کتاب روش­های پیشرفته تصفیه پساب­های صنعتی

فرستادن به ایمیل چاپ مشاهده در قالب پی دی اف
میانگین امتیار کاربران: / 45
ضعیفعالی 

روش­های پیشرفته تصفیه پساب­های صنعتی

 Advanced Methods of Industrial Wastewater Treatment

 

 

تالیف و گردآوری:

محمد مهدی شادمان

حسین میسمی

سعیده سعیدی

 

گردآوری و تدوین:

 هادی حق جوئی

 

روش­های پیشرفته تصفیه پساب­های صنعتی

تألیف و ترجمه  : محمد مهدی شادمان، حسین میسمی، سعیده سعیدی

گردآوری و تدوین: هادی حق جوئی

شماره موبایل: ۰۹۱۳۲۳۰۰۰۸۵، ۰۹۱۳۸۲۵۰۰۳۵ http://inra.ir

مجموعه انتشارات

کد کتاب

عنوان کتاب

۱

تحلیل شبکه و آموزش کاربری نرم­ افزار GIS & WaterGEMS ویرایش سوم

۲

مدیریت آبهای بازیافتی در ایران و جهان

۳

تحلیل شبکه جمع آوری فاضلاب و کاربری نرم ­افزار SewerGEMS و درآمدی بر نرم افزارهای GIS

۴

StormCad ۸ by Haestad Methods

۵

مدلسازی و تحلیل ضربه قوچ در شبکه های آبBentley Hammer نسخه هشت

۶

مدیریت آبیاری سطحی با کمک نرم افزار Surface

۷

آموزش کاربری نرم افزار GIS در طراحی مجاری مدفون

۸

فرایندهای متعارف تصفیه آب و مدیریت محیط زیست

۹

تحلیل شبکه جمع آوری فاضلاب و آموزش کاربردی نرم افزار SewerCad

۱۰

بهسازی و مقاوم سازی مجاری مدفون

۱۱

معرفی سیستم های نوین تفکیک و جمع آوری فاضلاب در ایران و جهان

۱۲

بهسازی سازه های فلزی ومشکلات ساختمانهای اسکلت فلزی در زلزله های گذشته

۱۳

اصول و مبانی پدافند غیرعامل(۱)  -------  پدافند غیر عامل در پالایشگاه ها و نیروگاه ها(۲)

۱۴

تحلیل شبکه آب، کاربری نرم­ افزار WaterCad و درآمدی بر نرم افزارهای GIS

۱۵

تفکیک پسآب در مبدا با بررسی بکارگیری آب خاکستری

۱۶

بهسازی سازه های بتنی و علل بروز آسیب در سازه های بتنی

۱۷

کیفیت آب و فاضلاب(با بررسی شاخصه های بهداشتی آب، فاضلاب و آب و خاک)

۱۸

راهکارهای جمع آوری ودفع پسآب بهداشتی در مجامع کوچک ایران

۱۹

بررسی راهکار اجرائی پیاده سازی سد آزاد و سامانه انتقال آن

۲۰

خوردگی و راهکارهای بهسازی اثرات آن در مجاری مدفون

۲۱

اصول مهندسی گودبرداری

۲۲

مسجد حکیم گوهر اعصار اسلامی                  ۲۳-  گرمخانه ها و حمام های قدیمی

۲۴

تحلیل شبکه توزیع آب، آموزش کاربردی نرم­افزار XM & iWaterGEMS v ۸ و نرم­افزارهای جانبی GIS،میکرواستیشن و گوگل ارث

۲۵

راهنمای کاربردی نرم افزار واترهمر نسخه هشت

۲۶

راهنمای کاربردی نرم افزار استورم کد نسخه هشت

۲۷

راهنمای کاربردی نرم افزار کالورت مستر نسخه هشت

۲۸

بهسازی و رفتار لرزه ای مخازن هوایی آب

۲۹

آموزش نرم افزار طراحی مخازن هوائی بتنی و فلزی آب

۳۰

بهسازی شبکه های توزیع آب از حیث مصرف

۳۱

قالب بندی و آرماتوربندی

۳۲-  ارزیابی، نگهداری و دوام بتن

۳۳

بتن پیش ساخته و پیش تنیده

۳۴-  تنظیم شرایط محیطی

۳۵

تراوش و کنترل آن در سدهای خاکی           ۳۶-  روش­های پیشرفته تصفیه پساب­های صنعتی

 

تقدیم به:

پدرم که استواریشان تکیه‏گاهم بود و در پرتو تلاش و محبتشان توان آموختن را در خودم احساس کردم.

