ارزیابی عملکرد سیستم بیوفیلتر به منظور حذف گاز سولفید هیدروژن (مطالعه موردی: ایستگاه پمپاژ فاضلاب شهر خرم‌آباد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران محیط زیست، دانشگاه خوارزمی تهران

3 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه خوارزمی تهران

4 کارشناس ارشد عمران محیط زیست، شرکت آبفای لرستان، خرم‌آباد

چکیده

یکی از روش‌های حذف گاز سولفید هیدروژن، که عامل اصلی بوی منتشره از تأسیسات فاضلاب شهری است، استفاده از سیستم‌های بیولوژیکی نظیر بیوفیلتر است. مکانیسم عملکرد این روش، استفاده از ماده آلاینده به‌عنوان یک منبع تغذیه برای میکروارگانیسم‌ها است. لذا فراهم ساختن شرایط مطلوب برای رشد باکتری‌های بستر، دارای اهمیت فراوانی‌ است. در این تحقیق با ساخت بیوفیلتری از جنس بستر کمپوست و تراشه‌های چوب (به نسبت وزنی 5:1) در مقیاس پایلوت، و راه‌اندازی آن در یک ایستگاه پمپاژ فاضلاب در شهر خرم‌آباد، سعی شد که عملکرد سیستم بیوفیلتر در شرایط واقعی بررسی شود. مدت زمان راهبری سیستم، 75 روز بود که در طی این بازه زمانی، غلظت ورودی و خروجی گاز سولفید هیدروژن اندازه‌گیری شد. سیستم در دمای محیط راهبری شد و سعی شد میزان رطوبت بهینه برای رشد مطلوب جمعیت میکربی بستر، در بازه 40 تا 60 درصد حفظ شود. نتایج نشان می‌دهد که میزان گاز سولفید هیدروژن منتشر شده از ایستگاه پمپاژ در طول 24 ساعت شبانه روز بسیار متغیر و در بازه ppm 48-0 قرار دارد. بیشترین ظرفیت جذب توسط این بستر بیولوژیکی g/m3.hr 874/2 بوده و میانگین راندمان حذف با احتساب دوره راه‌اندازی 89 درصد و میانگین عملکرد در دوره فعالیت بیولوژیکی پس از راه‌اندازی 98 درصد بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of a Biofilter System for Removal of Hydrogen Sulfide Gas (Case Study: Wastewater Pump Station of Khoramabad)

نویسندگان [English]

  • Masoud Taheriyoun 1
  • Moslem Salehi Ziri 2
  • Gholamreza Assadollah fardi 3
  • Hosein Fazeli Phisheh 4
2 kharazmi uni.
3 kharazmi uni.
4 Lorestan water & wastewater Co.
چکیده [English]

