بهینه سازی عملکرد سپتیک تانک برای تصفیه فاضلاب بهداشتی با فراهم سازی زمینه رشد چسبیده در آن مطالعه موردی: فاضلاب بهداشتی کارخانه سیمان استهبان- سید محمد حسین صداقت کشفی؛ علی اکبر عظیمی- مرکز مهندسی عطران

0

این پژوهش به صورت مقطعی در یک بازه زمانی 6 ماهه در محل کارخانه سیمان استهبان انجام گرفت. در این پژوهش ضمن بررسی کارایی سپتیک تانک در حذف فاضلاب بهداشتی کارخانه و در ادامه پژوهش انجام گرفته در خصوص افزایش کارایی سپتیک تانک با ایجاد دیواره های مانع به تعداد 7 دیواره و به حجم 6 مترمکعب می باشد که باعث افزایش موثر راندمان سپتیک تانک گردید.

در این پژوهش با اضافه کردن آکنه به میزان 50 درصد حجم سپتیک تانک بافل دار و ایجاد شرایط رشد چسبیده همراه با ایجاد شرایط بی هوازی در راکتور و پس از 4 ماه از بارگیری سیستم و پایدار شدن آن نمونه برداری از ورودی و خروجی به منظور پایش کارایی صورت گرفت که در آن پارامترهای فیزیکوشیمیایی به ترتیب زیر بررسی شد:

EC, TKN,TP,TS,TSS,COD,BOD5

نتایج متوسط غلظت پارامترهای یاد شده در ورودی به ترتیب 269 و 411 و 329 و 2869 و 18 و 17 میلی گرم در لیترو 2360 میکروزیمنس بر سانتی متر می باشد که درصد بهبود کارایی راکتور با ایجاد رشد چسبیده در آن نسبت به راکتور بافل دار عبارت است از 6 و 14 و 4 و 15 و 5 و 6 و 0 و در کل درصد حذف پارامترهای یاد شده به ترتیب 88 و 88 و 89 و 62 و 55 و 47 و 0 می باشد که در کل، راندمان حذف برای BOD5, COD, TDD، 60 درصد و برای TS, TP, TKN 50 درصد بیشتر از سپتیک تانک معمولی بهبود نشان می دهد که می توان از پساب خروجی براحتی برای آبیاری فضای سبز و گیاهان میوه ای غیرخوراکی استفاده نمود.

کلمات کلیدی: تصفیه فاضلاب، سپتیک تانک، دیواره مانع، رشد چسبیده، آکنه

1- مقدمه :

یکی از تنگناهای کشورهای کم بارشی چون ایران که علاقمند به توسعه و پیشرفت نیز می باشند دسترسی به آب کافی جهت صنایع، کشاورزی و مصارف بهداشتی است که تنها راه حل حصول به این نتیجه، مدیریت آب شیرین موجود می باشد. یکی از مهمترین این راهها، تصفیه فاضلاب بهداشتی و مصرف مجدد آن است که می بایست با روشی ارزان قیمت و در عین حال کارآمد صورت گیرد به طوریکه معیارهای زیست محیطی و فرهنگی و اقتصادی و سیاسی و از همه مهمتر معیار تامین سلامت جامعه را نیز تضمین نماید.

برای کشورهایی چون ایران با توجه به اقلیم موجود،  مهمترین و مناسبترین روشها، روشهای طبیعی تصفیه فاضلاب است که با سرمایه گذاری اندک و عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته و نگهداری و مراقبت پیچیده و خاص می می توان به این نتیجه دست یافت.

در حال حاضر، سپتیک تانک ها از جمله سیستم های طبیعی ارزان قیمت برای تصفیه فاضلاب بهداشتی هستند که به دلیل سادگی در ساخت و راهبری ساده، دارای سابقه طولانی در استفاده می باشند.

تصفیه در سپتیک تانکها بر پایه ته نشینی مواد در اثر کاهش سرعت فاضلاب و افزایش زمان ماند و تصفیه بیولوژیک بی هوازی در لجن تجمع یافته در کف و طولانی مدت استوار است. درجه آلودگی پسابی که از سپتیک تانک خارج می شود تقریبا معادل درجه آلودگی فاضلاب خارج شده از مخزن ته نشینی اولیه می باشد

لذا با همه تدابیری که اندیشیده شده است سپتیک تانک ها فقط قادر به حذف حداکثر 30 درصد از آلودگی فاضلاب هستند و چون تصفیه کاملی بر روی فاضلاب به عمل نمی آید از آنها نمی توان به عنوان یک واحد مستقل تصفیه فاضلاب استفاده کرد و پساب خروجی نیاز به تصفیه تکمیلی دارد [1].

