بررسی روشهای تصفیه بیولوژیکی بی هوازی پساب های صنعتی
توضیحات
بررسی روشهای تصفیه بیولوژیکی بی هوازی پساب های صنعتی فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) تعداد صفحه:75 پايان نامه مقطع كارشناسي مهندسي شيمي- صنايع گاز فهرست مطالب : چکیده 1 مقدمه: 2 مشخصه های فیزیکی،شیمیایی وزیست شناسی فاضلاب: 3 الف : مشخصه های فیزیکی (مواد جامد ، رنگ ، بو ، دما ، کدورت و چگالی) 3 ب : مشخصه های شیمیایی ( مواد آلی ، اندازه گیری محتوای آلی،ماده غیر عالی ، گازها) 4 ج: مشخصه های زیست شناختی 6 تقسیم بندی فاضلاب(فاضلابهای شهری، هرزآبهای سطحی، فاضلابهای صنعتی) 7 شدت آلودگي يا قدرت فاضلابهای صنعتی 7 مراحل تصفیه پسابهای صنعتی: 9 1- تصفیه فیزیکی 10 2- تصفیه بیولوژیکی 11 3 – تصفیه شیمیایی 15 فصل اول: روشهای تصفیه آب وپسابهای صنعتی 16 الف – روشهای نوین در تصفیه آب 17 1- جذب سطحی (کربن فعال) 17 2- رزینهای تبادل یونی 18 2-1- ظرفیت رزین 19 2-2- احیای رزین 19 2-3- محاسبه میزان رزین مورد نیاز 20 3- اسمز معکوس 20 4- الکترو دیالیز 21 ب- روشهای مختلف در تصفیه پسابهای صنعتی 23 1- لاگونهای هوادهی (برکه های تثبیت w s p) 23 2- لجن فعال 30 3- شناورسازی (Floatation) 32 3-1- جداکننده API 33 3-2- جداکننده CPI 34 4- تصفیه دوزیستی(بی هوازی-هوازی) 35 5- تصفیه شیمیایی 36 6- انعقاد و لخته سازی 37 6-1- مواد شیمیایی 37 6-1-الف- منعقدکننده ها 38 6-1-ب- کمک منعقد کننده ها 38 6-1-ج- کنترل کننده pH وقلیائیت 39 6-2- تعیین میزان تزریق 40 6-3- تعیین نقاط تزریق 40 فصل دوم : تصفیه بیولوژیکی بی هوازی پسابهای صنعتی 41 الف- تصفیه بیولوژیکی پسابهای صنعتی 42 اکسیژن- هوادهی و هوازدایی 42 1- اکسیژن 42 2- روشهای اندازه گیری میزان اکسیژن محلول درآب 43 2-1- روش کلاسیک(روش وینکلر) 43 2-2- روش پیوسته(روی خط on lin) 44 3- هوازدایی 45 4- هوادهی 46 DO - (اکسیژن محلول) چیست؟ 47 TOC و COD چیست ؟ 47 BOD - چیست ؟ 48 اندازه گیری BOD 49 بازده تصفیه 50 مراحل تصفیه بیولوژیکی پسابهای صنعتی: 51 1- تصفیه اولیه 51 2- تصفیه ثانویه 53 3- تصفیه نهایی 55 ب- تصفیه بیولوژیکی بی هوازی پسابهای صنعتی 57 روشهای متداول تصفیه بیولوژیکی بی هوازی پسابهای صنعتی 58 1 – روش ABR (رآکتور بافلدار بی هوازی) 58 1-1- ویژگی های رآکتور ABR 59 1-2- توانایی رآکتور ABR برای تصفیه پساب های خاص 60 2= روش UASB 61 الف- روشهای ( SBR, UASB ) در تصفیه فاضلابهای صنعتی: 61 الف-1- واحد SBR 61 الف-2- واحد UASB 63 الف-2-1- مروری مختصر برتاريخچه و توسعه سيستم UASB 63 الف-2-2- UASBچيست؟ 64 ب-1- سيستم تصفيه فاضلاب بی هوازی سرعت بالا 66 ب-2- دامنه کاربرد سيستم بی هوازی سرعت بالا 67 ج- لجن های گرانوله 67 ج-1- فرآيند تشکيل لجن گرانوله 68 ج-2- خواص ته نشينی لجن گرانوله بی هوازی 69 -3 روش سپتیک تانک 70 مزايای و معایب سيستم های تصفيه بی هوازی 71 م منابع و مآخذ 74 چکیده : تصفیه بیولوژیکی پساب های صنعتی یکی از روش های استاندارد و قابل قبول در سطح جهان است که در جهت استفاده مجدد و بازیافت آب و پسابهای صنعتی در کارخانجات صنعتی از آن استفاده می شود. بروز بحران انرژی در جهان در اوایل دهه پنجاه شمسی باعث شد که محققین به استفاده از سیستم های بی هوازی بیشتر توجه کنند ؛ زیرا در این سیستم ها ، بر خلاف روش هوازی که