فایل – 
بررسی رابطه بین مسئولیت‌پذیری و کمال‌گرایراندمان حذف دو ماده زایلن(C6H4CH3)2و تولوئن C6H5CH3  …

فایل – بررسی رابطه بین مسئولیت‌پذیری و کمال‌گرایراندمان حذف دو ماده زایلن(C6H4CH3)2و تولوئن C6H5CH3 …

میکروارگانیزمهای متانوژنیک در طول زمان فعالیت خود نیازمند درجه حرارتهای بالا میباشند. اگرچه گرانولسازی تحت شرایط ترموفیلیک نسبت به مزوفیلیک سریعتر انجام میشود. ولی مکانیسم تشکیل لجن گرانولی آنها بسیار مشابه است[۱۰]. همچنین با توجه به سرعت رشد قابل ملاحظه باکتری های ترموفیلیک نسبت به مزوفیلیک ، سرعتهای باردهی خوراک برای میکروارگانیسمهای ترموفیلیک بیشتر خواهد بود . لذا ، امکان تامین باکتری های مورد نیاز برای تشکیل گرانول بیشتر است[۴] . با توجه به اینکه معدودی از باکتریها در انعقاد و تشکیل گرانول نقش بازی می کنند، انتخاب دمای بهینه مربوط به باکتریهای غالب ، بهترین دما برای تشکیل گرانول خواهد بود . در شرایط مزوفیلیک دمای ۵/۳۷ درجه سانتی گراد دمای مناسب برای عملکرد راکتورهای بی هوازی گزارش شده است[۳۹] .
۲-۶-۲-۳-۳- pH و قلیائیت
مقدار pH باید در یک دامنه مناسب ۷ – ۶ به منظور ایجاد شرایط بهینه رشد میکروارگانیسمها حفظ شود[۸]. تحقیقات هالشوف[۲۱] و همکارانش در سال ۱۹۹۳ نشان داد که احتمالاً فعالیت جابجایی پروتون در سطح سلول باکتریایی بطور آنی پروتون‌ها را از مجاورت سطح سلول به خارج پمپ می‌کند و این فرآیند باعث کم شدن آب دوستی و در نتیجه راحتی چسبندگی باکتری‌ها به سطوح دیگر می‌شود. فشار جزئی بالای گاز هیدروژن و pH ثابت از عوامل تاثیرگذار بر کیفیت گرانول‌ها می‌باشند[۳۱].
طبق نظر یان وهمکارانش در سال ۱۹۹۰ کاهش pH و قلیائیت خروجی باعث کاهش کارایی حذف و تولید متان در سیستم UASB شد[۴۰].
۲-۶-۲-۳-۴ نوع لجنی که برای نطفهگذاری استفاده میشود و مقدار آن
نوع لجن و نحوه فعالیت آن در هضمکننده در تشکیل لجن دانهای بسیارمؤثر است. طبق نتایج حاصله از بعضی تحقیقات، افزودن مواد حامل خنثی محتوی گرانولهای خرد شده به نطفه، سرعت گرانولسازی را افزایش میدهد. در اینحالت باید به سیستم فرصت داده شود تا هسته های کوچک و فعال رشد کرده و با تبدیل به گرانولهای بزرگتراز توده لجن جدا شوند[۳۹] .
طبق تحقیقات انجام شده باکتری‌های اسیدساز و متانزا عامل موثری در سرعت‌دهی به تشکیل گرانول‌ها هستند. آزمایشات نشان می دهد که غنی کردن سیستم با ارگانیسم‌های متانزا و ترکیبی باعث می‌شود که تشکیل گرانولها با سرعت بیشتری صورت گیرد[۳۶].
۲-۶-۲-۳ -۵ روشهای متداول برای افزایش باروری
افزایش لیگنین طبیعی در تشکیل لجنهای دانهای بسیارمؤثر است. علاوه بر لیگنین طبیعی، پلیمرهای مصنوعی نیز در فعال کردن تجمع لجن موثرند. مثلاً پلیالکترولیتهای آنیونی و کاتیونی بیشتر از پلیمرهای بدون یون در تشکیل گرانول کارآیی دارند و چون باکتریها در pH خنثی، دارای بار منفی هستند بهکارگیری پلیمرهای با بار مثبت در تجمع به خوبی مشخص است[۳].