حال اگر بتوان سپتیک تانک را به گونه ای بهینه سازی نمود تا میزان حذف آلاینده ها را بالاتر و به مرز استانداردهای مصرف مجدد در کشاورزی و باغبانی یا حتی بهتر رساند این امکان فراهم خواهد شد تا به اهداف گفته شده فوق در تصفیه فاضلاب و با هزینه های کمتری رسید.

یک روش، بافل دار کردن سپتیک تانک به تعداد موثر و همچنین ایجاد رشد چسبیده در آن پس از بافل گذاری است که می تواند سپتیک تانک را به طور مناسبی بهینه نموده به راکتور بی هوازی قابل قبولی جهت حذف آلاینده ها تبدیل نماید که بررسی میزان تاثیر فراهم سازی رشد چسبیده در سپتیک تانک بافل دار، هدف پژوهش حاضر می باشد.

برای بیان مشخصات هیدرولیکی راکتورهای یادشده از لحاظ چگونگی اختلاط فاضلاب در راکتور از ضریب بدون واحدی به نام عدد پراکندگی (d) استفاده می کنند که از رابطه زیر محاسبه می شود:

d= D/LU

D: ضریب پراکندگی بر حسب متر بر ثانیه

L: طول موثر جریان بر حسب متر

U: سرعت متوسط جریان در طول l بر حسب متر بر ثانیه

اگر در راکتور این ضریب به سمت صفر میل کند راکتور از نوع نهر گونه (plug flow) و اگر به سمت بی نهایت میل کند از نوع اختلاط کامل (completely mixed) خواهد بود [12].

در راکتور های نهر گونه، شرایط محیطی به ویژه غلظت  مواد غذایی در طول راکتور در حال تغییر است. به عبارت دیگر در قسمت ابتدایی راکتور که فاضلاب با بخش کوچکی از لجن موجود در راکتور مخلوط می  شود غلظت مواد آلی بیش از حد ضریب اشباع می باشد و طبق رابطه مونود سرعت شکسته شدن مواد    آلی بسیار زیاد است.

لذا به اکسیژن بیشتری نیاز است و در قسمت انتهایی راکتور به علت پایین بودن غلظت مواد آلی، فعالیت میکروارگانیسم ها به حداقل رسیده و شرایط خود سوزی به وجود می آید و نیاز به اکسیژن محلول به حداقل می رسد. اما در راکتورهای اختلاط کامل، شرایط محیطی در تمام نقاط راکتور یکنواخت می باشد، چون فاضلاب ورودی با  کل لجن موجود در راکتور مخلوط می شود.

بر اساس رابطه مونود وقتی غلظت به ks  ویا کمتر از آن تنزل پیدا می کند سرعت انجام واکنش های بیوشیمیایی نسبت به حد ماکزیمم به شدت کاهش می یابد. مجموعه این تغییرات سبب شده است که سیستمِ نهرگونه از لحاظ بازده کاهش مواد آلی بهتر از سیستم اختلاط کامل عمل کند. [5]

با توجه به موارد  فوق برای اصلاح رژیم هیدرولیکی جریان در سپتیک تانک بایستی به گونه ای اقدام شود که  جریان به سمت و سوی راکتور های نهرگونه پیش رود تا کارایی بالاتری در تصفیه فاضلاب داشته باشد. بدین منظور و پس از بررسی و قرارگیری بافل در سپتیک تانک و ایجاد جریان رو به بالا در آن این نتیجه حاصل شد. [2]

این پژوهش در ادامه پژوهشی دیگر تحت عنوان: تاثیر اصلاح رژیم هیدرولیکی و مواد منعقد کننده بر عملکرد سپتیک تانک در تصفیه فاضلاب بهداشتی (مطالعه موردی، کارخانه سیمان استهبان می باشد) که با ساخت پایلوت و اضافه نمودن بافل در آن به تعداد 7 عدد و ایجاد 8 کمپارتمنت و ایجاد شرایط نهرگونه در جریان فاضلاب صورت گرفته است و در پژوهش حاضر با استفاده از مدیا گذاری و ایجاد شرایط رشد چسبیده، میزان بهبود کارایی سپتیک بافل دار بررسی گردید.

