ساخت و ارزیابی راکتور بافل‌دار بی‌هوازی جهت تصفیه شیرابه زباله شهرستان ساری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 - استادیار، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران * (مسوول مکاتبات)

3 استاد، پژوهشگاه نانوبیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

زمینه و هدف: شیرابه محل دفن زباله به علت تولید شیرابه، به عنوان یکی از منابع بالقوه آلودگی زمین و آب‌های سطحی شناخته شده‌است. علاوه بر این شیرابه محل دفن زباله ممکن است از طریق خاک باعث آلودگی جریان‌ها، نهرها و چاه‌ها ‌شود. از این رو هدف از این مطالعه ارزیابی عملکرد راکتور آزمایشگاهی ABR  در غلظت‌های مختلف COD و زمان ماند هیدرولیکی برای حذف COD می‌باشد.
روش‌بررسی: در این پژوهش یک راکتور بافل‌دار بی‌هوازی برای تصفیه بیولوژیکی شیرابه زباله استفاده شد. راکتور بافل‌دار بی‌هوازی دارای طول 60 سانتی‌متر، عرض 10 سانتی‌متر و ارتفاع 10 سانتی‌متر از جنس پلکسی گلاس با حجم موثر 6 لیتر بود. راکتور بافل‌دار بی‌هوازی با لجن بی‌هوازی فاضلاب شهری از هاضم بی‌هوازی در واحد تصفیه فاضلاب در قائم‌شهر تلقیح شد. شیرابه محل دفن زباله مورد استفاده در این پژوهش از محل دفن زباله شهری کیاسر ساری جمع‌آوری گردید. آزمایش‌های مورد استفاده در این آزمایش شامل اکسیژن مورد نیاز شیمیایی(COD)، PH، مواد جامد معلق(ss) و قلیاییت بود.
یافته‌ها: راکتور بافل‌دار بی‌هوازی دارای کارایی مناسبی برای حذف COD  شیرابه محل دفن زباله است. هم‌چنین نتایج نشان می‌دهد که این راکتور توانایی قابل قبولی در کنترلPH  و جداسازی میکروارگانیسم‌های اسید ساز از سایر میکروارگانیسم‌ها دارد. از طرفی نتایج نشان می‌دهد که در این راکتور، قلیاییت به عنوان یک بافر در سطح مناسبی حفظ می‌شود و برای کنترل آن نیاز به اضافه کردن ماده شیمیایی نمی‌باشد، ضمن این‌که در این راکتور مواد جامد معلق نیز به میزان قابل ملاحظه‌ای حذف می‌شوند.
بحث و نتیجه گیری: نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که بیشترین راندمان حذف COD (86%) در زمان ماند هیدرولیکی 2 روز بدست آمد جاییکه غلظت COD از 2700 میلی‌گرم بر لیتر به 380 میلی‌گرم بر لیتر کاهش یافت. علاوه بر این، عملکرد سیستم در زمان ماند کمتر کاهش می‌یابد. در غلظت 2700 میلی‌گرم بر لیتر در زمان ماند هیدرولیکی 12 ساعت غلظت COD 70 % کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهنوزدهم، شماره سه، پاییز 96

ساخت و ارزیابی راکتور بافل‌دار بی‌هوازی جهت تصفیه شیرابه زباله

شهرستان ساری

 

امین آروین[1]

مجید پیروی[2]*

majidpeyravi@nit.ac.ir

محسن جهانشاهی[3]

تاریخ دریافت:29/10/93

تاریخ پذیرش:14/6/94

 

چکیده

زمینه و هدف: شیرابه محل دفن زباله به علت تولید شیرابه، به عنوان یکی از منابع بالقوه آلودگی زمین و آب‌های سطحی شناخته شده‌است. علاوه بر این شیرابه محل دفن زباله ممکن است از طریق خاک باعث آلودگی جریان‌ها، نهرها و چاه‌ها ‌شود. از این رو هدف از این مطالعه ارزیابی عملکرد راکتور آزمایشگاهی ABR  در غلظت‌های مختلف COD و زمان ماند هیدرولیکی برای حذف COD می‌باشد.

روش‌بررسی: در این پژوهش یک راکتور بافل‌دار بی‌هوازی برای تصفیه بیولوژیکی شیرابه زباله استفاده شد. راکتور بافل‌دار بی‌هوازی دارای طول 60 سانتی‌متر، عرض 10 سانتی‌متر و ارتفاع 10 سانتی‌متر از جنس پلکسی گلاس با حجم موثر 6 لیتر بود. راکتور بافل‌دار بی‌هوازی با لجن بی‌هوازی فاضلاب شهری از هاضم بی‌هوازی در واحد تصفیه فاضلاب در قائم‌شهر تلقیح شد. شیرابه محل دفن زباله مورد استفاده در این پژوهش از محل دفن زباله شهری کیاسر ساری جمع‌آوری گردید. آزمایش‌های مورد استفاده در این آزمایش شامل اکسیژن مورد نیاز شیمیایی(COD)، PH، مواد جامد معلق(ss) و قلیاییت بود.

