کربن فعال گرانول) به هنگام ) GAC مکانيسم و نحوه عملکرد افزايش به سيستم لجن فعال به اين صورت بيان شده است که: 1. باکتري هاي ويژه در خلل وفرج کربن فعال گرانول به صورت
تأخيري نگه داري مي شوند.
۲ ميکرواورگانيسم ها در مجاورت کربن فعال گرانول سطح( ١٠٠ m٢/m زيادي را براي رشد خواهند داشت ( ٣
۳ غني سازي برخي از آنزيم ها در مجاورت کربن فعال گرانولاتفاق م يافتد.
۴ اکسيژن محلول به ميزان ۱۰ تا ۴۰ ميلي گرم برليتر روي.[ کربن فعال گرانول جذب مي شود و ظرفيت جذب را بالا مي برد [ ٧
روش آزمايش
با توجه به مصرف آب فراوان در فرايندهاي متفاوت صنايع نساجي و همچنين عدم وجود روشي مناسب و اقتصادي براي حذف رنگ و مواد آلي و در نهايت بازيافت پساب آن صنايع، پژوهش و تحقيق در خصوص رو شهاي نوين تصفيه پساب صنايع نساجي همچنان ادامه دارد که در اين راستا روش کربن زيستي در سال هاي اخير ازسوي محققين در مقياس پايلوت مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش فرايند مذکور به روش پايلوتي مورد بررسي قرار مي گيرد، البته به طور معمول مطالعه هاي آزمايشگاهي با استفاده از پساب مصنوعي که در آزمايشگاه تهيه مي شود، انجام مي پذيرد که اين عمل نم يتواند شرايط واقعي پساب را در بر گيرد و همين موجب مي شود که کارايي اين گونه مطالعه ها محدود شده و نتيجه هاي به دست آمده قابل تعميم نباشد، لذا توصيه شده است از فاضلاب واقعي با تمام پيچيدگ يهاي آن در مطالعه هاي پايلوتي استفاده شود. به همين منظور براي ارزيابي روش تصفيه جذب زيستي از فاضلاب صنعتي يک کارخانه رنگرزي واقع در منطقه صنعتي کرج استفاده شد، به طوري که دستگاه هاي پايلوت ساخته شده در محل کارخانه نصب و با استفاده از پساب واقعي آن کارخانه
مطالعه ها انجام شد.
در اين کارخانه عمليات رنگرزي و تکميل روي پارچه هاي نخي و نخ پلي استر انجام مي گرفت و مواد مصرفي عمده عبارت بودند از رن گهاي راکتيو و گوگردي، سديم کربنات، سديم کلريد، سديم هيدروکسيد، ضدکف، انواع صابون ها، مواد نفوذ دهنده آلي، آب اکسيژنه و استيك اسيد. پايلوت مورد استفاده متشکل از دو دستگاه راکتور لجن فعال با ابعاد و مشخصات مشابه بود که يک دستگاه به عنوان راکتور فرايند کربن زيستي) و دستگاه دوم به عنوان شاهد مورد ) GACT استفاده قرار گرفت. مخزن هاي هوادهي هر راکتور با حجم ۵۰ ليتر و مخزن هاي ته نشيني هريک با حجم مؤثر ۲۰ ليتر، هر دو از ورق فلزي با پوشش رنگ اپوکسي براي اين مطالعه ساخته شده و به کار برده شدند (شکل ۱) و با تغذيه ازمواد ارگانيک محلول و تنفس از هواي وارد شده به آب باعث پالايش پساب مي شوند.
شکل ۱ فرايند لجن فعال شده (ميکرواورگانيسم ها در پساب به صورت شناور رشد كرده اند).
ضرورت بازگرداندن ميکرواورگانيسم به مخزن هوادهي يکي از ويژگي هاي اين سيستم است.
