عملکرد راکتور بافلدار بی‌هوازی در حذف سولفات فاضلاب شهرک صنعتی امیرکبیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

2 کارشناس ارشد مهندسی عمران- محیط زیست، شرکت شهرکهای صنعتی استان اصفهان

3 کارشناسی ارشد مهندسی عمران- محیط زیست، دانشکده مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران

4 استاد دانشکده مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران

چکیده

در این مطالعه عملکرد یک راکتور بافلدار بی‌هوازی به‌منظور حذف سولفات از فاضلاب شهرک صنعتی امیرکبیر بررسی شد. راکتور شامل یک پایلوت 100 لیتری و شش اتاقک بود. راه‌اندازی راکتور با زمان ماند هیدرولیکی 25 ساعت و دمای 35 درجه سلسیوس آغاز شد و سرانجام زمان ماند به‌تدریج تا 3/33 ساعت کاهش یافت. بهترین عملکرد راکتور در زمان ماند هیدرولیکی 4 ساعت و نرخ بارگذاری سولفات 3/318 کیلوگرم سولفات بر مترمکعب در روز با راندمان حذف سولفات 89/15 درصد مشاهده شد. در این شرایط بیشترین درصد حذف سولفات 69/08 درصد در اتاقک اول بود. اتاقک اول به‌علت رخ دادن فازهای اسیدزایی و استات‌زایی دارای کمترین pH بود. این نتیجه نشان داد که سولفیدزایی در فاز اسیدزایی فرایند تصفیه بی‌هوازی رخ می‌دهد. سپس در زمان ماند هیدرولیکی 4 ساعت، دما تا 20 درجه سلسیوس کاهش یافت و حداکثر درصد حذف سولفات 66/11 درصد به‌دست آمد. در این شرایط حداکثر درصد حذف سولفات 28/98 درصد در اتاقک چهارم بود که این اتاقک دارای پایین‌‌ترینpH  نیز بود. این پدیده نشان می‌دهد که کاهش دمای راکتور موجب انتقال مرحله اسیدزایی به اتاقکهای بعدی راکتور می‌شود. همچنین این یافته‌ها دلیلی دیگر بر توانایی فاز اسیدزایی در حذف سولفات است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Operation of an Anaerobic Baffled Reactor for Sulfate Removal of Amirkabir Industrial Estate Wastewater

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mehdi Amin 1
  • Seyed Alirza Momeni 2
  • Seyed Mehran Abtahi 3
  • Ali Torabian 4
1 Assist. Prof., Faculty of Public Health, Isfahan University of Medical Sciences
2 .Sc. of Environmental Eng., Isfahan Industrial Estates Co.
3 M.Sc. of Civil and Environmental Engineering, Dept. of Environmental Eng., University of Tehran
4 Prof., Dept. of Environmental Eng., University of Tehran
چکیده [English]

In this study, the performance of an anaerobic baffled reactor (ABR Pilot 100 l and six compartments) for sulfate removal from the wastewater from Amirkabir Industrial Estate was investigated. The reactor was started with a hydraulic retention time (HRT) of 25 h at 35°C to be gradually reduced to 3.33 h. The best reactor performance was observed at a HRT of 4 h and a sulfate loading rate of 3.318 Kg SO4/m3.d at which the sulfate removal efficiency was 89.15%. In this condition, the highest sulfate removal was observed in the first compartment (69.08%) which had the lowest pH as acidogenesis and acetogenesis had taken place in earlier compartments. This result demonstrated that the sulfidogenesis occurred in the acidogenic phase. Maximum sulfate removal (66.11%) was obtained when temperature was reduced to 20°C (HRT of 4 h).  Under the same conditions, the fourth compartment which had lowest pH level exhibited maximum sulfate removal percent (28.98%). This indicates that decreasing temperature leads to the acidogenic phase to shift toward the following reactor compartments. Also, these findings are a further indication of the ability of the acidogenic phase for sulfate removal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anaerobic Baffled Reactor
  • Compartment
  • Sulfate
  • pH
  • Hydraulic Retention Time (HRT)
  • Reactor Temperature
1- Zaiat, M., Vieira, L.G.T., and Foresti, E. (1987). “Spatial and temporal variation of monitoring performance parameters in horizontal flow anaerobic immobilized sludge (HAIS) reactor treating synthetic.” Wat.Res., 311(7), 1760-1766.