  • 1 تئوري فرآيند با رشد چسبيده

وقتی فاضلاب ورودي به راکتور زیستي اضافه مي گردد، میکروارگانیسمها بر روي بستر، بصورت متصل رشد مي کنند و مواد آلي محلول را حذف مي نمایند. [14] این بستر می تواند بصورت آکنده یا مستغرق باشد. [11] در این راکتورها HRT  کمتر از حداقل SRT (زمان ماند سلولی) مورد نیاز براي رشد میکروبي به ازاي مواد غذایي حذف شده است. [12] زیست توده اضافي تولید شده از سیستم، بصورت لجن، حذف مي گردد. [13]

اجزایي كه بر روي یك بستر قرار مي گیرد تا یك بیوفیلم را تشكیل دهد بصورت زیر مي باشد :[14]

دو فاكتور مهمي كه روي رشد میكروبي بر روي مدیا تاثیر مي گذارند، عبارتند از:

.1  دبي جریان

.2 اندازه و شكل ذرات

ضخامت بیوفیلم بر اساس شرایطي كه در بالا بیان گردید 100 میكرومتر تا 10 میلي متر مي باشد [11] ماده غذایي، اكسیژن و نوترینت از میان لایه مایع ثابت به بیوفیلم مي رسند و محصولات حاصل از تجزیه بیولوژیكي از بیوفیلم وارد لایه حجمي شده و از آن خارج مي گردند [11] . در یك بیوفیلم، اجزاي زیر ممكن است دیده شود : [15]

  1. میكروارگانیسم ها كه با سرعت رشد نسبتا پایین ، مانند متانوژن ها گسترش مي یابند
  2. ذرات معدني یا آلي
  3. پلیمرهاي خارج سلولي

. این پلیمرها كه بوسیله میكروارگانیسمها ترشح مي گردند، مشابه پلیمرهاي تولیدي در مرحله فلوكه سازي لجن فعال است . [16]

جذب سطحي باكتریها به سطوح ، یك فرایند دو مرحله اي است . مرحله اول یك فرایند جذب برگشت پذیر است كه عمدتا بوسیله برهمكنش الكترواستاتیكي بین سلول باكتریها و ماده جاذب كنترل میگردد. مرحله دوم شامل جذب برگشت ناپذیر سلولها است كه بواسطه تولید پلیمرهاي خارج سلولي در سطح ایجاد مي گردد .

میكروارگانیسم هاي بیوفیلم بوسیله ماتریكس هاي پلیمري خارج سلولي مانانها، گلوكانها، اسیدهاي یورونیك و گلیكوپروتئینها كه گلیكوكالیكس نامیده مي شود، به هم متصل مي گردند [18].

تجمع خالص بیوفیلم ها بر روي سطوح با معادله زیر بیان مي گردد [18]

میزان یا سرعت كنده شدن جرم سلولي – میزان یا سرعت تولید جرم سلولي = میزان یا سرعت تجمع بیوفیلم متصل شده به سطح

كه = h ضخامت بیوفیلم ، = A سطح مرطوب راكتور، = p چگالي بيوفیلم ، = Rg سرعت حذف نوترینت بوسیله بیومس متصل شده به سطح ، = y ضریب بازدهي سلولي ، = Rd سرعت جداسازي بیوفیلم.

پیشینه تحقیق:

در تحقیقی که توسط 8 نفر از پژوهشگران در چندین سال مختلف در خصوص راکتور بی هوازی بافل دار و در بارگذاریهای مختلف صورت گرفته میزان حذف COD به شرح نمودار 1 بوده است: [24]

نمودار 1 – مقایسه بررسی حذف COD در راکتور بافل دار جهت فاضلاب ضعیف

همچنین اطلاعات عملیاتی واحدهای سازه ای تصفیه فاضلاب شهری از یک شهر کوچک در کلمبیا با جمعیت کمتر از 2500 نفر با روش راکتور بی هوازی بافل دار با داده های آزمایشگاهی زیر انجام شد: [3]

راکتور موجود در Tenjo در کلمبیا با استفاده از داده های آزمایشگاهی با سرعت جریان رو به بالای 3 متر در ساعت با مشخصات ذکر شده در جدول 1 زیر طراحی شده است:

اگر چه توجهات خاصی در حین راه اندازی صورت گرفت با این حال مشکلات زیادی در این میان حادث گردید. شوکهای هیدرولیکی سبب شسته شدن جامدات و از طرفی عدم کنترل و غربال جامدات سبب شناور شدن مدیای پلاستیکی بر روی سطح فاضلاب گردیده بود. این مشکلات با ایجاد یک گذرگاه و بهبود واحد آشغالگیری حل گردید.