راکتور ۱ به عنوان راکتور شاهد با فرايند لجن فعال معمولي و از نوع هوادهي ممتد و راکتور دوم به عنوان فرايند کربن (AS) مورد استفاده واقع شدند. کربن مورد استفاده (GACT) زيستي ازنوع صنعتي و داراي قطر تقريبي ۱ و طول ۳ مي لي متر و ساخت هلند انتخاب شد. تأمين اکسيژن محلول پايلوت Norit کارخانه به وسيله ي يک دستگاه هوادم صنعتي با ظرفيت ۶۰۰ ۲۰۰ ليتر هوا در ساعت و با استفاده از تعدادي سنگ هوا و به صورت عمقي انجام پذيرفت و به طور کلي سعي شد تا شرايط سيستم پايلوت به طور دقيق مشابه شرايط واقعي باشد تا نتيجه هاي به دست آمده براي طراحي سيستم واقعي قابل استفاده شود. پساب کارخانه بعد از خنثي سازي به طور مداوم وارد يک مخزن متعادل سازي شده و از اين مرحله با جريان مداوم به وسيله ي پمپ وارد راکتورها شد. در شروع راه اندازي راکتورها، جريان ورودي1 ليتر در ساعت درنظر گرفته شد به طوري که زمان / راکتورها ٢ ماند هيدروليکي ۲۴ ساعت باشد، ولي به تدريج اين جريان تغيير داده شد و راکتورها تحت شرايط گوناگون مورد ارزيابي قرار گرفتند. رژيم هيدروليکي راکتورها به طور كامل مخلوط و نحوه هوادهي
آنها گسترده انتخاب شد. زمان ماند هيدروليکي در مخزن هاي ته نشيني در ابتدا حدود ۱۰ ساعت در نظر گرفته شد ولي با افزايش شدت جريان ورودي، زمان ماند در مخزن هاي ته نشيني نيز تا حد اکسيژن ) BOD ۴ ساعت تغيير يافت. در طول تحقيق، آزمايش هاي ٥ اکسيژن مورد نياز شيميايي) و ) COD مورد نياز بيوشيميايي)، و
غلظت رنگ روي نمونه هاي ورودي و خروجي از راكتور ١ لجن فعال ساده) و راکتور ۲ ( لجن فعال همراه با کربن فعال در شدت جريان هاي متفاوت و زمان هاي ماند ((GACT) گرانول36 و ٤٨ ساعت طبق رو شهاي استاندارد ،٢٤ ، هيدروليکي ١٢ به عمل آمد [ ٨] همچنين تأثير غلظت کربن فعال در راکتور مورد مطالعه قرارگرفت. GACT راه اندازي هردو بيوراکتور ابتدا با پساب ساختگي که مخلوطي ازگلوکز و ملاس قند و مواد مغذي اوره و فسفات آمونيم بود انجام گرفت و از لجن فعال يک تصفيه خانه بهداشتي به منظور لقااستفاده شد.
پس از دوهفته که به تدريج غلظت ميکروبي در بيوراکتورها درحال افزايش بود، روزانه مقداري از پساب صنعتي کارخانه به خوراک هر دو بيوراکتور افزوده شد و پس از حدود دوماه از تاريخ راه اندازي، خوراک هر دو راکتور با پساب صنعتي واقعي کارخانه نساجي جايگزين شد. جدول ۱ مشخصات پساب مصنوعي و پساب
برحسب ميلي گرم بر pH واقعي را نشان م يدهد ( ارقام به استثناي ليتر است). در طول دوران راه اندازي، اکسيژن موردنياز بيوراکتورها از طريق دستگاه هوادم تأمين مي شد به طوري که غلظت اکسيژن محلول در محدوده ۱ الي ۳ ميلي گرم در ليتر قرار گيرد. اگرچه بيوراکتورها در محوطه آزاد قرار گرفته بودند ولي سعي بر اين بود که دماي داخل راکتورها از ۲۰ درجه سانتي گراد کاهش نيابد.