مادرم که مهر پرفروغش پرتو راهم بود و استواری وجود و توانایی دستانم به یمن گذشت و فداکاری اوست، و به امید عمری طولانی و با سعادت برای آنها.

 

تشکر و قدردانی:

در این‌جا بر خود لازم می‌دانم از زحمات استاد گرامی‏جناب آقای دکتر زیلویی عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان که در تهیه و تنظیم این نوشتار مرا راهنمایی و یاری داده‌اند سپاسگزاری نمایم.

  

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                          صفحه

مقدمه.................................................................................................................. ۱۴

فصل اول(بررسی پساب‏ها و آلاینده‏های موجود در آن).................... ۱۷

۱-۱- آلاینده‏های پساب‏ها ............................................................................ ۱۸

۱-۲- مطالعه خواص پساب............................................................................ ۱۹

۱-۲-۱- ترکیب پساب............................................................................. ۲۰

۱-۲-۲- مشخصات فیزیکی پساب ......................................................... ۲۰

۱-۲-۲-۱- کل مواد جامد ............................................................... ۲۰

۱-۲-۲-۲- پساب و ترکیبات آلی..................................................... ۲۱

۱-۳- برخی آلاینده‏ها (مواد فعال سطحی، فنول‏ها و ترکیات آلی کمیاب) .... ۲۳

۱-۴- مشکلات پساب‏های صنعتی.................................................................. ۲۴

۱-۵- تصفیه پساب......................................................................................... ۲۴

۱-۵-۱- تاریخچه.................................................................................... ۲۴

۱-۵-۲- وضعیت فعلی............................................................................ ۲۵

۱-۶- مراحل و اهداف تصفیه......................................................................... ۲۶

فصل دوم (تصفیه بیولوژیکی)....................................................................... ۲۷

۲-۱- تقسیم بندی فرآیندهای‏ تخمیری........................................................... ۲۸

۲-۲- طبقه‏بندی روشهای تصفیه بیولوژیکی ................................................... ۲۹

۲-۲-۱- تصفیه هوازی پساب.................................................................. ۳۰

۲-۲-۲- تصفیه بی‏هوازی پساب.............................................................. ۳۱

۲-۳- فرآیند‏های مختلف تصفیه پساب‏های صنعتی....................................... ۳۲

۲-۳-۱- فرآیندهای هوازی..................................................................... ۳۲

۲-۳-۱-۱- فرآیندهای لجن فعال ................................................... ۳۲

۲-۳-۱-۲- فیلترهای چکنده ........................................................... ۳۳

۲-۳-۱-۳- سیستم‏های PACT...................................................... ۳۴

۲-۳-۱-۴- راکتورهای بیوفیلمی‏متحرک ........................................ ۳۴

۲-۳-۱-۵- راکتورهای بسته‏ای مرحله‏ای ........................................ ۳۵

۲-۳-۱-۶- سیستم بیوراکتورهای غشایی.......................................... ۳۵

۲-۳-۲- فرآیندهای بی هوازی............................................................... ۳۶

۲-۳-۲-۱- راکتورهای UASB .................................................... ۳۶

۲-۳-۲-۲- فیلتر بی‏هوازی............................................................... ۳۷

۲-۳-۲-۳- راکتور‏های بستر سیال..................................................... ۳۷

۲-۴- حوضچه‏های هوادهی و گودالها.......................................................... ۳۷

۲-۵- فیلترهای نشت کننده............................................................................. ۳۸

۲-۶- سایرروشهای‏تصفیه‏بیولوژیکی (دریاچه‏های بی‏هوازی یا استخر‏ها،

 واحدهای تماس‏بی‏هوازی)............................................................................ ۳۹

فصل سوم (فرآیند لجن فعال)...................................................................... ۴۱

۳-۱- بررسی مکانیسم فرآیندهای لجن فعال شده........................................... ۴۲

۳-۲- دلایل نیاز توده میکروارگانسم به اکسیژن.............................................. ۴۵

۳-۳- تشکیل لجن فعال.................................................................................. ۴۶

۳-۴- تجهیزات تصفیه به روش لجن فعال....................................................... ۴۷

۳-۴-۱- متعادل سازی............................................................................. ۴۸

۳-۴-۲- حوضچه هوادهی...................................................................... ۴۸

۳-۴-۳- تغذیه باکتری‏ها.......................................................................... ۴۸

۳-۴-۴- مخزن تقسیم کننده لجن............................................................ ۴۹

۳-۴-۵- زلال کننده (کلاریفایر)............................................................. ۴۹