طی یک دوره 2 ماهه راندمان حذف COD و جامدات معلق در این راکتور به ترتیب به میزان 70 و 80 درصد رسیده بود. تغییرات در میزان بار آلی ورود به راکتور بین چند Kg COD/m3d تغییرات چندانی را در عملکرد راکتور ایجاد نمی کرد. از لحاظ اقتصادی هزینه صرف شده برای ساخت یک راکتور بافل دار 5 برابر کمتر از واحدهای لجن فعال متعارف برای شهرهای کوچک برآورد گردید.

در مطالعه ای که بر روی فاضلاب ورودی به تصفیه خانه در شهر کلات مشهد کشور ایران شامل فاضلاب حاصل از صنایع نساجی، مواد شیمیایی، دارویی، خانگی و… انجام شده و فاضلاب در ابتدای تصفیه خانه با هم مخلوط شده و وارد واحدهای فرآیندی و عملیاتی تصفیه خانه می گردند. مشخصات فاضلاب تولیدی در جدول 2 آمده است: [3]

تغییرات هر کدام از پارامترهای ذکر شده در جدول بالا در منحنی های زیر نشان داده شده است:

همانطور که در منحنی های بالا مشاهده می گردد تغییرات در پارامترهای مختلف جریان بسیار زیاد که می تواند به صورت یک عامل خطرناک برای واحدهای مختلف عمل نماید.

همچنین نتایج تحقیق انجام شده به منظور تصفیه تکمیلی پساب سپتیک تانک  با دو سیستم لجن فعال با رشد چسبیده و معلق که توسط آقای محمد حسن ابدی و همکارانشان در سال1382 انجام شد . نتایج نشان دهنده این موضوع بود که سیستم های بی هوازی بیوفیلمی قادرند نسبت به سیستم های هوازی معلق در شرایط مساوی راندمان بالاتری را ایجاد نمایند.[4]

همچنین در مطالعه ای که توسط آقای محمد فهیمی نیا و همکارانشان در سال 1391  انجام شد ، کارائی صافی های گرانولی در تصفیه تکمیلی پساب سپتیک تانک مورد بررسی قرار گرفت ایشان ضمن بررسی امکان سنجی وتدوین ضوابط و مبانی طراحی  و کاربرد این روش در تصفیه تکمیلی پساب سپتیک تانک در حذف COD، BOD5، مواد معلق،کدورت ،

فسفر کل نیتروژن کجلدال و کل کلیفرم نشان دادند که نرخ فیلتراسیون دارای تاثیر معنی داری بر مقادیر خروجی BOD5، COD ،کلیفرم ،فسفر کل ،نیتروژن کجلدال ،و مواد معلق  از صافی شنی درشت دانه است. [9]

ذبیح ا… یوسفی و همکارانشان نیز در سال 1387نسبت به راه اندازی و بررسی کارائی  سیستم سپتیک تانک بافل دار بیهوازی با رشد چسبیده در تصفیه فاضلاب به منظور دستیابی به اهداف تصفیه بیشتر اقدام نمودند . با استناد به نتایج حاصل شده ،گزارش کردند سیستم های بی هوازی قادرند نسبت به حذف بارهای آلی بالا راندمان بهتری را ایجاد کنند و همچپنین افزایش دما راندمان سیستم را بهبود بخشد. [6]

7- تسیامیس و همکارانش در مطالعه ای در سال 2013 با استفاده از روش رشد چسبیده در فاضلاب با بستر پلاستیکی اثبات نمود که می توان به خوبی باکتریهای سیتروباکتر و گونه های کلبسیلا و سالمونلا را حذف نمود [20].

وایناز با انجام تحقیقی در سال 2011 اثبات کرد روش رشد چسبیده در تصفیه فاضلاب در شرایط هوازی باعث حذف آهن، منگنز و کروم شده و در شرایط بی هوازی به خوبی امونیاک و نیترات را حذف خواهد کرد [21]

فلاس و همکارانش در سال 2013 در پی تخقیقاتی نشان داد که با استفاده از روش رشد چسبیده می توان ترکیبات نوظهور از جمله ترکیب دارویی دیکلوفناک را به خوبی از فاضلاب حذف نمود همچنین ایشان توانستند اثبات نمایند که در شرایط هوازی – بی هوازی  ، 25 درصد میکروآلاینده ها را با استفاده از روش رشد چسبیده حذف نمایند. [22]

تاناکا و همکاران با استفاده از روش رشد چسبیده در فیلتر شنی توانستند کارایی فیلتر یاد شده را به میزان دو برابر افزایش دهند. همچنین این روش توانسته بود رشد نیتروباکترها را پس از گذشت سه ماه از عملکرد فیلتر متوقف کند. [23]

مواد و روشها:

همانگونه که گفته شد این تحقیق در ادامه تحقیق دیگر تحت عنوان رژیم هیدرولیکی یک سپتیک تانک بافل دار در مقیاس پایلوت برای تصفیه فاضلاب بهداشتی کارخانه سیمان استهبان اصلاح شده بوده و به آن اشاره شد و مشخصات آن در جدول زیر ارائه شده است.