احتیاج به انرژی زیادی جهت هوادهی دارد ، نه تنها انرژی مصرف نمی شود ، بلکه در نهایت متان نیز به وجود می آید که می توان به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار گیرد. در چند سال اخير به دليل افزايش هزينه های تصفيه هوازی ، افزايش اطلاعات درباره مکانيسم تصفيه بی هوازی ، پيشرفت در سيستم های راکتور و توليد لجن کمتر ، به کارگيری سيستم های بی هوازی در تصفيه فاضلاب بيشتر شده است از این جهت بازیافت فاضلابها و پسابهای صنعتی ، بخصوص در کشورهایی که دچار کم آبی یا بی آبی هستند ، اهمیت خاصی پیدا نموده واین روش در حال حاضر در ایران نیز مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از صنایع کشور در بازیافت پسابهای صنعتی به منظور افزایش تولید وایجاد شرایط و فضای توسعه اقدام می نمایند. مقدمه : دیر زمانی نیست که یکی از اهداف مهم واصلی در قانون تاًسیس شرکتها و کارخانجات صنعتی در ایران حفظ محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن تعیین شده است. به موجب این قانون کارخانجات صنعتی می بایست نظارت و دقت مضاعفی در خصوص جلوگیری از تخریب محیط زیست به هر نحو به عمل آورند. در دهه های گذشته تعاریف جدیدی از توسعه یافتگی و پایداری در فرایند توسعه در کتب و محافل علمی و سیاسی مشاهده می شود . یکی از نگرش های جدید توسعه یافتگی و یکی از ارکان مهم توسعهً پایدار در کشورهای مدعی ، برخورد با آثار سوء مسایل زیست محیطی می باشد که پیگیری جدی در جهت جلوگیری از بروز آن، به فرهنگ و نگرش دولت ها در خصوص ارزش نهادن به فرهنگ والای انسانی بستگی دارد. در دو دههً گذشته در کشور عزیز ما ، ایران نیز به حفظ محیط زیست و جلوگیری از تخریب آن توجه زیادی شده است . ایران نیز مانند دیگر کشورهای جهان متعهد گردیده که درجهت حفظ محیط زیست به طور جدی تلاش و این کره خاکی را برای نسل های آینده حفظ نماید. از جملهً این تعهدات حفظ منابع آبی و احداث تصفیه خانه فاضلاب برای تصفیه آبهای آلوده می باشد. آلودگی آب علاوه براینکه باعث نشر بسیاری از بیماری های مختلف می شود، سلامت و کیفیت منابع محدود آب تمیز را نیز تحت تاًثیر قرار داده ودر بلند مدت صدمات زیادی را بر پیکره توسعهً اقتصادی و اجتماعی جامعه وارد می سازد. از این جهت بازیافت فاضلابها و پسابهای صنعتی ، بخصوص در کشورهایی که دچار کم آبی یا بی آبی هستند ، اهمیت خاصی پیدا نموده واین روش در حال حاضر در ایران نیز مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از صنایع کشور در بازیافت پسابهای صنعتی به منظور افزایش تولید وایجاد شرایط و فضای توسعه اقدام می نمایند. با توجه به مطلبی که عرض شد لزوم ساخت تصفیه خانه هایی در جهت رفع آلودگی های صنعتی و شهری برای همگان مشخص گردیده است. مشخصه های فیزیکی،شیمیایی و زیست شناسی فاضلاب فاضلاب را از روی ترکب فیزیکی ، شیمیایی و زیست شناختی (بیولوپژیکی) آن مشخص می کنند که به اختصار در ادامه به آن می پردازیم : الف : مشخصه های فیزیکی (مواد جامد ، رنگ ، بو ، دما ، کدورت و چگالی) الف-1 : مواد جامد : عبارت است از مواد شناور ، مواد قابل ته نشینی ، مواد کلوییدی و مواد محلول است . در کل مواد جامد عبارت است از تمامی موادی که به شکل پسمانده تبخیر فاضلاب در دمای 103 تا 105 درجه باقی می ماند الف-2 رنگ: نمایانگر وضعیت یا عمر فاضلاب است رنگ هر فاضلاب نمایانگر