۳-۴-۶- حوضچه لجن برگشتی............................................................... ۵۱

۳-۵- شیوه‏های فرآیندتصفیه به روش لجن فعال............................................. ۵۱

۳-۵-۱- جریان قالبی (پیستونی).............................................................. ۵۲

۳-۵-۲- اختلاط کامل............................................................................. ۵۲

۳-۵-۳- تثبیت تماسی.............................................................................. ۵۳

۳-۵-۴- هوادهی گسترده........................................................................ ۵۴

۳-۶- لجن فعال شده با اکسیژن خالص.......................................................... ۵۵

فصل چهارم(فرآیندهای‏ بی‏هوازی تصفیه پساب‏های صنعتی).............. ۵۶

۴-۱- شرح فرآیند.......................................................................................... ۵۷

۴-۲- عمل سنتز.............................................................................................. ۵۷

۴-۳- میکروبیولوژی فرآیند........................................................................... ۵۸

۴-۴- مراحل مختلف تصفیه بیولوژیکی به روش بی‏هوازی............................ ۵۹

۴-۴-۱- هیدرولیز.................................................................................... ۵۹

۴-۴-۲- تخمیر........................................................................................ ۵۹

۴-۵-۲- فرآیند بی‏هوازی تماسی ........................................................... ۶۱

۴-۵-۳- فرآیند فیلتر بی‏هوازی با جریان بالا رو........................................ ۶۳

۴-۵-۴- راکتور با بستر ثابت جریان پایین ................................................ ۶۴

۴-۵- ۵- فرآیند بستر گسترش یافته و بستر سیال شده............................... ۶۵

۴-۵-۶- فرآیند بی‏هوازی جریان بالا رو با پوشش لجنی(UASB)........ ۶۶

۴-۵-۶-۱-کارایی راکتورUASB.................................................. ۶۸

۴-۶- مقایسه کارایی تعدادی از روش‏های مختلف تصفیه بی‏هوازی.............. ۶۹

۴-۶-۱- بار ورودی ................................................................................ ۶۹

۴-۶-۲- راندمان حذفCOD............................................................... ۷۱

۴-۶-۳- سرعت تولید گاز متان .............................................................. ۷۱

۴-۶-۴- اختلاط و توزیع خوراک .......................................................... ۷۱

۴-۶-۵- حذف موادمعلق........................................................................ ۷۱

۴-۶-۶- راه‏اندازی راکتورها................................................................... ۷۲

۴-۶-۷- بار هیدرولیکی بالا .................................................................... ۷۲

۴-۶-۸- عملکرد فصلی ......................................................................... ۷۲

فصل پنجم (راکتور بافل دار بی‏هوازی در تصفیه پساب‏های صنعتی) ۷۳

۵-۱- ویژگی‏های کلی راکتورهای ABR ................................................... ۷۴

۵-۲- پارامترهای طراحی راکتورهای ABR................................................ ۷۶

۵-۳- توسعه راکتورهای ABR.................................................................... ۷۶

۵-۴- خصوصیات هیدرودینامیکی راکتورهای ABR.................................. ۸۰

۵-۵- تأثیر مواد کلوئیدی پساب ورودی بر عملکرد راکتورهای ABR........ ۸۱

۵-۶- تولید گاز در راکتورهای ABR ........................................................ ۸۲

۵-۷- خصوصیات میکروبی راکتورهای ABR............................................ ۸۲

۵-۷-۱- جمعیت میکروبی در راکتورهای ABR................................... ۸۳

۵-۷-۲- فعالیت بیومس .......................................................................... ۸۵

۵-۸- گرانول سازی و ابعاد لخته‏ها در راکتورهای ABR............................. ۸۶

۵-۹- نسبت  در راکتورهای ABR....................................... ۸۷

۵-۱۰- تأثیر بازگشت جریان خروجی بر عملکرد راکتورهای ABR............ ۸۹

۵-۱۱- عملکرد راکتورهای ABR ............................................................. ۹۰

۵-۱۱-۱- راه‏اندازی ............................................................................... ۹۱

۵-۱۱-۲- قابلیت نگهداری جامدات ...................................................... ۹۱

۵-۱۲- مدل سازی راکتورهای ABR.......................................................... ۹۲

۵-۱۳- زلال سازی هوازی در محل راکتورهای ABR................................ ۹۶

۵-۱۴- حذف نیتروژن در راکتورهای ABR................................................ ۹۶

۵-۱۵- راکتورهای ABR با تغذیه دو مرحله‏ای............................................ ۹۸