۲-۶-۲-۳-۶ جریان هیدرولیکی یا سرعت خطی رو به بالا
جریان هیدرولیکی برای تشکیل گرانول با سرعت حدود m/h ۱را سرعت مناسبی میتوان در نظر گرفت[۵]. لتینگ و همکارانش در سال ۱۹۹۱ نشان دادند که تشکیل گرانول و خصوصیات آن به شدت تحت تاثیر سرعت جریان رو به بالا و سرعت ظاهری بیوگاز خروجی بوده است[۲۸]. در سرعت‌های رو به بالای بیشتر از m/h ۱ گرانولها ممکن است تحت نیروی برشی ناشی از این جریان شکسته و گرانولهای خرد شده با جریانی خروجی راکتور شسته شوند. همچنین تحقیقات انجام شده نشان میدهد که گاز پرقدرت ناشی از بارهای آلی زیاد نیز نتیجه‌ای مشابه نیروی برشی ناشی از جریان رو به بالا در راکتور ایجاد کرده و باعث فرسایش و شکستگی گرانولها می‌شوند[۳۵].
۲-۶-۲-۳-۷ نوع فاضلاب ورودی
تجزیهپذیری فاضلاب ورودی و حضور موادآلی و معدنی و ترکیبات یونی و وجود کاتیونهای یک یا دو ظرفیتی و عدم حضور ترکیباتی که تأثیر منفی در رشد میکروارگانیسمها دارند، در فرایند بی هوازی و تشکیل گرانول موثر است[۳۱]. مانوج[۲۲] و همکارانش در سال ۲۰۰۶ تاثیر خصوصیات سوبسترا را روی ترکیب و مقاومت میکروارگانیسم‌های موجود در گرانول‌ها بررسی کردند که در نتیجه مشاهدات آنها میکروارگانیسم‌های موجود در گرانول‌ها تحت تاثیر سوبستراهای مختلف متفاوت بود. به عنوان مثال تحقیقات انجام شده روی سوبستراهای ساده نظیر استات نشان داد که در این صورت تنها میکروارگانیسم‌های متانزا موردنیاز بوده و در نتیجه گرانول‌ها فقط شامل متانزاها بودند و همچنین به ساختار گرانولهای غیرلایه‌ای ناشی از سوبستراهای پروپیونات، پپتون، اتانول و گلومات رسیدند[۳۹].
۲-۶-۲-۳-۸ یونهای فلزی با بار مثبت
نتایج حاصله از تحقیقات نشان میدهد که وجود یون Ca+2در غلظتهای به میزان mg/lit300-80 سبب افزایش بقاء لجن و بهبود آن در سیستم میشود. غلظتهای بالای mg/lit500 در به وجود آمدن شرایط تخریب و شستشوی لجن دخالت دارد. بهطور کلی Ca+2جهت تثبیت گرانولها میتواند به دو طریق نقش مهمی بازی کند:
۱- رسوب ذرات کلسیم غیرآلی دارای سطحی مناسب برای چسبیدن باکتریهای بیهوازی هستند.
۲- کلسیم ممکن است سبب ایجاد پلیساکاریدها یا پروتئینهای خارج سلولی گردند که بهعنوان مواد چسبنده عمل میکند[۴۱].
ماهونی[۲۳] و همکارانش دو راکتور آزمایشگاهی با غلظتهای ۰و mg/lit100 کلسیم را راهاندازی کردند. حضور کلسیم در راکتور باعث کاهش زمان ماند راکتور و افزایش خاصیت تودهپذیری لجن، فعالیت لجن، سرعت تهنشینی در ابتدای راهاندازی و قطر گرانول تشکیل شده گردید. در حالیکه در نهایت در هر دو راکتور لجن گرانوله حاصل شد. در برخی مطالعات ، کلسیم بعنوان فاکتور کمک باکتریها گزارش شده است[۴۱] . البته هولشف در تحقیقی در سه راکتور با غلظت های مختلف یون کلسیم ، غلظت بالای mg/lit ۴۵۰ کلسیم را به دلیل تولید کریستال های CaCO3 و خروج لجن با این کریستال ها را عامل تاخیر تولید گرانول ذکر کرده است[۳۱] .
۲-۶-۲-۳-۹ مواد سمی
وجود مواد سمی اغلب بر فرآیند گرانولسازی و ساختار گرانول اثر میگذارد. حداکثر مقدار مواد سمی قابل تحمل توسط گرانولها برای مواد مختلف متفاوت است وبا افزایش زمان ماند هیدرولیکی می توان از ایجاد ناپایداری و اختلال در کارایی گرانول ها جلوگیری کرد[۳۹].