وضعیت کیفی آن نیز می باشد. الف-3 بو: بوی فاضلاب معمولا" از گازهای حاصل از تجزیه مواد عالی یا گازهای محلول در آن و یا از مواد افزوده شده به فاضلاب ناشی می شود بو یکی از مهمترین مشخصه های فاضلاب است که اختلالات و موانع زیادی در مسایل بهداشتی ، تشخیص بو و حتی مانع سرمایه گذاری در نقاط آلوده به فاضلاب می شود الف-4 دما : عدم کنترل دمای فاضلاب های صنعتی و خانگی که معمولا" به دلیل واکنشهای زیست شناختی با افزایش رو برو است باعث ایجاد شوک به آبهای پذیرنده فاضلاب های فوق از لحاظ افت شدید اکسیژن محلول در خلال ماههای گرم میشود (چرا که اکسیژن در آب گرم کمتر از آب سرد حل می شود ) که ممکن است موجب مرگ ومیر در حیات آبی میشود الف-5 کدورت : شاخصی است برای تعیین کیفیت فاضلاب ها و آبهای طبیعی از لحاظ مقدار مواد معلق اضافی و کلوییدی موجود در آن . الف-6 چگالی: به دلیل امکان تشکیل جریانهای چگالی در مخازن ته نشینی و در سایر واحد های تصفیه خانه ، از مشخصه ای فیزیکی مهم فاضلاب تلقی میشود ب : مشخصه های شیمیایی ( مواد آلی ، اندازه گیری محتوای آلی،ماده غیر عالی ، گازها) ب-1 مواد آلی: شامل کربو هیدرات ها ، پروتویین ها ، پاک کننده ها و آلاینده های درجه اول استکربو هیدرات ها : به طور گسترده در طبیعت یافت میشوند و دارای کربن ، هیدروژن و اکسیژن هستند (قند ، نشاسته،.......)پروتیین ها : اجزای عمده ارگانیسم های حیوانی هستند و به میزان کمتری در گیاهان یافت میشوند چربی : انواع چربی ها از جمله ترکیبات آلی پایدار می باشند و به راحتی به وسیله باکتری ها تجزیه نمی شوند و بیشتر باعث پوشاندن سطح آب و بروز مشکلات متعدد می شوند.پاک کننده ها: پاک کنده ها یا مواد آلی سطحی ، مولکول های آلی بزرگی هستند که تا حدی در آب قبل حل هستند . این مواد اغلب در سطح تماس هوا با آب جمع می شوند . در جریان هوادهی فاضلاب این ترکیبات در سطح حبابهای هوا جمع می شوند وبدین ترتیب کف بسیار پایداری به وجود می آورند. آلاینده های درجه اول (PRIORITY POLLUTANTS) آلاینده های درجه اول (هر دو نوع آلی و غیر آلی) را بر اساس آثار شناخته شده آنها در سرطلن زایی ، جهش زدایی ، آسیب رسانی به جنین و یا سمی بودن بسیار شدید دسته بندی کرده اند . بسیاری لز آلاینده های درجه اول آلی نیز تحت عنوان ترکیبات آلی فرار (VOC) طبقه بندی کرده اند. ب-2: اندازه گیری محتوای مواد آلی : BOD: (نیاز اکسیژن بیو شیمیایی): پارامتر آلودگی آبی که بیشترین مورد استفاده را دارد و هم برای فاضلاب و هم آبهای سطحی به کار میرود و نشان دهنده مواد آلی قابل تجزیه توسط میکرو ارگانیسم می باشد COD: نیاز اکسیژن شیمیایی ، مانند BOD نشان دهنده مقدار مواد آلی موجود در فاضلاب است ولی با این تفاوت که فقط در آزمایشگاه و با استفاده از یک عامل اکساینده قوی شیمیایی در محیط اسیدی قابل اندازه گیری است TOC: کل کربند آلی می باشد این نیز نمایانگر کل ماده آلی موجود در آب است. ب-3 : ماده غیر آلی: عبارت اند از قلیاها ، کلریدها ، فلزات سنگین ، نیتروژن ،ترکیبات غیر آلی سمی ،گوگرد و فسفر می باشد . ب-4 گازها : گازهایی که عموما"در فاضلاب های تصفیه نشده یافت می شوند عبارتن از : نیتروژن(N2) ، اکسیژن(O2) ، کربن دی اکسید(CO2) ، هیدروژن سولفویید(H2S) ، آمونیاک(NH3) و متان(CH4) سه گاز اول از گازهای عمومی جو هستند و در همه آبهایی که در معرض هوا