جدول 2 – مشخصات سپتیک تانک اصلاح شده بافل دار برای تصفیه فاضلاب بهداشتی کارخانه سیمان استهبان

طول عرض عمق مفید عمق کلی سطح آزاد ارتفاع لوله بافل لوله خروجی گاز در سقف منافذ ارتباطی بین محفظه ها
ورودی خروجی تعداد طول عرض ارتفاع فاصله بین دو بافل قطر ارتفاع طول عرض
300 100 150 200 50 150 125 7 100 8.6 150 30 20 250 10 10

با استفاده از لوله های خرطومی برق و تور پلاستیکی و جعبه های پلاستیکی به ترتیب زیر جهت ساخت مدیا جهت رشد چسبیده و قرار دادن آن در محفظه های ساخته شده در سپتیک تانک اقدام شد.

علت انتخاب لوله خرطومی برق: به دلیل ارزان بودن و در دسترس بودن و سهولت استفاده و همچنین شیاربندی مناسب دو طرفه آن که باعث می شود سطح ویژه به میزان قابل قبولی افزایش یابد که میزان سطح ویژه لوله خرطومی به شرح زیر محاسبه گردید:

محاسبه سطح ویژه:

برای محاسبه سطح ویژه (نسبت سطح به حجم) لوله خرطومی مورد استفاده از رابطه زیر استفاده می نماییم:

=  نسبت سطح به حجم

D = قطر که برای لوله خرطومی استفاده شده در این پژوهش 5/1 سانتی متر می باشد.

L= طول که طول در نظر گرفته شده جهت محاسبه، 7 سانتی متر می باشد که پس از ساده شده رابطه فوق از محاسبه حذف می گردد.

α= میزان درصد افزایش طول پس از حذف چولگی لوله که عدد 3/1 درصد بدست آمد. (به طول 2 سانتی متر افزوده شد)

که پس از ساده شدن رابطه فوق رابطه زیر بدست می آید:

m2/m3 69 = = سطح ویژه

یعنی نسبت سطح ویژه لوله خرطومی بکار رفته 69 متر مربع بر متر مکعب می باشد.

در ادامه به دلیل فراهم سازی رشد حداکثری رشد میکروارگانیسمها، ابتدا لوله های خرطومی به طول دو سانتی متر قطعه قطعه شد. سپس جعبه های پلاستیکی به تعداد لازم و بر اساس اندازه های کمپارتمنتها، تهیه نموده و آن را جهت قرار گیری لوله های خرطومی قطعه قطعه شده، آماده کرده درون جعبه ها ریخته به طوریکه تقریبا نصف جعبه را پر نمود

سپس با استفاده از تورهای پلاستیکی هر جعبه را به خوبی پوشانده تا امکان خروج لوله ها از جعبه ها در اثر جریان پساب، ممکن نباشد سپس جعبه ها به نحو مناسب به هم بسته شد و به صورت خشابهای سه تایی درآمد.

آنگاه ستون جعبه ها را بر اساس نوع محفظه و نوع مدیا درون دپارتمنتها قرار داده و اجازه داده شد تا سپتیک تانک بارگیری شود. پس از پایداری جریان فاضلاب، کیفیت پساب خروجی را آزمایش کرده نتایج تحلیل گردید.

با توجه به اینکه حدودا 4 ماه نیاز است تا اینکه سپتیک به حالت پایدار خود برسد، جهت تسریع در روند پیشبرد کارها، عمل بذرپاشی در سپتیک به میزان مقدار 8 کیلوگرم کود گاو و 50 لیتر  لجن حاصل از سپتیک موجود در کارخانه صورت گرفت ( مقادیر مورد استفاده تجربی می باشند). پس از این، شیرهای ورودی فاضلاب به سپتیک جهت بررسی اصلاح رژیم هیدرولیکی باز شد و فاضلاب با دبی تعیین شده به سپتیک وارد شد.