نتيجه ها و بحث
به تدريج پس از گذشت نزديك به ۸ هفته، غلظت مواد معلق و در هر دو راکتور به ( MLVSS شناور فرار (غلظت ميکروبي يا حدود ۵۰۰ ميلي گرم درليتر رسيد و از اين مرحله به بعد مشخص شد که غلظت ميکروبي با سرعت بسيار کمي افزايش مي يابد. اين پديده در سيستم هاي بيولوژيکي که از پساب صنعتي حاوي مواد شيميايي تغذيه مي شوند بسيار متداول است. وجود مواد شيميايي گاهي وقت ها باعث بازدارندگي رشد ميکرواورگانيسم ها شده و عامل اصلي در جلوگيري از افزايش غلظت محسوب مي شود. در شکل ۲ افزايش غلظت ميکروبي در طول دوران راه اندازي واحدها نشان داده شده است و هما نگونه که ملاحظه مي شود پس از هفته ۸ بسيار کند مي باشد. MLVSS افزايش(GAC) پس از هفته هشتم در بيوراکتور ۲، کربن فعال گرانول به ميزان ٢٠ ميلي گرم در ليتر اضافه شد (در مرحله هاي بعدي اين مقدار تا ۱۲۰ ميلي گرم درليتر افزايش يافت) به طوري که عملکرد
راکتورهاي ۱ (بدون کربن) و ۲ (با کربن گرانول) قابل مقايسه شوند. در طول مدت آزمايش ها که با تغيير جريان هيدروليکي و تغيير غلظت ميکروبي همراه بود نمونه بردار ي هاي مکرري از راکتورها
به عمل آمده و نتيجه ها ثبت شدند.
همان گونه که گفته شد راکتورها طبق برنامه مشخص راه اندازي و مورد بهره برداري قرار گرفتند. به علت کمبود ميزان نيتروژن آلي و فسفر در پساب صنايع نساجي با افزودن اوره و مخلوطي از فسفا تهاي پتاسيم وآمونيم تلاش شد تا خوراک فسفر، ) BOD:N:P= ورودي به بيوراکتورها از نسبت ١٠٠:٥:١ نيتروژن، اکسيژن موردنياز بيوشيميايي) برخوردار باشد. يا رشد MLVSS شکل ۳ نشان دهنده افزايش غلظت ميکرواورگانيسم ها در بيوراکتورها مي باشد. اگرچه سعي براين بود که اين ميزان حتي الامکان به بيش از ۲۰۰۰ ميلي گرم در ليتر
برسد ولي در عمل مشاهده شد که افزايش بيش از ۱۰۰۰ ميلي گرم در ليتر دشوار مي باشد. لازم به ذکر است که اين افزايش غلظت در راکتور شاهد به دليل تطبيق شرايط زيست و تکثير MLVSS ميکرواورگانيسم ها با فاضلاب صنعتي (خوراک ورودي) است. در بيوراکتور ۲ که حاوي کربن فعال گرانول بود مقدارهاي بيشتري از رشد ميکروبي مشاهده شد و به طور كامل مشخص بود که ميکرواورگانيسم ها روي سطح کربن فعال رشد مي كنند. در دو راکتور COD تغييرهاي روند کاهش مواد آلي برحسب در شکل ۴ نشان داده شده است. در اين شرايط و درحالي که ورودي COD زمان ماند هيدروليکي در حدود ۲۴ ساعت و غلظت در حدود ۸۰۰ الي ۱۱۰۰ ميلي گرم در ليتر و غلظت کربن فعال گرانول در راکتور ۲ در حدود ۵۰ ميلي گرم در ليت ر بود غلظت GAC خروجي از راکتور ۱ به ۲۰۰ و در راکتور ۲ که داراي COD بود به ۹۰ ميلي گرم در ليتر رسيد. پس از طي ۱۶ هفته از زمان راه اندازي، زمان ماند هيدروليکي در راکتورها تغيير داده شد، به طوري که آزمايش ها درزمان هاي ماند ۱۲ الي ۵۶ ساعت انجام شد.
