تعیین ضرایب سینتیکی در فرایند تصفیه بی‌هوازی در فاضلاب کارخانجات نیشکر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات خوزستان، اهواز، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط و عضو مرکز تحقیقات فناوری‌های زیست‌محیطی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، ایران

3 استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط و عضو مرکز تحقیقات فناوری زیست محیطی دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، ایران

چکیده

فرایند استخراج شکر از نیشکر، دارای حجم بالای پساب با مقادیر زیادی از مواد آلی و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی است که دفع آنها به رودخانه‌ها و محیط زیست موجب آلودگی و به‌خطر افتادن حیات آبزیان می‌شود. این پژوهش به‌منظور بررسی و تعیین ضرایب سینتیکی سیستم تصفیه بی‌هوازی تصفیه‌خانه فاضلاب کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) شوشتردر سال 1391 انجام شد. پارامترهای BOD5، COD و TSS در فاضلاب ورودی و خروجی راکتور اندازه‌گیری و با تعیین پارامترهای طراحی و بهره‌برداری سیستم، ضرایب سینتیکی Kd، KS، Kmax، Y و maxµ با استفاده از معادلات اصلاح شده مونود محاسبه شد. در این مطالعه kd، Y، ks، µmax و kmax برای کاربرد فرایند UASB در تصفیه فاضلاب کارخانجات نیشکر به‌ترتیب 4/506 میلی‌گرم در لیتر,g vss/g COD053/0,d-1 086/0,   d-10049/0 و d-1 055/0 به‌دست آمد.  از ضرایب سینتیکی به‌دست آمده در این پژوهش می‌توان در راهبری، و نیز تهیه مبانی طراحی تصفیه‌خانه‌های صنایع نیشکر  مشابه با این صنعت به‌ویژه در مناطق گرمسیری استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of Kinetic Coefficients in Up-flow Anaerobic Sludge Blanket Using Sugarcane Industrial Wastewater

نویسندگان [English]

  • sana mousavian 1
  • Afshin Takdastan 2
  • abdolkazem neisi 3
1 MSc Student, Dept. of Environmental Health Engineering, Azad Islamic University, Khuzestan Science and Research Branch, Ahvaz, Iran
2 Assoc. Prof. of Environmental Health Engineering and Environmental Technologies Research Center, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
3 Assist Prf, Dept of Environmental Health Engineering and Environmental Technology Research Center of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Extraction of sugar from sugarcane produces a high volume of effluent carrying large amounts of organics and BOD5. Discharging the effluent into rivers and into the environment endangers the aquatic life and increases the risks of environmental pollution. This study was conducted in 2012 to determine the kinetic coefficients of the anaerobic treatment systems (UASB) at the wastewater treatment plant of Imam Khomeini Sugarcane Agro-industrial Plant in Shushtar. The parameters of BOD5, COD, and TSS were measured at the inlet and outlet of the WWTP. Subsequently, the operation and design parameters of the system were determined. Using the modified Monod Equations, the kinetic coefficients Ks, Y, Kd, μ max, and K max for employing the UASB process at the WWPT in question were calculated as 506.4mg/l, 0.11 g VSS/g COD, 0.0045 d-1, 0.0069 d-1, and 0.055 d-1, respectively. The kinetic coefficients obtained in this study can be used in the steering and operation as well as fundamental design of similar plants, especially in hot areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wastewater Treatment
  • Sugarcane Agro-industry
  • Kinetic Coefficients
  • UASB
  1. Jern, N.G., and Wun, J. (2006). Industrial wastewater treatment, Imperial College Press, London.
  2. Mostaed, S., and Amin, M.M., Hassani, A., and Takdastan, A. (2010). “Anaerobic biofilm reactor system efficiency in sugar cane industry wastewater treatment.” J. of the Health System, Research, 6, 1002-1014.
  3. Abedi, Z. (2007). “Sewage contamination of the sugar industry in Iran.” J. of Humans and the Environment, 4, 60-70.
  4. Shariat Panahi, M. (1996). Quality of waste water, Tehran University Press, Tehran. (In Persian)
  5. Asadi, M. (1989). Industrial sewer: Orgins characteriscs and treatment, Markaznashr daneshgahi Pub., Tehran. (In Persian)
  6. Bhatia, S.C. (2005). Environmental pollution and control in chemical process industry, 2nd Ed, Khara Pub., Naiseralc, Delhi, India.
  7. Hosseinian, M. (1990). Design of municipal wastewater treatment plants, industrial wastewater, Shahrab Pub., Tehran. (In Persian)
  8. Osaloo, A., and Khoushfetrat, A. (2004). “Process of biological removal of volatile organic compounds in wastewater treatment plant aeration basin petrochemical.” 9th National Conference on Engineering Chemistry, Iran University of Science and Technology, Iran. (In Persian)
  9. Tchobanoglous, G. (1991). Water engineering, 3 rd Ed., Metcalf and Eddy Inc., McGraw-Hill, New York.

10. Shiroee, S. (2011). “To evaluate performance and determine the coefficients, kinetics biological process of activated sludge wastewater treatment plant in Ahwaz.” M.Sc. Thesis, Islamic Azad University, Science and Research Branch of Khuzestan, Ahvaz, Iran. (In Persian)

11. Borjai, R., and Banks, C.J. (1994). “Kinetics of an up flow an aerobic sludge blanket reactor treating ice-cream wastewater.” J. of Environ. Sci. Health, 29(10), 2063-2085.

12. Brito, A.G., and Fmelo, L. (1996). “A simplified analysis of reaction and mass transfer in UASB and EGSB Reactors.” J. of Environmental Technology, 81, 35-44.

13. Tauzene, M., and Milton, C. (2011). “Determination of kinetic parameters of an up-flow anaerobic sludge blanked reactor (UASB), treating swine wastewater.” J. of Cienc. agrotec., Lavras, 35 (6), 1204-1210.

14. AWWA., WPCF. (2005). Standard method for the examination of water and wastewater, USA.

15. Isik, M., and Sponza, D.T. (2005). “Substrate removal kinetics in an upflow anaerobic sludgeblanket reactor decolorising simulated textile wastewater.” J. of Process Biochemistry, 40, 1189-1198.

16. Izanloo, H., and Takdastan, A. (2010). “Wastewater treatment, concept. and design.” J. of Mehr, 4, 86-98.
(In Persian)

17. Talaie, A., and Jafarzadeh, R.N. (2010). “The Determination of bio-kinetic coefficients of grude oil biodegradation using Pseudomonas Aeruginosa bacteria.” Iran J. of Health and Environ., 3(2), 111-122.

18. Perez, J., Aldana, G., and Cardenas, C. (2012). “Upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) performance through sludge age load and kinetic coefficients.” J. of Rev. Tec. Ing. Unv. Zulia., 35(1), 98-108.

19. Laor, Y., Storm, P.F., and Farmer, W.J. (1999). “Bioavailability of phenanthrene sorbed to mineral-associated humic acid.” J. of Water Research, 33 (7), 1719-1729.