پس از گذشت 2 ماه از راه اندازی و پایدار شدن راکتور با بذرپاشی به منظور بررسی تاثیر اصلاحات انجام شده بر روی کارایی این سیستم از ورودی و خروجی آن نمونه برداری صورت گرفت و پارامترهای فیزیکو شیمیایی: BOD5, COD, TSS, TKN, TS, TP, EC,pH بر اساس روش استاندارد متد ویرایش 20 مورد بررسی قرار گرفته و با نتایج بدست آمده از تحقیق قبلی که مربوط به راکتور بافل دار بدون ایجاد شرایط رشد چسبیده بود مورد بررسی قرار گرفت.

یافته ها و نتایج:

یافته های بدست آمده از میزان بازدهی سپتیک تانک بافل دار و بدون رشد چسبیده به شرح زیر می باشد:

که پس از فراهم سازی ایجاد رشد چسبیده و انجام نمونه گیری مستمر هفته ای به مدت 4 ماه، نتایج زیر بدست آمد:

 

جدول 3 – مقایسه کلی نتایج آزمایشات اصلاح رژیم هیدرولیکی و پس از آکنه گذاری پس از چهارماه

مقایسه کلی
پارامتر ورودی خروجی نهایی
حوضچه شاهد با اصلاح رژیم هیدرولیکی با اضافه کردن آکنه
مقدار مقدار بازده حذف (%) مقدار بازده حذف (%)
BOD5 269 58 48 82 35 88
COD 411 111 106 74 54 88
TSS 329 99 50 85 35 89
TS 2869 1896 1512 47 1085 62
TP 18 13 9 50 8 55
TKN 17 14 10 41 9 47

EC

2360 2360 2360 0 2360 0
pH 5/8 – 5/7
T 24 – 19 20-11

کلیه واحد ها بر مبنای mg/l و هدایت الکتریکی بر مبنای میکروزیمنس بر سانتی متر و دما بر حسب سانتی گراد می باشد.

نتیجه گیری:

با توجه به داده ها و یافته های این پژوهش و بر اساس فرضیه بیان شده نسبت به انجام آزمون فرضیه بر اساس روش کار شرح داده شده اقدام گردید که نتیجه گیری آن به شرح زیر می باشد:

بهبود حذف BOD5 پس از قرارگیری مدیا در راکتور اصلاح رژیم هیدرولیکی بود که پس از طی زمان 4 ماه و رشد میکروارگانیسمهای بی هوازی، راکتور یاد شده توانست 6 درصد از BOD5 را در سیستم رشد چسبیده، بیشتر از سپتیک اصلاح شده با رژیم هیدرولیکی حذف نماید یعنی از 82 درصد به 88 درصد رسید که می توان نتیجه گرفت

سیستم رشد چسبیده با قرارگیری مدیا در درون محفظه های سپتیک اصلاح شده بهینه سازی شده می تواند سپتیک تانک را تا حد بسیار مناسبی در حذف  BOD5 بهینه ساخته و در مجموع بالغ بر 60 درصد بر راندمان سپتیک تانک شاهد با کمترین هزینه بیافزاید که قابل توجه می باشد. بهبود حذف COD که با توجه به توضیحات ارائه شده در خصوص حذف BOD5 این سیسستم توانست حذف COD  را 14 درصد بهبود بخشد.

یعنی میزان میزان حذف را از 74 درصد به 88 درصد برساند که میزان حذف COD بیش از دو برابر میزان حذف BOD5 می باشد. یعنی می توان نتیجه گرفت میزان حذف COD در این راکتور به میزان موثرتر نسبت به BOD5 صورت می گیرد. حذفTSS  که در راکتور رشد چسبیده بهبودی معادل 4 درصد نسبت به سپتیک اصلاح شده با رژیم هیدرولیکی در آن رخ داده است یعنی میزان حذف TSS از 85 درصد به 89 درصد رسیده که در کیفیت ظاهری پساب خروجی تاثیر به سزایی داشته

و سیستم رشد چسبیده به همراه اصلاح رژیم هیدرولیکی در حذف TSS به میزان قابل قبولی تاثیرگذار می باشد. میزان حذف TS که اگرچه با رشد 15 درصدی نسبت به سیستم اصلاح رژیم هیدرولیکی همراه بوده است یعنی از 47 درصد به 62 درصد رسیده است اما همچنان این سیستم نتوانسته به میزان مورد انتظار و موثرتری در حذف TS عمل نماید. اما در صورت نیاز به حذف TS با سیستمهای انتخابی بعدی، قطعا در کاهش هزینه ها و نوع سیستم انتخابی مکمل تاثیرگذار بوده و می تواند تصفیه تکمیلی را با راندمان بهتری حمایت نماید.