۵-۱۶- راهبری راکتورهای ABR................................................................ ۹۸

۵-۱۶-۱- راه‏اندازی ............................................................................... ۹۸

۵-۱۶-۲- برگشت جریان ....................................................................... ۹۹

۵-۱۶-۳- تصفیه پساب‏های با بارآلودگی پایین....................................... ۹۹

۵-۱۶-۴- تصفیه پساب‏های دارای بار آلودگی بالا.................................. ۹۹

۵-۱۶-۵- تصفیه پساب‏های دارای جامدات بالا ...................................... ۱۰۰

۵-۱۶-۶- دما ......................................................................................... ۱۰۰

۵-۱۷- توانمندی‏های راکتورABR در تصفیه پساب‏های مختلف ................ ۱۰۰

۵-۱۷-۱- تصفیه پساب‏های دارای درجه آلودگی کم ............................ ۱۰۱

۵-۱۷-۲- تصفیه پساب‏های کم دما ........................................................ ۱۰۳

۵-۱۷-۳- تصفیه پساب‏های با بار آلودگی بالا ........................................ ۱۰۴

۵-۱۷-۴- تصیفه پساب‏های دارای غلظت بالای جامدات ....................... ۱۰۵

۵-۱۷-۵- تصفیه پساب‏های سولفاته  ...................................................... ۱۰۶                                                   

فصل ششم: اصول روش‌های کاهش بار آلودگی پساب‌ها............... ۱۰۷

۶-۱-مقدمه............................................................................................. ۱۰۸

۶-۲- کمینه‌سازی آلاینده‌ها و مواد زاید مایع (فاضلاب‌ها)...................... ۱۱۲

۶-۳-کلیات مدیریت کمینه‌سازی زایدات و آلاینده‌ها.............................. ۱۱۳

۶-۴- متدلوژی طرح‌های کمینه‌سازی زائدات.......................................... ۱۱۴

فصل هفتم: روش‌های کاهش پساب در مجتمع های صنعتی............ ۱۱۶

۷-۱- دلایل بالا بودن میزان و غلظت پساب‌های مجتمع های صنعتی......... ۱۱۷

۷-۲- پیشنهاد روش‌های کاهش پساب..................................................... ۱۱۷

۷-۳- نمونه‌های از کاربرد SPILL TANK و سینک در صنعت........ ۱۲۳

فصل هشتم:  مدیریت لجن و پسماندهای پسآب صنعتی.................. ۱۲۸

۱- خواص فیزیکی و شیمیایی باقیمانده ها................................................ ۱۲۹

۲- خواص فیزیکی باقیمانده ها................................................................ ۱۲۹          

۳- کاهش تولید لجن............................................................................... ۱۲۹          

۴- کاهش حجم لجن............................................................................... ۱۳۰

۴-۱- تغلیظ............................................................................................. ۱۳۱          

۴-۲- آمایش........................................................................................... ۱۳۳          

۴-۳- آبگیری.......................................................................................... ۱۳۴          

۴-۴- خشک کردن................................................................................. ۱۳۷

۵- مقایسه فرایندهای کاهش حجم........................................................... ۱۴۰          

۶- بازیافت و استفاده مجدد..................................................................... ۱۴۱          

۷- محدودیتهای دفع باقیمانده ها.............................................................. ۱۴۲          

۸- تعریف هزینه های دفع نهایی............................................................... ۱۴۲          

۹- معیارهای انتخاب واحد فرایندی.......................................................... ۱۴۳          

۱۰- بررسی گزینه های مختلف دفع لجن................................................. ۱۴۵          

۱۱- بررسی گزینه های مختلف مدیریتی.................................................. ۱۴۵

۱۲-نتیجه‏گیری......................................................................................... ۱۴۵

منابع و مآخذ.................................................................................................... ۱۴۶

 

 

 

 

 

پیشگفتار

از مهمترین نیاز‏های حیاتی بشر، وجود آب پاکیزه جهت ایجاد شرایط لازم برای زندگی انسان‏ها است. اما آن چه مورد توجه است تولید ضایعات و آلودگی‏های ناشی از مصرف آب جهت تأمین نیازهای جامعه‏بشری و به دنبال آن آلودگی منابع آبی در دسترس است. با توجه به این که یکی از مشکلات امروزی جوامع بشری حذف آلودگی‏های ناشی از فعالیت‏های صنعتی است راه‏های گوناگونی جهت حذف این آلودگی‏ها پیشنهاد شده است که یکی از مهم ترین این راه‏ها تصفیه بیولوژیکی می‏باشد.