2- Alizadeh Oosaloo, A., and Seyyed Najafi, F. (2008). “Scruting of sulfate ion concentration reduction in the ABS unit effluent by anaerobic biological treatment.” Proc., the First Conference of Iran Petrochemistry, Tehran 42-48 (in Persian).

3- Hoseinan, M. (2000). UASB-Wastewaters Anaerobic Treatment, 1st Ed., Hoseinian Technical Pub., Tehran
(in Persian).

4- Vossoughi, M., Shakeri, M., and Alemzadeh, I.(2003). “Performance of anaerobic baffled reactor treating synthetic wastewater influenced by decreasing COD/SO4  ratios.” Chemical Engineering and Processing.,
42 (10), 811-816.

5- Hilton, M. G., and Archer, D.B. (1998). “Anaerobic digestion of sulfate-rich molasses wastewater : Inhibition of hydrogen sulfide production.” Biotechnol. Bioeng., 31 (8), 885-888.

6- Chou, H.H., Huang, J.S., Chen, W. G., and Ohara, R. (2008). “Competitive reaction kinetics of sulfate-reducing bacteria and methanogenic bacteria in anaerobic filters.” Bioresource Technology., 99 (17), 8061-8067.

7- Choi, E., and Rim, J.M. (1991). “Competition and inhibition of sulfate reducers and methane producers in anaerobic treatment.” Wat. Sci.Technol., 23 (7), 1259-1264.

8- Prasad, D., Henry, G., and Haik, S. (1988). “Role of sulfate reducing bacteria in anaerobic treatment of landfill leachate.” Proc. of the 10th CSCE Annual Canadian Hydrotechnical Conference,Vancouver,British Columbia, 105-112.

9- Barber, W.P., and Stuckey, D.C.(1999). “The use of anaerobic baffled reactor (ABR) for wastewater treatment, A review.” Wat. Res., 33(7), 1559-1578.

10- Uyanik, S., Sallis, P.J., and Anderson, G.K. (2002). “The effect of polymer addition on granulation in an anaerobic baffled reactor (ABR). Part 1 : Process performance.” Wat. Res., 36 (4), 933-943.

11- Saritpongteeraka, K., and Chaiprapat, S. (2008). “Effect of pH adjustment by parawood ash and effluent recycle ratio on the performance of anaerobic baffled reactors treating high sulfate wastewater.” Bioresource Technology., 99 (18), 8987-8994.

12- Fox, P., and Venkatasubbiah, V. (1996). “Coupled anaerobic/aerobic treatment of high sulfate wastewater with sulfate reduction and biological sulfide oxidation.” Wat. Sci. Technol., 25 (7), 383-394.

13- Levenspiel, O. (1972). Non ideal flow in chemical reaction engineering, 2nd Ed., Wiley,New York.

14- Nechaiyasit, S., and Stuckey, D.C.(1997). “The effect of low temperature on the performance of an anaerobic baffled reactor (ABR).” J. Chem. Tech. Biotechnol., 69 (2), 276-284.

15- APHA, AWWA, WPCF. (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater., 19st Ed.,WashingtonD.C.

16- Dama, P., Bell, J., Foxon, K.M., Brouckaert, C. J., Huany, T., Buckley, C.A., Naidoo, V., and Stuckey, D.C.(2002). “Pilot-scale study of an anaerobic baffled reactor for the treatment of domestic wastewater.” Wat. Sci. Technol., 46 (9), 263-270.

17- Gopala Krishna, G. V. T., Kumar, P., and Kumar, P. (2007). “Treatment of low-strength soluble wastewater using an anaerobic baffled reactor (ABR).” J. of Environmental Management., 90 (1), 1-11
.