میزان حذف TP که بر اساس نوع فرآیندهایی که در سیستم رشد چسبیده اتفاق می افتد انتظار چندانی در حذف آن نمی رود اما مشاهده گردید که به میزان 5 درصد نسبت به سیستم اصلاح رژیم هیدرولیکی بهبود حذف رخ داده، یعنی از 50 درصد به 55 درصد رسیده است که اگرچه میزان حذف TP به صورت کلی کم است اما چون بالاتر از حد انتظار فرضیه بوده نتیجه قابل قبول و موثری حاصل شده است.

حذف TKN که مانند آنچه در بند 5 بحث گردید انتظار حذف TKN به دلیل نوع واکنشهای بیوشیمایی اتفاق افتاده در راکتور رشد چسبیده، مورد انتظار نیست اما رشد 6 درصدی حذف TKN یعنی از 41 درصد به 47 درصد نشانگر بهینه شدن سیستم و بهبود میزان حذف TKN تصفیه ثانویه را تسهیل خواهد کرد اما به صورت کلی این میزان حذف که بر خلاف انتظار، صورت گرفته نتیجه مطلوبی بدست داده است.

انتظار می رفت با توجه به افزایش مواد معدنی در سیستم رشد چسبیده، میزان EC بالا رود اما آزمایشات نشان داد که در این سیستم EC تغییری نکرده و ثابت مانده است که نشان از عملکرد خوب راکتور دارد و علیرغم انتظار در افزایش EC شاهد ثابت ماندن آن در پساب خروجی بوده که برای استفاده مجدد در بخش کشاورزی می توان با در دست داشتن EC ورودی برای پساب خروجی نیز برنامه ریزی نمود. با توجه به بی هوازی بودن فرآیندها لجن تولیدی به میزان قابل توجی کاهش داشته و از این نظر مشکلات عدیده دفع لجن در این سیستم کمتر بوده و یکی از چالشهای اساسی سیستمهای تصفیه در این سیستم به میزان مناسبی حل شده است.

با مقایسه نتایج خروجی پارامترهای گفته شده با استانداردهای پساب خروجی سازمان محیط زیست کشور به این نتیجه می رسیم که پساب خروجی را می توان براحتی در بخش باغبانی و کشاورزی برای محصولات غیر خوراکی استفاده مجدد نمود یعنی با کمترین هزینه از جمله هزینه های نگهداری و تاسیسات و دفع لجن و هزینه های برق و پمپ و اپراتور آموزش دیده که در لجن فعال وجود دارد می توان پساب خروجی را به مصارف یاد شده رسانید.

با توجه به استانداردهای پساب خروجی تصفیه شده، ارائه شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست کشور بر اساس جدول و مقایسه خروجی راکتور مورد پژوهش، کیفیت پساب خروجی از این راکتور در حد آب کشاورزی و باغبانی می باشد.

جدول 4 – مقایسه پارامترهای خروجی راکتور رشد چسبیده با استاندارد خروجی پساب برای مصارف کشاورزی

پارامتر میانگین ورودی میانگین خروجی استاندارد خروجی برای مصارف کشاورزی و باغبانی و دام  [7]
BOD5 269 35 100
COD 411 54 200
TSS 329 35 100
TS 2869 1085
TP 18 8 50
TKN 17 9
EC 2360 2360 بر اساس جدول 5-2

جدول 5 طبقه بندی پیشنهادی برای آب ها از نظر شوری در آبیاری [7] [1][2][3][4][5][6]

یعنی به راحتی می توان از پساب تصفیه شده از سیستم رشد چسبیده در باغبانی و کشاورزی استفاده نمود.

قدردانی:

سپاس بیکران بر همدلی و همراهی و همگامی جناب آقای مهندس علی وحدانی، مدیر سابق کارخانه سیمان استهبان که با درایت مثال زدنی از هیچ همکاری فروگذار ننمودند.

– و با تقدیر و تشکر شایسته از مدیریت فعلی کارخانه سیمان استهبان جناب آقای مهندس کریمیان که در ادامه روند این پژوهش همکاریهای ارزنده مبذول داشتند.

  • و همچنین تشکر از جناب آقای مجید فرهمندی مسئول روابط عمومی کارخانه سیمان استهبان در همکاریهای بیدریغ ایشان.
  • و همینطور تشکر از پیگیریها و هماهنگیهای مستمر جناب آقای مهندس ارسلان رستمی دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست دانشگاه آزاد اسلامی استهبان.

مراجع:

1- Book: amiri,m,(2002). Principles of Water, 3nd Ed.,Iran,Esfahan, pp 19-27

2-Thesis: Rostami,A, (2014). ” The impact on the hydraulic regime and coagulants in treating septic tank sanitation”

Department of environmental engineering،Estahban Branch، Islamic Azad university. ،Estahban،Iran

3-Report: marvzist, co. (1999). Kalat  Mashhadindustrial parkwastewater treatment plantoperationalreports.