پساب‏های صنعتی به عنوان یکی از مهم ترین آلاینده‏های محیط زیست به شمار می‏روند. نقش پساب تصفیه نشده در آلودگی آب‏های تازهبه حدی زیاد است که هر متر مربع پساب می‏تواند بیش از چهل متر مکعب آب را آلوده سازد. امروزه با توجه به روند روبه رشد صنایع و فراگیر شدن آلودگی ناشی از آب‏ها، توجه به رویکردهای بیولوژیک رشد فزاینده داشته است. روش‏های مختلف تصفیه بیولوژیکی، طی نیمه دوم قرن بیستم توسعه یافت و شاید لجن فعال به عنوان متداول ترین آن‏ها مطرح گردید. اما واقعیت این است که روش‏های هوازی از لحاظ اقتصادی، دارای هزینه انرژی بالا برای هوادهی می باشند. در نتیجه سیستم‏های بی هوازی باعث توجه بسیاری ازمتخصصان شده است. بهره گیری صحیح از فناوری بی هوازی در تصفیه پساب‏های صنعتی، در نتیجه توسعه و به کارگیری راکتورهای قوی بیولوژیکی از جمله راکتور بافل دار بی‏هوازی می شود. در این کتاب در فصل اول به بررسی پساب‏ها و آلاینده‏های موجود در آن پرداخته شده ومشخصات پساب‏های صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است. انواع روش‏های تصفیه بیولوژیکی در فصل دوم و به خصوص روش لجن فعال در فصل سوم و روش تصفیه بی‏هوازی در فصل چهارم مورد بحث قرار گرفته شده است.در انتها راکتورهای بافل‏دار بی‏هوازی به عنوان یکی از روش‏های تصفیه بیولوژیکی بی‏هوازی معرفی شده است.

 

 

 

مقدمه

مقدمه

 امروزه اکثر مهندسان محیط زیست می کوشند تا با ارائه راهکارهایی لزوم بازگرداندن مجدد پساب‏ها به چرخه فعالیت‏های صنعتی را روشن نمایند و­‏این همان مسأله‏ای است که منجر به‏ایجاد یک صنعت عظیم به نام تصفیه پساب گردیده است. باید در هر حالت به این سوال پاسخ داده شود که چه مواد آلوده کننده ای در پساب و به چه مقدار باید حذف شود تا سلامت محیط حفظ گردد، این عمل مستلزم بررسی شرایط و نیازهای محلی، همراه با کاربرد اطلاعات علمی و قضاوت مهندسی بر اساس آخرین تجارب و رعایت شرایط و مقررات ایالتی و کشوری می باشد. تصفیه اصولی پساب از اواخر قرن ۱۸ و اوایل قرن ۱۹ میلادی آغاز شد. در نیمه دوم قرن نوزدهم با تکامل تئوری میکربی توسط koch و Pasteur عصر جدیدی در زمینه بهداشت آغاز گشت.قبل از این تاریخ، اثر آلودگی در ایجاد بیماری‏ها ناشناخته بوده و از علم در حال تکامل میکروب شناسی نیز برای تصفیه کمتر استفاده می شد. در طول ۲۰ تا ۳۰ سال گذشته تعداد صنایعی که پساب‏های خود را در شبکه پساب خانگی تخلیه می کنند، به طور فزاینده ای، افزایش یافته است. به خاطر اثرات سمی ناشی از وجود این پساب‏ها، مسئله اصلی ترکیب پساب صنعتی و پساب خانگی، مجدداً مورد ارزیابی قرار گرفته است. در بسیاری از جوامع، پساب‏های صنعتی در تاسیسات جداگانه ای تصفیه شده و یا قبل از تخلیه در شبکه فاضلاب شهری به نحوی که اثرات زیان آور خود را از دست دهند، تحت تصفیه مقدماتی قرار می گیرند.مطالعه خواص پساب به منظور تعیین مشخصه‏های فیزیکی،شیمیایی، پساب و غلظت اجزاء تشکیل دهنده پساب و بهترین روش کاهش غلظت مواد آلوده موجود در پساب، صورت می پذیرد.