باشند دیده می شوند و سه گاز آخر از تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب مشتق می شوند ج: مشخصه های زیست شناختی موفقیت در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ،به عنوان مثال قابلیت تجزیه مواد موجود در فاضلاب یا قابلیت ته نشینی آنها حاصل اختصاصات مرفولوژیکی و سنیتیکی لجن فعال یا بیبوفیلم میباشد کهاین اختصاصات مزبور ، به اجتماع میکروارگانیزمهای تک سلولی و پرسلولی در لجن بستگی دارد انواع باکتری های بیماری زای رودده ای ، ممکن است در منابع آب یا در اضلاب وجود داشته باشد . باکتری های بیماری زایی که از طرق آب یا فاضلاب قابل انتقال هستند شامل : سالمونلا ، شیگلا ، کمپیلوباکتر ، اشرشیاکلی انتروپاتوژنیک ، ویبریوکلرا ، لپتوسپیرا و یرسینیا میباشند . ویروس ها نیز از میکروبایی ستند که در فاضلاب ها وجود دارند . پروتوزوآی اتوژنیک در آب آشامیدنی و فاضلاب شامل :ژیاردا لامبیا ، انتامباهیسترلیتیکا و کریپتوسیوریدیوم سبب اسهال یا گاسترونتریت می شوند . همچنین نماتو ها ، جانداران آبزی مجود در آب شیرین ، شور و خاک می باشند . جلبک ها نیز از موجودات پرسلولی و گاهی تکسلولی فاضلاب ها می باشند که انواع جلبک هایی که در فاضلاب وجود دارند میتوان به جلبک های سبز-آبی(CYANOPHYTA) ، مانند MICROCYSTIS VINIDIS و یا NOSTC CAMEUM و جلبک های سبز مانند SCENEDESMUSOBLIGUS و جلبک های زرذ-سبز مانند: CHLOROSACCUS FLUIDUS ، فلاژله ای گیاهی مانند EUGLENA VINIDIS ، جلبک های طلایی مانند : CHROMULINA ROSANOFFI،جلبک های قهوه ای مانند BANGIA TROPURPUREA دیاتومه ها مانند : MELOSIRA VARIANS ، تک سلولی هایی مانند آمیب ها ، مژکداران ،ساکتوریا و روتیفرها نیز در فاضلاب ها موجود میباشند که نقش عمده ای را در فع و انفعلات شیمیایی و تغییر ماهیت آب دارا هستند . تقسیم بندی فاضلاب : عمدتاً فاضلاب را به سه دسته تقسیم می کنند : الف)فاضلابهای شهری: ترکیبی از فاضلابهای خانگی ،فاضلاب مراکز و مؤسسات اداری،تجاری و صنعتی و مراکز خدماتی از قبیل بیمارستانها می باشد. ب)هرزآبهای سطحی: مثل سیلابها و یا آبهای روان سطحی زمین و ورود مواد محلول و یا جامد آلوده شده و در نتیجه نوعی آب آلوده تشکیل می شود. ج)فاضلابهای صنعتی: در اثر فعالیتهای صنعتی و یا از منابع صنعتی و در طول مراحل مختلف تولید بوجود می آید و بعضاً خطرناک ترین نوع فاضلاب را تشیکل می دهند . شدت آلودگي يا قدرت فاضلابهای صنعتی هر چقدر مواد زائد موجود در فاضلاب بيشتر باشد، قدرت آلايندگي فاضلاب يا شدت آلودگی آن بیشتر است. معمولا شدت وضعف فاضلاب ازنظرموادآلي موجود درآن برحسب معيارهاي زير سنجيده مي شود: الف) اكسيژن مورد نياز زيست شيميايي BOD5 (Biochemical Oxygen Demand) اين معيار مهمترين ابزار سنجش مواد آلي قابل تجزيه زيست شناختي است كه در مورد فاضلاب كاربرد متداول دارد. در اين روش مقدار اكسيژن مورد نياز براي اكسيداسيون مواد آلي فاضلاب توسط باكتري ها بدست مي ايد. با استفاده از اندازه گيري مقدار اكسيژن مورد نياز، غلظت مواد آلي موجود در فاضلاب كه قابل اكسيداسيون باكتريايي است بدست مي ايد. (تجزيه پذيري زيست شناختي) 0 مقدار BOD معمولا براساس پنج روز درحرارت 20 درجه سانتي گراد بيان مي گردد. اين مقدارهمان اكسيژن مصرف شده در طول اكسيداسيون فاضلاب، در زمان پنج روز و حرارت 20 درجه است. و...