بررسی تصفیه‌پذیری فاضلاب‌های صنعتی حاوی نیتروژن بالا به روش SBR در مقیاس پایلوت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی، بخش مهندسی عمران، دانشگاه شیراز

2 کارشناس ارشد دانشکده مهندسی، بخش مهندسی عمران، دانشگاه شیراز

چکیده

این تحقیق به منظور بررسی تصفیه‌پذیری پساب‌های حاوی نیتروژن بالا به روش بیولوژیک، و مطالعه موردی بر روی واحد نیترات آمونیم مجتمع پتروشیمی شیراز، با بهره‌گیری از راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) انجام گردید. تحقیق شامل دو دوره شش ماهه و چهارماهه بود. در یک دوره شش ماهه، از تصفیه‌پذیری پساب‌های پتروشیمی که به روش بیولوژیکی انجام می‌شد، اطلاعات لازم جمع‌آوری شد و برای تعیین کیفیت پساب مورد نظر آزمایش‌های لازم انجام گرفت. در دوره چهار ماهه در مقیاس پایلوت مطالعات آزمایشگاهی انجام شد براساس مطالعات تصفیه‌پذیری در مقیاس پایلوت، و با به کارگیری 4 واحد راکتور طی آزمایش‌های انجام شده، مشخص شد که پساب مورد نظر دارای نیتروژن بسیار بالا به شکل آمونیاک و نیترات آمونیم و فاقد هرگونه مواد مغذی و معدنی دیگر است. این مطالعات با بکارگیری 4 واحد راکتور از جنس پلکسی گلاس با گنجایش مفید 4 لیتر و با بارگذاری‌های مختلف، در آزمایشگاه محیط زیست دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز انجام شد. با توجه به pH بالای پساب (حدود 11)، در ابتدای کار، خنثی‌سازی فاضلاب با اسید فسفریک انجام گرفت. برای تأمین منبع کربن و فسفر به ترتیب از متانول (CH3OH) و دی پتاسیم هیدروژن فسفات (K2HPO4) استفاده شد. مواد معدنی افزوده شده به پساب نیز شاملCacl2, NaCl, MgSO4, FeSO4 بود. مرحله سازگارسازی و رشد باکتر‌ی‌ها حدود 40 روز به طول انجامید. در آزمایش‌های پیلوتی، ابتدا نسبت بهینه لجن به پساب به دست آمد و سپس با اعمال این نسبت در راکتورها، زمان‌های مختلف جهت فاز هوازی و بی‌هوازی مورد آزمایش قرار گرفت و زمان مناسب در سیستم مشخص شد. سپس چرخه بهینه به دست آمده، تا شش مرتبه به طور متوالی بر سیستم اعمال شد و راندمان سیستم در حذف نیتروژن در هر مرحله از اعمال چرخه به دست آمد. نتایج به دست آمده از این تحقیق، نشان داد که پساب واحد نیترات آمونیم مجتمع پتروشیمی شیراز از نظر بیولوژیکی قابل تصفیه است و با استفاده از سیستم SBR ، آمونیاک و نیترات آمونیم این پساب با راندمان حذفی حدود 97 درصد به کمتر از 100 میلی‌گرم بر لیتر می‌رسد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Treatability of Petrochemical Waste Using a Pilot Scale SBR System

نویسندگان [English]

  • Parviz Monajemi 1
  • Hassan Kazemi 2
1 *Assistant Professor, and Former, Grad. Student of Civil Engineering, respectively, Shiraz University
چکیده [English]

This study was carried out to investigate treatability of the effluent from Ammonium Nitrate Unit at Shiraz petrochemical complex via a sequencing batch reactor (SBR) system. The study included six months of data collection on petrochemical wastes treatability and characterization of the effluent from Ammonium Nitrate unit and four months of pilot scale lab experiments. Qualitative experiments showed that the effluent contained high Ammonia and Ammonium Nitrate but no essential nutrients or minerals. Pilot scale laboratory modeling with four 4-liter reactors containing different loading schemes was used. In the preliminary phase, the high pH value of the effluent (about 11) was reduced to normal using H3PO4. To supply the nutrient, CH3OH and K2HPO4 were used as C and P sources, and mineral materials such as NaCl, MgSo4 and CaCl2 were added. The acclimation process took about 40 days. In the pilot scale treatability experiments, the optimum sludge to waste ratio was calculated, and using this ratio, various retention times for aerobic and anaerobic phases were tested to determine the optimum retention time for these phases. The results show that the Ammonium Nitrate unit effluent at Shiraz Petrochemical Complex is biologically treatable. The application of SBR system fits well with an efficiency of 97% in Ammonia and Ammonium nitrate removal. The Ammonia and Ammonium Nitrate concentrations are found to less than 100mg/l.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nitrogen
  • Nitrate
  • Ammonium Nitrate
  • SBR
  • Nitrification-denitrification
1- Benefield, L.D., and Randal, W.C. (1980). "Biological Process Design for Wastewater Treatment ." Printice Hall International Inc.

2- Arora, M. L., Barth, E. F., and Umphres, M. B. (1985). "Technology Evaluation of Sequencing Batch Reactors." Journal WPCF, (51), 749-758.

3- Irvin, R. L., and Busch, A. W. (1979). "Sequencing Batch Biological Reactors: An Overview." J. WPCF, 51 (2), 235-243.

4- Hoxin B., and Bute C. (1991). "Treatment of High Ammomina Containing Organic Wastewater Using Sequencing Batch Reactor." Conference Proceeding of Development and Water Pollution Control, Shanghai,China, (3), 20-24.

5- APHA-AWWA-WPCF, (1995). "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater." 19th Edition, American Public Health Association, Washington D.C.

6- Copeland, J. (1998). "Biological Denitrification an Option for Small System." Journal Water Technology, (9), 112-120.