بیوراکتورها با استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی می توانند در تصفیه پساب‏های صنعتی مورداستفاده قرار بگیرند.لجن فعال یکی ازمتداولترین روش‏های تصفیه بیولوژیکی پساب می باشد که ازاوایل قرن بیستم در اروپا و آمریکا به کار گرفته شده است وبه دلیل کاراییبالا در شرایط مختلف محیطی و قابلیت حذف طیف وسیعی از مواد آلاینده موجود در پساب‏ها،کاربرد گسترده ای در عرصه تصفیهبیولوژیکی پساب دارد. نامگذاری این فرآیند به لجن فعال به دلیل وجود توده میکروارگانیسم‏های فعال که قابلیت تثبیت پساب درشرایطهوازی را دارا هستند، می باشد. فیلترهای چکنده نیز از جمله سیستم‏های متداول تصفیه با بستر ثابت می باشند. نوع جریان درچنینسیستم‏هایی لوله ای می باشد. هر چند چنین جریانی با توجه به آنکه واکنش‏های بیولوژیکی اغلب از درجه مثبت بوده، سبب بالا رفتنراندمان می شود ولی از طرف دیگر جریان فوق در سیستم مشکلاتی را به وجود می آوردکه راندمان بالای آن را تحت الشعاع قرار میدهد. در میان مشکلات حاصل از بکارگیری سیستم تصفیه لجن فعال در تصفیه پساب‏های صنعتی، کم بودن مقاومت آن در مقابل آلاینده‏هایآلی دیرتجزیه پذیر را می توان نام برد. در این موارد اصلاح شیمی فیزیکی سیستم از طریق اضافه کردن پودر کربن فعال به تانک هوادهیلجن فعال،مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. این عمل باعث جذب سطحی بیشتر آلاینده‏ها و تسریع رشد بیولوژیکی و در نتیجه حذفآلاینده‏ها می شود.درحقیقت توأم نمودن تصفیه شیمی فیزیکی، بیولوژیکی به عنوان مکمل یکدیگر، موجب بالا رفتن راندمان حذف آلاینده‏ها وحتی بهبود کیفیت ته نشینی لجن می شود.

در حال حاضر تصفیه بی هوازی به عنوان یکی از ارزان ترین روش‏های تصفیه پساب مطرح است. از جمله مهم ترین یافته‏هایتحقیقات در این زمینه بی هوازی در سه دهه گذشته که به عنوان کاراترین و فنی ترین و در عین حال ساده ترین راکتورها معرفی شدهاست، راکتور  UASB می باشد. اساس کار این نوع راکتورها بر تشکیل گرانول استوار است. گرانول سازی لجن، یک فرآیند بیولوژیکیاست که پارامترهای متفاوت و متنوعی در آن دخالت دارند به همین دلیل نظرات مختلفی در این رابطه ارائه شده است.فرضیه شیمی فیزیکی و فرضیه بیولوژیکی از جمله فرضیات مهم در توصیف چگونگی انجام فرآیند گرانولسازی می باشند.گرانول‏ها پس از تشکیل و و دانه بندیمناسب به عنوان سوبسترا استفاده می شوند. در شرایط مناسب گاز متان که محصول نهایی تصفیه بی هوازی می باشد،توسط باکتری‏هایمتان ساز تولید می شود. در فرآیندتصفیه بی هوازی سعی بر‏این است که با استفاده از فرآیندهای‏ زیستی مواد آلی را اکسید نموده وبخشی را به صورت دی اکسید کربن وبخش دیگر را به صورت مواد نامحلول و از طریق ته نشینی خارج نموده.درست است که‏این روش احتیاجی به هواددهی نداشته و حتی به عنوان محصول متان و هیدروژن دی سولفید نیز تولید می نماید اما کندی روش، مشکلات کنترل و بازدهی کم در کنار تولید بوی نامطبوع باعث گردیده تا استفاده از روش‏های هوازی بیشتر گردد. ذکر‏این نکته لازم است که امروزه دانشمندان درصدد هستند تا با استفاده از همین خاصیت در تولید بیوگازهایی همچون متان در کشورهایی که از نظر ذخایر گازی غنی نیستند استفاده نمایند.از دیگر خصوصیات سیستم‏های بی هوازی می توان به تولید لجن کمتر وامکان عملکرد متناوب لجن با غلظت بیشتر نسبت به سیستم‏های هوازی اشاره کرد.

