بررسی کارآیی فرآیند بستر بی‌هوازی لجن باجریان روبه بالا (UASB) درتصفیه فاضلاب صنایع نوشابه‌سازی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی قم

2 استاد- دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران

3 استاد یار- عضو هیئت علمی دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران

4 کارشناس آزمایشگاه دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی قم

چکیده

این تحقیق به منظور بررسی کارآیی فرآیند بستر بی‌هوازی لجن باجریان رو به بالا (UASB) برای تصفیه فاضلاب صنایع نوشابه‌سازی انجام شد. درمدت 8 ماه،یک دستگاه راکتورUASB  در مقیاس آزمایشگاهی به حجم5/8 لیتر و با قطر 8 سانتیمتر و ارتفاع 170 سانتیمتر به کار برده شد. برای بارور کردن اولیه راکتور ازترکیب فضولات گاوی و لجن فعال تصفیه خانه فاضلاب صنعتی ( کارخانه زمزم کرمان ) و لجن هاضم بی‌هوازی تصفیه‌خانه فاضلاب بهداشتی با نسبت VSS/TSS برابر 0/63 استفاده شد. راه اندازی راکتور با میزان بار گذاری آلی kgCOD/m3 1 و در محدودة دمایی مزوفیلیک ( 38/2-24/8 درجه سانتیگراد)، انجام و مورد بهره‌برداری قرار گرفت. مطالعه در چهار مرحله و چند دوره انجام شد. در مرحله اول طی چهاردوره درCOD ثابت 2000 گرم بر مترمکعب میزان بار آلی ازkg COD/m3.day 1تا  kg COD/m3.day2/1 افزایش یافت. کارآیی حذف COD  در این مرحله به 78 درصد رسید. درمرحله دوم غلظت COD ازmg/L 2000 به mg/L 2500 افزایش یافت و طی دو دوره، بارگذاری آلی از kgCOD/m3.day 2/1 به kgCOD/m3.day2/8 افزایش یافت. درپایان این مرحله با زمان ماند 21/4 ساعت، کارآیی حذف COD  به 78/4 درصد معادل kgCOD/kgVSS.day  0/329رسید. در مرحله سوم غلظت COD به mg/L3000 افزایش داده شد. بارگذاری آلی دراین مرحله ازkgCOD/m3.day 2/8 به kgCOD/m3.day5 افزایش داده شد. در پایان این مرحله با زمان ماند14/3 ساعت و سرعت خطی مایع m/hr 0/12، کارآیی حذف COD به 78 درصد معادل kgCOD/kgVSS.day 0/389 رسید. در مرحله چهارم pH فاضلاب خام درچند دوره تا مرز 10 رسانده شد. در ابتدا روند حذف کاهش یافت ولی درپایان این مرحله راکتور توانست خود را با شرایط جدید سازگار کند و کارآیی حذف 78 درصد را به دست آورد. مشاهدات انجام شده بر روی لجن نشان دهنده این است که لجن راکتور، از نوع لخته‌ای تاگرانول ریز می‌باشد. نسبت VSS/TSS  لجن راکتور به 73 / 0 رسید. مقدار گاز اندازه‌گیری شده 0/15 مترمکعب به ازای هر کیلوگرمCOD  حذف شده می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Efficiency of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) in Soft Drink Industry Wastewater Treatment

نویسندگان [English]

  • Ahmad Reza Yari 1
  • Ali Reza Mesdaghinia 2
  • Kazem Nadafi 3
  • Forough Vaezi 3
  • Morteza Safdari 4
  • Mohammad Azizi far 4
1 Academic Member, Faculty of Public Health Qom University of Medical Science
2 Professor, Faculty of Public Health,Tehran University of Medical Science
3 Assist. Prof. Faculty of Public Health, Tehran University of Medical Science
4 Lab. Instructor. Faculty of Public Health, Qom University of Medical Science
چکیده [English]

This study was performed with the purpose of determining the efficiency of process of UASB (upflow anaerobic sludge blanket) in treating the wastewater of soft drink industry. The experiment was carried out during 8 months. The cylinder reactor dimensions were 170cm in height with 8 cm internal diameter and total capacity of 8.5 liters. The reactor was inoculated with a mixture of cow wastes, activated sludge of an  industrial wastewater treatment –plant (Zam Zam factory ) and the sludge of an anaerobic digester. The ratio for VSS/ TSS was adjusted at 0.63 , and the loading rate at startup was fixed on 1 kg COD /m3day loading rate .The Reactor was uprated and operated in mesophilic (24.8-38.2 ºC) temperature. The experiments then performed in three phases. The first phase of the study was carried out in four steps, the loading rate increased up to 2 kg COD /m3 .day at the constant COD concentration of 2000 mg/l. The efficiency of COD removal was found upto 78% in this phase. In the second phase, and the two steps the loading rate increased up to 2.8 kg COD /m3.day with an increase of COD concentration and 2500 g/m3 .At the end of this phase, the efficiency of COD removal was found to be 78.4 % and equivalent to 0.329 kg COD/kg VSS.day. The detention time was 21.4 hours . At the third phase and in four successive steps , the concentration COD and organic loading rate were increased to 3000 mg/l and 5 kgCOD /m3 .day respectivly .At the end of this phase , the efficiency of COD removal was 78 % (equivalent to 0.389 kgCOD/kg VSS.day). The detention time at this phase was 14.3 hours and the linear velocity of wastewater flow was about 0.12 m/h .Finaly , at the fourth phase of this study the pH of raw wastewater had been increased in few steps up to 10, in order to determine the effect of new conditions on efficiency of the process. The results show that the COD removal efficiency has decreased in the beginning of this phase but again increased to about 78% after adaptation had taken place.The gas generation rate was 0.15 m3/kgCOD removed. Considering the sludge formed in the top of reactor , it could be concluded that the sludge is  flocculant and pellet type.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wastewater Treatment
  • Industrial Wastewater
  • Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)
  • Soft Drink Industry
1-یاری اسماعیل ترخانی، ا. ر. (1378). کاربرد فرآیند بیهوازی بستر لجن با جریان رو به بالا (UASB )در تصفیه فاضلاب صنعت نوشابهسازی ، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشگاه تربیت مدرس.

2- امین شهرضا ،م.م. (1375).کاربرد فرآیند UASB برای کاهش بار آلودگی فاضلاب کشتارگاه اصفهان ،پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان.

3- Lettinga, G., hulshoff, L. W. (1991). “UASB Process Design for Various Type of Wastewater.” J. Wat. Sci. Tech., 24 (8), 87-107.

4-Fang, H. P., Herbert, L., Gorhua, Z. J. (1990). “Treatment of Berewery Effluent by UASB Process.” J. Environ. Eng., 116 (3), 454 - 461.

5-ندافی ،ک. (1373). بررسی عملکرد راکتورهای دو مرحلهای بیهوازی با بستر لجن و جریان رو به بالا و هوازی با بستر ثابت، پایان نامه دکترا، دانشگاه تربیت مدرس.

6- Carter, J.L., Bills, R., and Younger, B. (1992). “Using Anaerobic Filter to Treat Soft Drink Bottling Wastewater.” J. Water Environ. & Techno., 4(6), 66-69.