4- Journal: Abadi,m,h. (2001). “Efficacy of attached and suspended growth activated sludge system with growth in wastewater treatment septic tank”. 6th  National Conference on Environmental Health.

5- Journal: Fahimineya, (2011). Granular search filters in small communities wastewater treatment septic tanks.4th National Conference on Environmental Health.

6- Journal: Yousefi,z, (2007). ” Construction, installation and performance review anaerobic baffled septic tank. 11th National Conference on Environmental Health.

7- Report: Office of Deputy for Strategic Supervision, (2010). ” Environmental Criteria of Treated Waste Water and Return” Flow Reuse No. 535.

8-E.j. Tomlinson. Et. Al. the effect of longitudinal mixing on the settleability of activated

  • 9- John Wily & Sons.”,Chemical Reaction Engineering. Second
  • 10- Chih-Ju G. Jou and Guo-Chiang Huang, A pilot study for oil refinery wastewater treatment using a fixed-film bioreactor, Advances in Environmental Research Volume 7, Issue 2 , January, Pages463-469, 2003.
  • 11- Clifford W. Randall and Dipankar Sen, Full-scale evaluation of an integrated fixed-film activated sludge (IFAS) process for enhanced nitrogen removal, Water Science and Technology Vol 33 No 12 pp 155–162 , IWA Publishing 1996.

12-Water Quality International (IAWQ), Wastewater, Nutrient Removal, vol 38, 1998.

13- Mogens Henze, Wastewater Treatment Biological and Chemical Processes, Third Edition, Springer, 2002

14- H.Campbell, A.Schnell, Upgrading Activated Sludge Using Free Floating Plastic Media, Hydroxyl System Inc, 2001.

15- T. Sriwiriyarat, Computer Program Development for the Design of IFASWastewater Treatment Processes, Blacksburg, Virginia Tech 1999

16- Sriwiriyarat, Tongchai., Mathematical Modeling and Evaluation Of IFAS Wastewater Treatment Processes For Biological Nitrogen and Phosphorus Removal, 2002.

17- D. Krichten, C.McDowell, Simultaneous nitrification and denitrification in biofilm of an engineered integrated fixed film activated sludge system, Bentwood Industry, 2001.

18- D. Kiranmai, A. Jyothirmai, C.V.S. Murty ,Determination of kinetic parameters in fixed-film bio-reactors:an inverse problem approach Biochemical Engineering Journal 23 , 73–83, 2005.

19- Duncan J. Barkerm, Gianni A. Mannucchi, Sandrine m. l. Salvi and David C. Stuckey” Characterisation of Soluble redidual Chemical Oxygen Demand (COD) in Anaerobic Wastewater Treatment Effluents”Wat, Res. Vol. 33, No. 11, pp. 2499-2510, 1999

20-Tsiamis, Stavros Pavloub  Kostas Bourtzis, Dimitris V. Vayenas, Modelling of biological Cr(VI) removal in draw-fill reactors using microorganisms in suspended and attached growth systems, Water Research, Volume 47, Issue 2, 1 February 2013, Pages 623–636

21-  D.V. Vayenas, 6.30 – Attached Growth Biological Systems in the Treatment of Potable Water and Wastewater, Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences Comprehensive Biotechnology (Second Edition), 2011, Pages 371–383 Volume 6: Environmental Biotechnology and Safety.

22- P. Falas, P. Longrée, J. la Cour Jansen, H. Siegrist, J. Hollender, A. Joss, Micropollutant removal by attached and suspended growth in a hybrid biofilm-activated sludge process, Water Research, Volume 47, Issue 13, 1 September 2013, Pages 4498–4506.

23- H. Tanaka, S. Uzman and I. J. Dunn, Kinetics of nitrification using a fluidized sand bed reactor with attached growth, Biotechnology and Bioengineering, Volume 23, Issue 8, pages 1683–1702, August 1981.

24- Ravi k. Voolapalli and David C. Stuckey” Hydrogen Production in Anaerobic Reactors During Shock Loads Influence of formate Production and H2  Kinetics” Wat. Res. Vol. 35, No. 7, pp. 1831–1841, 2001

[1]– Non Saline

[2]– Slightly Saline

[3]– Brackish

[4]– Saline

[5]– Very Saline

[6]– Hyper Saline

اشتراک:

درباره نویسنده

نظرات بسته اند

Call Now Button