Evaluation of a Biofilter System for Removal of Hydrogen Sulfide Gas (Case Study: Wastewater Pump Station of Khorramabad) Abstract The biofilter system is one of the methods commonly used for the removal of hydrogen sulfide as the main source of odors emitted from wastewater facilities. The system is based on using the contaminant material as bedding to feed microorganisms. To achieve the desirable removal efficiency, it is, therefore, essential to create the proper conditions for the bacteria to grow on the bedding. In this study, a pilot-scale biofilter made of compost and woodchip (with a compost/woodchip ratio of 5:1) was used as the bedding material at Khorrmabad wastewater pumping station to investigate the performance of the system under real conditions. The experiment was carried out over 75 days during which time the input and output H2S concentrations were measured on a regular basis. Moisture was adjusted between 40% and 60% throughout the experiment to provide optimal conditions for bacterial growth. The results showed that the concentration of H2S emitted from the pumping station during 24 hours varied greatly between 0 and 48 PPM. The maximum adsorption capacity of the biological bedding was recorded at 2.874 g/m3.hr and the mean efficiency of H2S removal including the startup time was 89%. The mean performance efficiency during the biological activity after the startup was recorded at 98%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biofilter
  • H2S Gas
  • Compost
  • Microorganism
Easter, C., Quigley, C., Burrowes, P., Witherspon, J., and Apgar, D. (2005). “Odor and air emissions control using biotechnology for both collection and wastewater treatment systems.” Chemical Engineering Journal, 113, 93-104.
2. Shareefden, Z. M., Ahmed, W., and Aidan, A. (2011). “Kinetics and modeling of H2S removal in novel biofilter.” Chemical Engineering and Science, 1, 72-76.
3. Shareefden, Z. M. (2009). “Development of a biofilter media for removal of hydrogen sulfide.” Global NEST Journal, 11, 218-222.
4. Gabriel, D., and Deshusses, M. A. (2003). “Performance of a full–scale biotrickling filter treating H2S at a gas contact time of 1.6 to 2.2 seconds.” Environ. Prog., 22, 111-118.
5. Mannucci, A., Munz, G., Mori, G., and Lubello C. (2012). “Biomass accumulation modeling in a highly loaded biotrickling filter for hydrogen silphide removal.” Chemosphere Journal,88, 712-717.
6. Bansal, R. C., Donnet, J. B., and Stoeckli, F. (1988). Active carbon, Marcel Dekker, New York.
7. Cheremisinoff, P. N., and Ellerbusch, F., (1980). Carbon adsorption handbook, US: Ann Arbor, Michigan.
8. Puri, B. R., and Walker, Jr. PJ. (1970). Chemistry and physics of carbon,M. Dekker, New York.
9. Bandosz, T. J. (199).  “Effect of pore structure and surface chemistry of virgin activated carbons on removal of hydrogen sulfide.” Carbon, 37(3), 483-491.
10. Gergova, K., Petrov, N., and Eser, S. (1994). “Adsorption properties and microstructure of activated carbons produced from agricultural by-products by steam pyrolysis.” Carbon, 32(4), 693-702.
11. Stanley, W. B. M., and Muller, C. O. (2002). “Choosing an odor control technology effectiveness and cost considerations.” Proc., of Odors and Toxic Air Emissions-WEF Albuquerque, NM.
12. Shojaosadati, S. A., and Elyasi, S. (1999). “Removal of hydrogen sulfide by the compost biofilter with sludge of leather industry.” Resources, Conservation and Recycling, 27, 139-144.
13. Elias, A., Barona, A., Arreguy, A., Rios, J., Aranguiz, I., and Penas, J. (2002). “Evaluation of a packing material for the biodegradation of H2O and product analysis.” Process Biochemistry, 37, 813-820.
14. Malhautier, L., Gracian, C., Roux, J. C., Fanlo, J. L., and Cloirec, P. L. (2003). “Biological treatment process of air loaded with an ammonia and hydrogen sulfide mixture.” Chemosphere,50, 145-153.
15. Morgan, J. M., and Noyola, A. (2006). “Hydrogen sulfide removal by compost biofilteration: Effect of mixing the filter media on operation factors.” Bioresource Technology, 97, 1546-1553.
16. Xie, B., Liang, S. B., Tang, Y., Mi, W. X., and Xu, Y. (2009). “Petrochemical wastewater odor treatment by biofilteration.” Bioresource Technology,100, 2204-2209.
17. Duan, H., Koe, L. C. C., Yan, R., and Chen, X. (2006). “Biological treatment of H2S using pellet activated carbon as a carrier of microorganisms in biofilter.” Water Research,40, 2629-2636.
18. Devinny, J.S., Deshusses, M.A., and Webster, T.S. (1998). Biofiltration for air pollution control, Lewis Publishers Inc., Boca Raton, FL, USA.
19. Environmental Protection Agency. (2003). Using bioreactors to control air pollution, USEPA, New York.
20. Deshusses, M., Hamer, G., and Dunn, I. (1995). “Behavior of biofilters for waste air biotreatment. 1. Dynamic model development.” Environment Science Technology, 29, 1048-1058.
21. Lebrero, R., Rodriguez, E., Martin, M., Garcia-Encina, P. A., and Munoz, R. (2010). “H2S and VOC abatement robustness in biofilters and air diffusion bioreactors: A comparative study.” Water Research,44, 3905-3914.
22. Tchobanoglous, G., Franklin, L., Burton, H., and David Stensel, H. (2003). Wastewater engineering treatment and reuse, 4thEd.,Metcalf and Eddy McGraw-Hill Companies, Incorporated, New York.