در زمان هاي کوتاه تر تفاوت عملکرد دو بيوراکتور به طور كامل مشهود و متفاوت است ولي همان گونه که در شکل ٥ مشاهده مي شود در زمان هاي ماند طولاني تر کارايي دوسيستم از نظر حذف مواد آلي نزديک به يکديگر است. آزمايش هاي بالا نشان داد که با افزايش زمان ماند هيدروليکي بيش از ۳۶ ساعت تفاوت زيادي در درصد حذف مواد آلي در دو راکتور ايجاد نمي شود. در شکل ۵، اثر زمان ماند بر درصد کاهش در دو راکتور نشان داده شده است و در اين BOD و ٥ COD شکل ملاحظه مي شود که در زمان ماند هيدروليکي ۱۲ ساعت حداکثر کاهش مواد آلي برحسب اکسيژن مورد نياز بيوشيميايي به ۵۲ درصد مي رسد ولي در زمان ماند ۵۶ ساعت اين (BOD٥) کارايي به ۹۴ درصد م يرسد. در اين تحقيق تغييرهاي رنگ تحت تأثير عملکرد راکتورها در زمان هاي ماند متفاوت در شکل ۶ نشان داده شده است. اگرچه
اندازه گيري غلظت رنگ به علت رنگ تيره پساب ورودي با دشواري همراه بود، ولي با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر، امکان اندازه گيري حذف رنگ به صورت نسبي و با انداز هگيري ميزان رنگ جذب شده امکان پذير شد. در شرايطي که غلظت کربن فعال گرانول در راکتور ۲ در حدود ۵۰ ميلي گرم در ليتر بود، راکتور بدون کربن فعال حداکثر قابليت ۸۹ درصد حذف رنگ را دارا بود ولي راکتور با کربن فعال تا ۹۲ درصد از اين توانايي برخوردار بود. در اين مورد نيز در زمان هاي ماند طولاني و غلظت کمتر کربن فعال تفاوت چندان و (GAC) زياد نيست ولي با افزايش غلظت کربن فعال گرانول در زمان هاي ماند کوتاه، تفاوت قابل ملاحظه اي ديده م يشود.
به هرحال وجود کربن فعال گرانول نقش مثبتي در حذف مواد آلاينده برحسب مواد آلي و رنگ خواهد داشت و به نظر مي رسد که در زما نهاي ماند کوتا هتر فرايند بيولوژيکي به دليل وجود مواد شيميايي کمپلکس از سرعت واکنش خوبي برخوردار نبوده و قابليت و توانايي زيادي در تجزيه مواد آلي ندارد، حال آنكه فرايند جذب سطحي به دليل سرعت واکنش بالا مي تواند بسيار مؤثر.[١١- باشد [ ٩ مصرفي (GAC) درصورت افزايش ميزان کربن فعال گرانول۱۰۰ و نيز افزايش زمان ماند هيدروليکي mg/li ۵۰ به mg/li ازسيستم از ۲۴ ساعت به ۴۸ ساعت، ميزان حذف رنگ تنها ۱۳ درصد ارتقاء م ييابد و در صورت افزايش ۲۰ درصد رقم کربن
۱۲۰ ) در همان زمان ماند mg/li) مصرفي (GAC) فعال گرانول هيدروليکي، ميزان حذف رنگ ۲ درصد افزايش يافت و از ۸۲ درصد به ۸۴ درصد رسيد. نتيجه هاي به دست آمده درجدول ۲ آمده است.
BOD،COD ( تغييرهاي غلظت رنگ (برحسب اسپکتروفتومتري برحسب مقدارهاي متفاوت کربن فعال گرانول در شکل ۷ نشان داده شده است.
نتيجه گيري نهايي
در اين مطالعه که مقايسه اي بين فرايند لجن فعال معمولي و فرايند لجن فعال به کمک کربن فعال گرانول (کربن زيستي) است، مشخص م يشود که در زمان هاي ماند طولاني ۴۸ و ۵۶ ساعت تفاوت دو سيستم چندان محسوس نيست و در اين زمان هاي ماند هيدورليکي طولاني با توجه به هزينه کربن فعال، کاربرد اين ماده توجيه اقتصادي ندارد، ولي در زمان هاي ماند کوتاه تر به تدريج نقش مؤثر فرايند جذب سطحي و جذب زيستي بيشتر مشخص مي شود که در اين راستا نتيجه هاي به دست آمده را به شرح زير مي توان خلاصه كرد:
بهترين غلظت کربن فعال گرانول در محدوده ۷۵ الي ۱۲۰ ميلي گرم در ليتر به دست آمد. ،GACT با توجه به افزايش غلظت ميکروبي در فرايند کربن زيستي) بازيافت و فعال كردن کربن فعال بايد مورد توجه
قرار گيرد. در غير اين صورت هزينه مواد شيميايي مصرفي افزايش قابل ملاحظ هاي مي يابد.