یافته‌ها: راکتور بافل‌دار بی‌هوازی دارای کارایی مناسبی برای حذف COD  شیرابه محل دفن زباله است. هم‌چنین نتایج نشان می‌دهد که این راکتور توانایی قابل قبولی در کنترلPH  و جداسازی میکروارگانیسم‌های اسید ساز از سایر میکروارگانیسم‌ها دارد. از طرفی نتایج نشان می‌دهد که در این راکتور، قلیاییت به عنوان یک بافر در سطح مناسبی حفظ می‌شود و برای کنترل آن نیاز به اضافه کردن ماده شیمیایی نمی‌باشد، ضمن این‌که در این راکتور مواد جامد معلق نیز به میزان قابل ملاحظه‌ای حذف می‌شوند.

بحث و نتیجه گیری: نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که بیشترین راندمان حذف COD (86%) در زمان ماند هیدرولیکی 2 روز بدست آمد جاییکه غلظت COD از 2700 میلی‌گرم بر لیتر به 380 میلی‌گرم بر لیتر کاهش یافت. علاوه بر این، عملکرد سیستم در زمان ماند کمتر کاهش می‌یابد. در غلظت 2700 میلی‌گرم بر لیتر در زمان ماند هیدرولیکی 12 ساعت غلظت COD 70 % کاهش یافت.

واژه های کلیدی:تصفیه بیولوژیکی، راکتور بافل‌دار بی‌هوازی، شیرابه محل دفن زباله ساری، زمان ماند هیدرولیکی، اکسیژن موردنیاز شیمیایی

 

J.Env. Sci. Tech., Vol 19, No.3, Autumn, 2017

 

 

 


Fabrication and Evaluation of anaerobic baffle reactor for leachate treatment of Sari province

 

Amin Arvin[4]

Majid Peyravi*[5]

majidpeyravi@nit.ac.ir

Mohsen Jahanshahi[6]

 

Abstract

Background and Objective: Landfill leachate has been identified as a potential source of ground and surface waters contamination due to the generation of leachate. Further, landfill leachate may percolate through soils and cause the large pollution of streams, creeks and water. Hence, the aim of this study is to evaluate the performance of a laboratory-scale ABR in different COD concentrations and hydraulic retention time for COD removal.

Method:In this research, an anaerobic baffle reactor (ABR) was used for biological landfill leachate treatment. The ABR was 10 cm wide, 60 cm long, and 10 cm depth and was constructed from Perspex with an effective volume of 6 L. The ABR was seeded with anaerobically digested sewage sludge taken from an anaerobic digester of a wastewater treatment plant in Qaemshahr city. Landfill leachate used in this study was collected from a landfill leachate waste municipal site located in Kiasar, Sari. The experiments used in this study were chemical oxygen demand (COD), pH, suspended solids (SS) and alkalinity.

Findings: The anaerobic baffle reactor (ABR) has been have an appropriate performance for COD removal of landfill leachate. Also, the results showed that this reactor presented an acceptable capability of pH control and acidogenic microorganism separation from others. On the other hands,
the results demonstrated that an alkalinity remained at the desirable level in the reactor and it is not necessary to add chemical materials to control it. Moreover, the suspended solids were significantly removed in this reactor.

Discussion and Conclusion: The obtained results indicated that the highest COD removal (86%) was achieved at the HRT of 2 days where the COD concentration of 2700 mg/L was reduced to 380 mg/L. Furthermore, the system performance at lower hydraulic retention time was decreased. At the COD concentration of 2700 mg/L, 70% decrement of the reactor efficiency was observed by decreasing hydraulic retention time to 12 hr.

 

Key words: Biological treatment, Anaerobic baffle reactor, Sari landfill leachate, Hydraulic retention time, Chemical oxygen demand.

 

مقدمه


در طول چند دهه گذشته، رشد نمایی جمعیت، تغییرات عادات زندگی مردم، رشد صنایع و شهرنشینی باعث افزایش روز افزون مواد جامد شده است. به طوری که میزان مواد زائد جامد شهری در سراسر جهان از 3/1 میلیارد تن در روز در سال 1994 به 7/1 میلیارد تن در روز در سال 2008 رسید (1و2). از جمله چالش­های پیش رو در روش دفن‌کردن زباله، تولید شیرابه در زباله محل دفن به علت نفوذ آب باران، واکنش‌های بیوشیمیایی، شیمیایی و فیزیکی و رطوبت ذاتی زباله است(3). شیرابه زباله با آلوده‌کردن آب‌های سطحی و زیر‌زمینی و خاک از جمله آلاینده‌های محیط زیست به شمار می‌آیند(4). شیرابه زباله کمپلکسی غنی از فلزات سنگین، مواد معدنی، مواد آلی، آمونیاک و مواد سمی است. خصوصیات شیرابه محل دفن زباله به سن، تراکم و ترکیب زباله و آب و هوا محل دفن بستگی دارد (5). شیرابه محل دفن زباله بر اساس سن زباله به سه دسته تقسیم شده اند که ویژگی هر کدام از این آن ها در جدول 1 آمده است(6).

 

 


جدول 1-ویژگی وترکیب شیرابه محل دفن زباله براساس سن(6)

Table 1. Characteristics and composition of landfill leachate based on the leachate age (6)

ویژگی

جوان

میانسال

پیر

سن(سال