کاربرد ضایعات طبیعی به‌منظور بهبود مشخصات ته‌نشین‌پذیری لجن فعال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

 شاخص حجمی لجن و سرعت ته‌نشینی ناحیه‌ای، معیارهای تعیین میزان ته‌نشین‌پذیری لجن فعال هستند. هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثرات ضایعات طبیعی بر مشخصات ته‌نشین پذیری لجن فعال بود. این ضایعات که اغلب بدون استفاده بوده و به محیط زیست وارد می‌شوند، ممکن است در ته‌نشین‌پذیری لجن فعال مؤثر باشند. ضایعات طبیعی به‌کار رفته در این تحقیق شامل ساقه ذرت، پوست بادام، پوست نارگیل، پوست گردو، پوست فندق، پوست تخم مرغ، پوست بادام زمینی و پوست درخت کاج بود. کلیه آزمایش‌های این تحقیق طبق روشهای استاندارد و با سه تکرار و در پنج مرحله انجام شد. مقدار شاخص حجمی لجن فعال نمونه شاهد به‌طور متوسط mL/g 823 بود که با افزودن دزهای بهینه ضایعات طبیعی مختلف، مقدار آن به mL/g 100 (حدود 88 درصد کاهش) رسید. میانگین سرعت ته‌نشینی ناحیه‌ای برای نمونه شاهد 1/222 متر بر ساعت بود و مقدار آن برای نمونه‌های حاوی مواد افزودنی طبیعی مختلف به حدود 2 تا 3 برابر افزایش یافت. اهمیت این افزایش به این خاطر است که متعاقباً می‌توان آهنگ بار سطحی هیدرولیکی حوض ته‌نشینی را نیز بدون کاهش بازدهی آن افزایش داد. بازگشت لجن فعال حاوی مواد افزودنی، ته‌نشین‌پذیری لجن را بهتر نمود. با انجام آزمایش‌های جار، مشاهده شد که مواد افزودنی طبیعی عمدتاً به‌عنوان عوامل سنگین‌کننده و به‌صورت جزئی به‌عنوان عوامل لخته‌ساز عمل کرده و موجب کاهش شاخص حجمی لجن می‌شوند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Natural Wastes to Improve Settleability Properties of Activated Sludge

نویسندگان [English]

  • Rohollah Hossein Loo 1
  • Amir Taebi 2
1 Graduate of Environmental Eng., Dept. of Civil Engineering, Isfahan University of Technology
2 Prof., Civil Eng. Dept., Isfahan University of Technology,
چکیده [English]

Sludge volume index (SVI) and zone settling velocity (ZSV) are parameters to quantify the settleability of activated sludge. Natural wastes commonly enter the environment as useless material. The assessment of the influence these materials have on activated sludge settleability was the principal objective of this research. Natural wastes used included: maize stalk, almond shell, coconut shell, walnut shell, hazelnut shell, egg shell, peanut hull, and pine bark. The experiments were conducted in five stages and three iterations, based on the standard methods. Average values of SVI for the control (blank) sample was 823 mL/g. The optimum dosage of different natural wastes reduced SVI value to 100 mL/g (88 percent decrease). The average value of ZSV for the control (blank) sample was 1.222 m/h and different natural wastes increased ZSV of the control samples by up to 2 to 3 times. With this increase in ZSV, Surface Overflow Rate (SOR) could also be increased without losing its efficiency. Activated sludge return with natural additives caused an improvement in sludge settleability. Jar tests revealed that natural wastes typically act mainly as ballasting agents and to some extent as coagulator which causes a reduction in SVI.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural Wastes
  • Activated sludge
  • Sludge Volume Index
  • Zone Settling Velocity
  • Settleability
1- Seka, A.M., Wiele, T.V.D., and Verstraete, W. (2001). “Feasibility of a multi component additive for efficient control of activated sludge filamentous bulking.” J. Water Res., 35(12), 2995-3003.

2- Tchobanoglus, G., and Burtaon, F. (2003). Wastewater engineering: Treatment and reuse, 4th Ed., McGraw-Hill, Metcalf and Eddy Inc.,New York.

3- Jin, B., Wilén, B., and Lant, B.M. (2003). “A comprehensive insight into floc characteristics and their impact on compressibility and settleability of activated sludge.” J. Chem. Eng., 95, 221-234.

4- Martins, A.M.P., Pagilla, K., Heijnen, J.J., and Loosdrecht, M.C.M. (2004). “Filamentous bulking sludge- a critical review.” J. Water Res., 38 (4), 793-817.

5- APHA. (1998). Standard methods for examination of water and wastewater, 20th Ed., American Public Health Association,WashingtonDC.

6- Wu, R.M., Lee, D.J., Wang, C.H., Chen, J.P., and Tan, R.B. (2001). “Novel cake characteristics of waste-activated sludge.” J. Water Res., 35(5), 1358-1362.

7- Jean, D.S., Lee, D.J., and Chang, C.Y. (2001). “Direct sludge freezing using dry ice.” J. Adv. Environ. Res., 5, 145-150.

8- Gong, R., Sun, Y., Chen, J., Liu, H., and Yang, C. (2005). “Effect of chemical modification on dye adsorption capacity of peanut hull.” J. Dyes Pigments., 67, 175-181.

9- Meyer, V., Carlsson, F.H.H., and Oellermann, R.A. (1992). “Decolourization of textile effluent using a low cost natural adsorbent material.” J. Water Sci. Technol., 26(5-6), 1205-1211.

10- Isa, M.H., Lee, Lang, S., Asaari, F.A.H., Hamidi, Aziz, A., Ramli, N.A., and Dhas, J.P.A. (2007). “Low cost removal of disperse dyes from aqueous solution using palm ash.” J. Dyes Pigments., 74, 446-453.

11- Santhy, K., and Selvapathy, P. (2006). “Removal of reactive dyes from wastewater by adsorption on coir pith activated carbon.” J. Bioresource Technol., 97, 1329-1336.

12- Demirbas, O., Karadag, A., Alkan, M., and Dogan, M. (2008). “Removal of copper ions from aqueous solutions by hazelnut shell.” J. Hazard Mater., 153, 677-684.

13- Farajzadeh, M. A., and Monji, A. B. (2004). “Adsorption characteristics of wheat bran towards heavy metal cations.” J. Sep. Purif. Technol., 38, 197-207.

14- Meunier, N., Blais, J. F., and Tyagi, R. D. (2002) “Selection of a natural sorbent to remove toxic metals from acidic leachate produced during soil decontamination.” J. hydrometallurgy, 67, 19-30.

15- Kuh, S.E., and Kim, D.S. (2000). “Removal characteristics of cadmium ion by waste egg shell.” J. Environ. Thechnol., 21(8), 883-890.

16- Ong, S.A., Lim, P.E., and Seng, C.E. (2003b). “Effects of adsorbents and copper(II) on activated sludge microorganisms and sequencing batch reactor treatment process.” J. Hazard Mater., 103, 263-277.

17- Hamoda, M. F., and Fahim, M. A. (1984). “Enhanced activated sludge waste treatment by the addition of adsorbents.” J. Environ. Pollut., 36(3), 283-294.

18- Choduba, P., and Pujol, R. (1996).“Activated sludge plant facing grape harvest period- Acase study.” J. Water Sci. Technol., 34(11), 25-32.