پساب صنايع نساجي را به راحتي مي توان تا بيش از COD ۹۰ درصد با فرايند لجن فعال معمولي و ۹۵ درصد با فرايند کربن زيستي) حذف كرد. ) GACT حذف رنگ درفرايند لجن فعال ساده بسيار محدود است ولي
در سيستم کربن زيستي اين ميزان به شدت افزايش م ييابد، به ويژه در مواقعي که زمان ماند هيدروليکي کمتر از ۳۶ ساعت است. در جدول ۳ مزايا و معايب استفاده از کربن فعال گرانول درسيستم هاي بيولوژيکي به طور خلاصه آمده است.
راکتورها. BOD و COD شکل ۵ اثر زمان ماند بر بازده حذف شکل ۶ درصد حذف رنگ در دو راکتور تحت زمان هاي ماند متفاوت.
با GACT در راکتور BOD و COD ، شکل ۷ درصد حذف رنگ غلظت هاي متفاوت کربن فعال گرانول. GAC) و رنگ با تغيير مقدارهاي کربن فعال گرانول COD و BOD جدول ۲ مقايسه درصد کاهش
فرايند کربن زيستي). ) GACT و زمان ماند درسيستم۳ مزايا و معايب استفاده از کربن فعال گرانول درسيستم هاي بيولوژيکي.
نتيجه هاي افزايش مضرات افزايش GAC فوايد افزايش(کربن فعال گرانول) نياز GAC ۱۰ اکسيژن روي -۴۰ mg/l با توجه به جذب
سيستم به اکسيژن دهي بيشتر است. لذا سيستم هوادهي ممتد) مطلوب تر است [ ١٢ ) Extended Aeration
زايل شدن رنگ و بو، کاهش کف در هواده ها به دليل جذب شدن مواد پاک کننده موجود در پساب روي کربن فعال، عدم ايجاد شرايط
F/M بالکينگ يا تورم لجن (به دليل ايجاد نسبت(ميکرواورگانيسم/غذا) مناسب) و کاهش نياز به اکسيژن حذف مواد آلي پساب کربن فعال گرانول) به مخزن هوادهي ) GAC افزودن موجب توليد لجن بيشتر مي شود و به دليل افزايش به تعداد دفعات دفع لجن مي افزايد. MIVSS بهبود يافتن ته نشيني افزايش ظرفيت ته نشيني ثانويه درسيستم لجن کربن فعال گرانول) اضافه شده به تانک هوادهي )GAC ته نشين مي شود و معلق نگه داشتن آن در تانک به آساني صورت نمي گيرد.
بهبود آب گيري از لجن افزايش ظرفيت واحد بي آب سازي لجن در سيستم کربن فعال گرانول) افزايش ) GAC ايجاد شرايط بازيافت
ميزان برگشت لجن درابتداي عمليات
کيفيت پساب خروجي بهبود مي يابد. نسبت برگشت لجن به دليل بهبود سيستم افزايش چگالي لجن برگشتي کاهش مي يابد.