۲-۶-۲-۳ -۱۰ترکیبات نیتروژن دار
حضور و غلظت ترکیبات نیتروژن دار درمحیط کشت برای رشد و تکثیرباکتریها و همچنین کیفیت لجن گرانوله لازم است . منابع تامین کننده نیتروژن برای باکتریهای بی هوازی متنوع می باشد ولی به شکل ترکیبات آمینی راحت تر جذب می شوند[۸]. طبق مطالعات زیاد صورت گرفته غلظت NH4 در فرایند گرانول سازی نقش موثری ایفا می کند بعنوان مثال غلظت های بالای آمونیوم از شکسته شدن اسید پروپیونیک جلوگیری می کند و راندمان سیستم را کاهش می دهد[۴] .
۲-۶-۲-۳-۱۱ نرخ بار آلی
میزان بارگذاری درراکتور بر شکل گرانول تاثیر قابل توجهی دارد بطوریکه دربارگذاری های پایین ( حدود ۴Kg COD/m3.day) گرانولها بصورت رشته ای بوده و شامل رشته های چند سلولی میله ای شکل می باشند. در حالیکه دربارگذاری های بالا (Kg COD/m3.day ۵/۵>) قطعات میکروبی کوچک حاوی حدود چهار سلول دیده شده اند که بطور مشخص فعالیتی کمتر از گرانولهای رشته ای شکل دارند[۵].تعیین نرخ بهینه بار آلی به زمان ماند هیدرولیکی ، مقاومت و شرایط سوبسترا، دما، غلظت نوترینت، غلظت فلزات سنگین و غلظت آنیونها مثل سولفات بستگی دارد[۱۶].
۲-۶-۲-۴ پارامترهای طراحی راکتور UASB
۲-۶-۲-۴-۱ ویژگیهای فاضلاب
فاضلاب با غلظت بالایی از پروتئین و چربی، میتواند اثر منفی روی گرانولها بگذارد و باعث ایجاد کف شود. بخش تشکیلدهنده ذرات ریز نامحلول در مقابل ذرات محلول COD، در تعیین بار طراحی برای راکتور UASB حائز اهمیت هستند[۳]. همچنین با افزایش مواد جامد در فاضلاب، توانایی تشکیل لجن گرانولی انبوه کاهش مییابد. در غلظت مواد جامد بزرگتر از g.TSS/lit ۶ هاضمهای بیهوازی دیگر و یا فرآیند تماس بیهوازی ممکن است مناسبتر باشد[۵].
با توجه به تحقیقات انجام شده توسط گاوالا[۲۴] و همکاران (۱۹۹۹) فاضلاب تولیدی از صنایع پنیرسازی حاوی مقدار زیادی از کربوهیدرات قابل تجزیه است و مقدار نسبتاً کمی از مواد جامد معلق (در حدود g/lit ۵– ۱) در آن وجود دارد. بنابراین استفاده از راکتور UASB که قابلیت تصفیه مواد محلول نیز در آن وجود دارد بسیار مؤثر است[۲۲].
۲-۶-۲-۴-۲ بارآلی حجمی
بازده حذف ۹۰ تا ۹۵ درصد برای COD ، در میزان بار آلی Kg COD/m3.day ۲۰-۱۲ و در دمای ۳۰ تا ۳۵ درجه سانتیگراد در راکتور UASB بهدست آمده است و مقدار HRT برای فاضلابهای قوی در بار آلی گفته شده در حدود ۴ تا ۸ ساعت میباشد[۵].جاییکه کمتر از ۹۰ درصد حذف COD و غلظت TSS بیشتر در سیال خروجی، قابلقبول است. سرعت جریان بالارونده بیشتری میتوان استفاده کرد که در این حالت لجن گرانولی انبوه با به بیرون شسته شدن مواد جامد گسترش خواهد یافت. بنابراین، بار COD بیشتری برای این شرایط نشان داده شده است[۵].
۲-۶-۲-۴-۳ سرعت جریان بالارونده
سرعت طراحی مورد نیاز در جدول زیر نشان داده شده است. سرعت ظاهری پیک بهصورت موقتی برای فاضلاب محلول حدود m/h ۶ و برای فاضلاب با محلولیت کمتر حدود m/h ۲، میتواند اجازه داده شود.
جدول ۲-۸: سرعت جریان بالارونده وارتفاع راکتور بهینه برای UASB [۵]

این مطلب را هم بخوانید :  جستجوی مقالات فارسی - بررسی رابطه بین مسئولیت‌پذیری و کمال‌گرایراندمان حذف دو ماده زایلن(C6H4CH3)2و تولوئن C6H5CH3 ...
برای دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت  pipaf.ir  مراجعه نمایید.