عنوان پایان‌نامه
تأثیر بار شوک های کمی و کیفی بر روی کارایی راکتور زیستی غشایی مستغرق
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -آب وفاضلاب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66527;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1236
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- محمدسیروان علیمرادی
- استاد راهنما
- علی ترابیان
- چکیده
- هدف اصلی در این پژوهش، تحقیق و بررسی در مورد چگونگی تأثیر یک انحراف در کمیت و کیفیت فاضلاب ورودی به سیستم بیو راکتور غشایی (MBR) است. سیستم MBR دارای شرایط مناسبی برای جلوگیری از اثر گذاری شوک در کیفیت پساب خروجی است اما تأثیرات شوک بر عملکرد کلی راکتور و راهبری آن مشکل اصلی بوجود آمده در شوک است و مدنظر ما در این تحقیق بود. برای نیل به این مقصود یک دستگاه پایلوت MBR در مقیاس آزمایشگاهی و با توجه به ضوابط و معیارهایی که شرایط هیدرولیکی و بیولوژیکی را در این مقیاس بتواند شبیه‌سازی کند طراحی و ساخته شد. در مرحله اول از بهره‌برداری و به‌منظور بررسی چگونگی تغییرات بیو راکتور غشایی (MBR) نسبت به یک شوک کیفی، در 2 مرحله آلومینیوم به‌صورت نمک آلومینیوم سولفات به فاضلاب سنتتیک ساخته‌شده در مخزن ذخیره ورودی اضافه شد. در صنایع لبنیات برای کاهش غلظت آلاینده ها در فاضلاب ورودی به تصفیه‌خانه ها از نمک‌های آلومینیوم و آهن استفاده می‌شود. در این تحقیق با توجه به این مسئله تأثیر شوک کیفی بر روی MBR مورد بررسی قرار گرفت. در کل زمان بهره‌برداری از سیستم غلظت آلومینیوم در خروجی کمتر از 2/0 میلی‌گرم بر لیتر بود که استاندارد آب آشامیدنی را پاس می‌کند. غلظت COD در خروجی در کل فرایند در یک سطح استاندارد و زیر 30 میلی‌گرم بر لیتر بود. بااین‌حال، با ورود آلومینیوم در هر دو مرحله، کاهش سریع غلظت MLSS در حوضچه هوادهی را شاهد بودیم؛ به‌طوری‌که در مرحله اول %7/4 و در مرحله دوم %5/14 کاهش غلظت MLSS را به دنبال داشت. این مقدار از جامدات معلق که در حوضچه هوادهی ته‌نشین شدند باعث ایجاد یک‌لایه ویسکوز کیک در اطراف غشا گردید که اختلاط کامل و توان هوادهی سیستم را مختل کرد. همچنین با بالا رفتن غلظت MLSS در کف راکتور و در مجاورت غشا یک‌لایه ژله‌ای به عمق 1 سانتی‌متر نصف غشا را پوشاند که این مسئله باعث افزایش سریع فشار بین غشایی (TMP) گردید. در مرحله دوم از بهره‌برداری و به‌منظور تحقیق شرایط حاکم بر سیستم بیوراکتور غشایی در مواجهه با شوک کمی از پایلوت MBR بهره‌برداری شد. در این مرحله از حوضچه آنوکسیک صرفه نظر کردیم و راکتور دارای حوضچه هوادهی همراه با غشایی که در آن مستغرق بود مورد بهره‌برداری قرار گرفت. با توجه به اینکه در صنایع مختلف ازجمله صنایع لبنی گاها به دلیل پیوسته نبودن فرایند، شستشوهای مرحله‌ای و یا اختلال در سیستم و فرایند شوک‌هایی از جنس همان فاضلاب اما در مقدارهایی بزرگ تر به فاضلاب خروجی آن ها وارد می‌شود درنتیجه سیستم‌های تصفیه مدام با موضوع شوک کمی مواجه هستند. به‌منظور تحقیق در این مورد 4 شوک به بزرگی 2، 4، 8 و 8 برابر غلظت فاضلاب پایه به سیستم وارد شد. به‌منظور بررسی بهتر سیستم در مواجهه با شوک 8 برابری و همچنین تایید صحت شوک‌های قبلی این شوک دو بار به سیستم اعمال گردید. شوک 2 برابر تأثیر چندانی بر کیفیت پساب خروجی و شرایط عملیاتی و راهبری سیستم نداشت و سیستم کاملاً پذیرای این میزان از شوک بود. شوک 4 برابر موجب افزایش 50 درصدی COD شد. این شوک تأثیر زیادی بر روی TN خروجی از سیستم داشت به‌طوری‌که غلظت نیتروژن کل از 2 میلی‌گرم بر لیتر به 7/10 میلی‌گرم بر لیتر در حین شوک رسید. البته این مسئله گذرا بود و پس از طی شوک غلظت به مقدار قبل از آن برگشت. تغییرات برای TDS، FI و کدورت قابل صرف نظر کردن بود. در ادامه و با وارد شدن شوک‌های 8 برابر سیستم دچار اختلال شد. شرایط کلی سیستم ازجمله غلظت MLSS و شرایط کیفی لجن ازجمله EPS، SMP و FI شدیداً تحت تأثیر این شوک ها قرار گرفتند و سیستم در کمتر از 8 ساعت در هر دو بار دچار گرفتگی شد و TMP به 8/0 بار رسید. شاخص FI عدد 5 را نشان داد که به‌عنوان بسیار زیاد طبقه‌بندی شده .
- Abstract
- Coagulation–flocculation is one of the most regular physico-chemical treatment steps in dairy wastewater treatment to reduce the suspended and colloidal materials but, its disposal water didn’t meet the standards of reuse. The high efficiency of membrane bioreactor improve the reuse probability and recycling, but the membrane fouling still stands as the main obstacle in wide application. Recently in order to solve this problem, a new hybrid application was developed, in which the MBR was preceded with the coagulation-flocculation unit. Alum is the effective coagulant in reducing solids, organics and nutrients in the dairy industry. However, the residual aluminum at the wastewater finds its way to the MBR system and can affect the reactor circumstances, explored in this article. In order to investigate the effect of aluminum on performance and stability of MBR, the MBR pilot was operated at the constant volumetric loading rate to find the limited influence of aluminum entrance on the system. Throughout the whole operation, the concentrations of residual aluminum in the effluent were below 0.2 mg/L and the aluminum removal percentage remained higher than 98%. This efficiency shows that the MBR did play an important role in aluminum removal. Throughout the operation, the COD removal was above 98%. At the beginning of the phases II and IV (in which aluminum was inserted) the drop percentage for MLSS at the aerobic tank was 4.7% and 14.6% respectively. This part of MLSS precipitated at the bottom of the reactor and made mixing and aeration more problematic, resulting in the formation of thick layer on the membrane that caused some problems in terms of TMP raising acceleration.