کربن زيستي) براي بارگذاري لجن بيش از ) GACT فرايند مناسب است. درمورد فاضلاب /۲ kg BOD/Kg MLSS
خانگي و ترکيب فاضلاب انساني و صنعتي مقرون [ به صرفه نيست [ ١٣
١ پساب تصفيه شده mg/m اضافي به ميزان ٣ COD پساب حذف COD کاهش
تیتراسیون های اكسایش كاهش (یدومتری) - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
استفاده از پرمنگنات پتاسیم جهت گندزدایی آب - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
انواع روش تصفيه آب خانگي - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
بن ماری - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
پیشرفت بزرگ در تولید نانو میله های تصفیه کننده - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
نانوفناوری و فاضلاب - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
رزین مبادله کننده یون چیست؟ - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
معایب آب سخت چیست؟ - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
نقش آب در بدن - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
آلودگی به ژیاردیا (Giardiasis ) - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
آنکیلوستومیازیس - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
ددت چیست؟ - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
املاح محلول در آب - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
مصارف مجدد فاضلاب - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
تصفیه بیولوژیکی پساب صنعتی - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
سختی‌گیری آب در روش آهک زنی سرد - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
آب های مـرده - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
مراحل تصفیه آب - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
انتقال آلودگی از مدفن های زباله به سفره های آب زیرزمینی - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
تأثیر فاضلاب و پسابهای صنعتی کارخانجات بر آبزیان - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
تصفيه فاضلاب به روش بركه - چهارشنبه چهارم اسفند 1389
استريل با بخار و زباله سوز - سه شنبه سوم اسفند 1389
نقش تکنولوژی و صنعت در محیط زیست - سه شنبه سوم اسفند 1389
مجموعه کتاب های میکروبیولوژی - سه شنبه سوم اسفند 1389
تخليه فاضلاب صنعتي - سه شنبه سوم اسفند 1389
توليد آب شيرين - سه شنبه سوم اسفند 1389
تاریخچه ی تصفیه ی فاضلاب - سه شنبه سوم اسفند 1389
روش تهیه پرمنگنات پتاسیم - سه شنبه سوم اسفند 1389
بررسی راهکارهای بهسازی و علل خوردگی در مخازن ذخیره و نگهداری - سه شنبه سوم اسفند 1389
مشکلات بوجود آمده از کیفیت آب در شرایط بهره برداری مخازن - سه شنبه سوم اسفند 1389
برخی از کاربردهای رزین ها - سه شنبه سوم اسفند 1389
بروز خوردگی در مخازن آب - سه شنبه سوم اسفند 1389
تجهیزات مبارزه با آلودگی آب در مقابل آلودگی نفتی - سه شنبه سوم اسفند 1389
لوله های بتنی انتقال آب و فاضلاب - دوشنبه دوم اسفند 1389
خطر نوشيدن آب از بطري‌هاي پلاستيكي - دوشنبه دوم اسفند 1389
اندازه گیری یون كلرید در آب (ولهارد متد ) - دوشنبه دوم اسفند 1389
مشکل H2S در شبکه های فاضلاب - دوشنبه دوم اسفند 1389
انواع دریاچه های تصفیه فاضلاب - دوشنبه دوم اسفند 1389
کاربرد مدل شبکه فاضلاب در جوامع طرحی برای آینده - دوشنبه دوم اسفند 1389
انتخاب پمپ - دوشنبه دوم اسفند 1389
کاربرد گیاهان در تصفیه فاضلاب - یکشنبه یکم اسفند 1389
انواع لخته ها در تصفیه خانه های فاضلاب - یکشنبه یکم اسفند 1389
اندازه گیری سختی آب - یکشنبه یکم اسفند 1389
معرفهای pH - شنبه سی ام بهمن 1389
ضربت قوچ (Water hamer) در تأسیسات و راههای مقابله با آن - شنبه سی ام بهمن 1389
ﻓﺮآﻳﻨﺪﻫﺎي ﺗﺼﻔﻴﻪ آب وتاسيسات جانبي تصفيه‌‌خانه‌هاي آب - شنبه سی ام بهمن 1389
فيلترهاي شني تحت فشار - جمعه بیست و نهم بهمن 1389
ضوابط بهداشتی و ایمنی پرسنل تصفیه خانه های فاضلاب - جمعه بیست و نهم بهمن 1389
خواص فیزیکی آب - جمعه بیست و نهم بهمن 1389
تهیه آب اکسیژنه - پنجشنبه بیست و هشتم بهمن 1389
معايب بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مزاياي بركه هاي تثبيت فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
لزوم تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
مزاياي سيستم بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
بركه هاي تثبيت - سه شنبه پنجم بهمن 1389
ملاحظات كلي در انتخاب فرايند تصفيه - سه شنبه پنجم بهمن 1389
استانداردهاي پساب (2) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
استانداردهاي پساب (1) - سه شنبه پنجم بهمن 1389
فرايندهاي قابل كاربرد در تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389
تعريف و اهداف تصفيه فاضلاب - سه شنبه پنجم بهمن 1389