طراحی و عملکرد یک سیستم بیوفیلتر بارقوی در تجزیه مواد آلی پسابهای صنعتی در مقیاس آزمایشگاهی

نوع مقاله: یاداشت‌ فنی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی بخش شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان

2 استاد دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

با توجه به وجود مواد آلی در پسابهای صنعتی و روند رو به افزایش آنها و اهمیت تجزیه این مواد و کاستی‌های روشهای قبلی برای تجزیه آنها و به منظور طراحی و تعیین عملکرد یک سیستم بیوفیلتر، این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی در مرکز تحقیقات مهندسی بیوشیمی و کنترل محیط زیست دانشگاه صنعتی شریف انجام شد. تحقیق مزبور در مرحله اول برای طراحی و ساخت سیستم به روش مقدماتی و در فاز دوم برای تعیین عملکرد به روش تجربی انجام گرفت. سیستم بیوفیلتر به ارتفاع 3 متر و قطر داخلی 15 سانتی‌متر به کار برده شد و تأثیر سیستم با تهیه محلولهایی با COD متفاوت و عبور دادن از بستر فیلتر تعیین گردید. در مدت شش ماه تحقیق تجربی پنج محلول با CODهای متفاوت تهیه و از بستر فیلتر عبور داده شد و میزان COD پساب خروجی تعیین گردید. آزمایش‌های انجام شده روی پساب خروجی نشان داد که میزان بارگذاری مواد آلی برحسب کیلوگرم COD بر مترمکعب بر ساعت پساب ورودی به بیوفیلتر به عنوان یک عامل مهم بر درصد حذف COD نقش دارد و در عمل پس از عبور پساب با میزان بارگذاری 51/24کیلوگرم بر مترمکعب بر ساعت مواد آلی از بستر فیلتر میزان حذف آلودگی برابر 75 درصد بود. سیستم بیوفیلتر بار قوی به کار گرفته شده در این تحقیق قادر به تجزیه مواد آلی پسابهای صنعتی حاصل از کارخانه‌های قند می‌باشد و این تحقیق تجربی به مقایسه سیستم مورد اشاره با سایر سیستم‌های استاندارد متعارف تصفیه پسابهای صنعتی پرداخته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Performance of a Strong Load Biofilter System for Degrading Organic Load in Industrial Effluents on the Lab Scale

نویسندگان [English]

  • Nahid Rastakhiz 1
  • Seyyed Mehdi Borghaei 2
  • Shabnam Tajrobehkar 1
1 Faculty Member, Department of Chemistry, Kerman Branch, Azad Islamic University
2 Professor of Chemical Engineering, Sharif University of Technology
چکیده [English]

Organic substances are typically found increasingly in industrial wastewaters calling for techniques for their degradation. Methods currently used are inadequate. This study was performed to design and determine the efficiency of a biofilter system on the laboratory scale in the Center for Biochemical Research and Ecological Control, Sharif University of Technology. Design and manufacture of the system was accomplished using the exploratory method while the experimental method was used in determining the procedure for the second phase. A biofilter, 3 meters high and 15 cm across, was used for the purposes of this study. The efficiency of the system was determined by preparing solutions with different COD levels to be passed through the filter column. During the six months of experiments, solutions with different COD levels were prepared and passed on the filter column to measure the effluent COD. It was found that the speed of wastewater passing through the filter column and the initial wastewater COD level were effective parameters in COD removal. Finally, wastewater with an organic load of 51.24 kg/m3/h was passed through the 3-m high filter column and a removal efficiency of 75% was obtained. It seems that the strong-load biofilter can satisfactorily be used in the degradation of organic substances in industrial effluents. Comparisons were made between the biofilter used in this study and conventional filters used for industrial effluents

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biofilter
  • Industrial Wastewater
  • Packing
  • Biomass
1- Esmaili, H. (1998). Environmental pollution of Iran as a consequence of the  Kuwait war, Dept. of Education and Research, Ministry of Jahad, Tehran.

2- Deepak, D., Gupta, F. C., Kumar, K., and Bhattacharya, F. D. (1992). “Some studies on fixed film biological reactor.” Proc., The 2nd International Conference on Environmental Planning and Management, ICOEM.

3- Nemerow, N. L. (1997). Industrial water pollution organics, characteristic and treatment, Van Nostrand Reinhold, New York, 402-410.

4- Zobell, C. E. (1937). “The influence of solid surface upon the physiological activities of bacteria in sea water.” J. Bacteriol., 33, 36.

5- Muslu, V. (1992). “A study of biological filtration using flow – through  tracer.” J. Chem . Technol. Biotechnol., 54(4), 359-367.

6- Sanchez Hemandez, E. P. (1992). “Torula yeast wastewater treatment by down flow anaerobic filters.” Bioresour. Technol., 40(2), 163-166.

7- APHA, AWWA, WPCF. (1995). Standard methods for the examination of water and wastewater, Washington, D.C.

8- Howland, W. E. (1957). “Flow over porusmedia as in a trickling filter.” Proc., 12th Industrial Waste Conference, Purdue University, Indiana, USA, 435.

9- Velz, C. J. (1948). “A basic law for the performance of biologica filter.” J. Sewage Works, 20, 607.

10- Giuliano, J. C. (1988). “Distribution, characterization and activity of microbial biomass of an aerobic fixed – bed reactor.” Water Sci. Technol., 20 (11-12), 455-457.

11- Heidman, D. J. (1988). “Trickling filter/ solid contact performance with rock filters at high organic loading.” J. Water Pollut. Control Fed., 60(1), 68-76.

12- Pujol, R., Canler, J. P. (1992). “Biological aerated filters.” J. Water Sci. Technol., 25(12), 175-184.

13- Gonzalezs, S. E. (1988). “Low – temperature kinetics of anaerobic fixed film reactors.” Proc. Ind. Waste Conf., 43rd Ed., 339-352.

14- Takayuki, K. (1988). “Application of BIOPAC (biological aerated filter process) to secondary treatment for domestic sewage.” Ebara Infiruko Jiho, 99,14-22.

15- Adams, G. D. (1989). “Anaerobic trickling filters: a new treatment potential.” Proc. Ind. Waste Conf., 44th Ed., 257-264.

16- Trin, W. P. M. (1992). “Single – stage anaerobic treatment of non – settled slaughterhouse wastewater in fixed – bed reactor.” J. GWF, 133(1), 5-12.