بهره‏گیری صحیح از فناوری بی هوازی در تصفیه پساب‏های صنعتی،در نتیجه توسعه و به کارگیری راکتورهای قوی بیولوژیکی حاصل می شود.یکی از راکتورهای نسبتاً جدید در‏این نوع،راکتور چندمحفظه بی هوازی می باشد.این راکتورنخستین بار در سال ۱۹۸۱ توسط مک کارتی و همکارانش در دانشگاه استنفورد مورد استفاده قرار گرفت و تا به امروز تحقیقات مختلفی بر روی توانایی‏های آنها در تصفیه پساب‏های متفاوت صورت گرفته است؛ اما همچنان موارد مجهول فراوانی برای بهبود عملکرد آنها وجود دارد. مهمترین مزیت ABR، توانایی آن در جداسازی فازهای اسیدوژنز(اسیدسازی) و متانوژنز (متان سازی) باشد. با‏این عمل باکتری‏های اسیدوژنیک در فاز اول جمع شده و باکتری‏های متانوژنیک، فرآیند متان زایی را در فاز بعدی انجام می‏دهند.این راکتورها در مقایسه با راکتورهای دیگر دارای فضای مرده کمتر هستند.‏این مزیت سبب ساخت و تولید راکتورهای پیشرفته دیگری مانند راکتورهای بی‏هوازی چند مرحله‏ای، راکتورهای بی‏هوازی با بستر لجن طبقه‏بندی شده با جریان رو به بالاو صافی بی‏هوازی مرحله‏ای شده است. تمام سیستم‏هایی که در بالا نام برده شد، توانایی مناسبی در تصفیه پساب‏های صنعتی از خود نشان داده‏اند.

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

بررسی پساب‏ها و آلاینده‏های موجود در آن

 

فصل اول

بررسی پساب‏ها و آلاینده‏های موجود در آن

تولید پسماند در هر جامعه هم بصورت مایع و هم بصورت جامد می‏باشد. بخش مایع آن، یعنی پساب، اساساً آب مصرفی جامعه بوده که به خاطر مصارف مختلف آلوده گشته است. پساب را می‏توان ترکیبی از مایع یا آب آلوده‏ای که از مناطق مسکونی، آموزشی و یا تاسیسات تجارتی و صنعتی تولید شده و احتمالاً آب‏های زیرزمینی، آب‏های سطحی و سیلابها دانست. در صورت نگه داری پساب خام، تجزیه مواد آلی درون آن باعث تولید گازهای بد بو می‏شود. پساب محتوی مواد سمی‏و همچنین مواد غذایی غیر آلی است که می‏تواند باعث تحریک رشد و نمو گیاهان آبزی گردد. در نتیجه، جمع‏آوری سریع و بدون اشکال پساب از منابع تولید و سپس تصفیه و دفع آن، نه تنها مطلوب بوده بلکه در جوامع صنعتی ضروری است.

 

۱-۱- آلاینده‏های پساب‏ها

مشخصات پساب‏های صنایع، از فرآیندتولید تاثیر به سزایی می‏پذیرد. در یک پساب صنعتی ممکن است صدها ویا هزاران نوع ترکیب شیمیایی وجود داشته باشند، مهمترین عوامل آلوده کننده‏ای که بر روی پساب‏ها تأثیر می‏گذارند در جدول ۱-۱ گنجانده شده‏اند. استانداردهای تصفیه ثانویه پساب، در ارتباط با دفع مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی، مواد جامد معلق و عوامل بیماری زا می‏باشند. بسیاری از استاندارداهایی که اخیراً وضع شده‏اند، از سخت‏گیری بیشتری برخوردار بوده و در ارتباط با حذف مواد مضرغیر آلی و حذف بهتر مواد آلی می‏باشند. در صورت لزوم استفاده مجدد از پساب، استانداردها طبیعتاً شامل شرایطی برای دفع مواد آلی مقاوم (غیر قابل تصفیه)، فلزات سنگین و در مواردی مواد جامد غیر آلی و محلول، خواهند بود.

 

 

 

 

 

جدول ۱-۱ مهمترین آلوده کننده‏هایی که بر روی تصفیه پساب تاثیر می‏گذارند.

آلوده کننده‏ها

دلیل اهمیت

مواد جامد معلق

در صورت تخلیه پساب تصفیه نشده به محیط آبی، مواد جامد معلق می‏توانند سبب تولید لجن و‏ایجاد شرایط بی‏هوازی گردند.

مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی

این مواد که اساساً از پروتئین‏ها، هیدارتهای کربن و چربیها و مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی تشکیل شده‏اند بر حسب BOD (اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی) اندازه می‏گیرند. اگر ‏این گونه مواد را بدون انجام تصفیه در محیط تخلیه نمایند، تثبیت بیولوژیکی آنها باعث‏ایجاد نقصان در منابع طبیعی اکسیژن و تولید شرایط گندیدگی می‏شود.

عوامل بیماری زا

بیماری‏های مسری می‏توانند از طریق موجودات بیماری زای درون پساب، منتقل شوند.

مواد غذایی غیر آلی

نیتروژن و فسفر، همراه با کربن از مواد غذایی غیر آلی بوده که برای رشد بیولوژیکی لازم می‏باشند اگر‏ این گونه مواد به د رون محیط‏های آبی تخلیه شوند باعث رشد گیاهان آبزی نامطلوب شده و در صورت تخلیه فروان در زمین باعث‏ایجاد آلودگی در آبهای زیر زمینی شوند.

مواد آلی مقاوم

این مواد با روش‏های عادی تصفیه، تجزیه نمی‏شوند. مواد فعال سطحی، فنول‏ها و سموم دفع آفات نباتی از‏این جمله می‏باشند.

فلزات سنگین

فلزات سنگین معمولاً از طریق فعالیت‏های تجاری و صنعتی به پساب افزوده شده که باید آن‏ها را حذف نمود.

جامدات محلول غیر آلی

مواد غیر آلی مانند کلسیم، سدیم و سولفات در اثر مصرف آب به پساب افزوده شده و در صورت استفاده مجدد از پساب باید حذف شود.

 

۱-۲- مطالعه خواص پساب

شناخت طبیعت و ماهیت پساب برای طرح و بکارگیری تاسیسات جمع‏آوری، تصفیه و دفع پساب و نیز حفظ کیفیت محیط به طریق علمی، ضروری می‏باشد. مطالعه خواص پساب به منظور تعیین مشخصه‏های فیزیکی، شیمیایی، پساب و غلظت اجزاء تشکیل دهنده پساب و بهترین روش کاهش غلظت مواد آلوده موجود در پساب، صورت می‏پذیرد. روشهای نمونه‏گیری از پساب، متدهای تجزیه و تحلیل نمونه‏ها و مطالب مورد استفاده برای ارائه نتایج حاصله در‏این قسمت توضیح داده شده‏اند.

 

۱-۲-۱- ترکیب پساب

منظور از ترکیب، مقادیر حقیقی اجزاء فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی موجود در پساب می‏باشند. در‏این قسمت ارقام واطلاعات مربوط به اجزاء پساب جمع‏آوری می‏شود.‏این مبحث همچین شامل لزوم تعیین دقیق تر مشخصات پساب و میزان مواد معدنی موجود در اثر مصرف آب، خواهد بود.

 

۱-۲-۲- مشخصات فیزیکی پساب

مهمترین مشخصه فیزیکی پساب، کل مقدار مواد جامد بوده که شامل مواد شناور، مواد معلق، مواد کلوئیدی و مواد محلول می‏باشد. سایر مشخصات فیزیکی پساب شامل بو، دما و رنگ می‏باشد. در‏این قسمت کل مقدار مواد جامد بررسی می‏شود.

 

۱-۲-۲-۱- کل مواد جامد

در تجزیه و تحلیل‏ها، مجموع مواد جامد درون پساب به آن دسته از موادی اطلاق می‏شود که پس از تبخیر پساب در دمای ۱۰۳ تا ۱۰۵ درجه سانتی گراد، باقی بماند. موادی که دارای فشار بخار قابل توجهی در‏این دما باشند، در طول تبخیر از بین رفته و به عنوان مواد جامد تلقی نخواهد شد. مجموع مواد جامدیا رسوبات باقی مانده حاصل از تبخیر را می‏توان با عبور حجم معینی از پساب از میان صافی، به دو گروه مواد جامد معلق و مواد جامد قابل صاف شدن طبقه‏بندی کرد. صافی‏ها را معمولاً بر اساس حداقل قطر مواد جامد معلق (یک میکرون) انتخاب می‏کنند. بخشی از مواد جامد معلق، شامل مواد قابل ته نشینی می‏باشند که در کف یک قیف مخروطی شکل (قیف‏ایمهوف)، طی ۶۰ دقیق ته نشین شوند. مقدار مواد جامد قابل ته نشینی می‏تواند مقیاسی تقریبی برای اندازه‏گیری میزان تولید لجنی باشد که طی عمل ته نشینی ازپساب جدا خواهد شد. بخش مواد جامد قابل صاف شدن شامل مواد جامد کلوئیدی و مواد جامد محلول می‏باشد. قسمت کلوئیدی ‏این مواد شامل ذرات ریز با قطر تقریبی ۱ میلی میکرون تا ۱ میکرون است. مواد جامد محلول شامل یونها و مولکول‏های آلی و غیر‏آلی بوده

 

جستجو

برای استفاده از تمامی مطالب ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید:

برخی از مطالب این سایت به دلیل حجم بالای آن ها، فقط در اختیار اعضای سایت قرار می گیرد.