بررسی رابطه بین مسئولیت‌پذیری و کمال‌گرایراندمان حذف دو ماده زایلن(C6H4CH3)2و تولوئن C6H5CH3  که جز هیدروکربن  …

بررسی رابطه بین مسئولیت‌پذیری و کمال‌گرایراندمان حذف دو ماده زایلن(C6H4CH3)2و تولوئن C6H5CH3 که جز هیدروکربن …

۷- ۶

۶/۳ روز

متانساز

۵/۸- ۵/۷

کمتر اما نزدیک به باکتریهای استاتساز

الف- باکتریهای هیدرولیزکننده:
مجموعه باکتریهای بیهوازی مولکولهای پیچیده را به منومر تبدیل میکنند. هیدرولیز مولکولهای پیچیده توسط آنزیمهای برونسلولی مانند سلولاز، آمیلاز، پروتئاز و لیپاز انجام میشود.
ب- باکتریهای اسیدساز:
عمل اسیدسازی را گروههای مختلف از باکتریهای بیهوازی اجباری و تعداد کمی بیهوازی اختیاری انجام میدهند. نمونهای از این این باکتریها کلستریدیوم میباشند.
ج- باکتریهای استاتساز:
استوباکترها از جمله باکتریهای استاتساز معروف میباشند.
د- باکتریهای متانساز:
اکثر این میکرو ارگانیسمها اتوتروف هستند. متانوتریکس و متانوسارسینا از متانوباکترهای معروف در فرآیندهای بیهوازی هستند. باکتریهای متانساز به ۲ گروه باکتریهای متانساز مصرفکننده هیدروژن وباکتریهای متانساز مصرفکننده استات تقسیم میشوند[۲۶ و ۲۷].
۲-۵- عوامل کنترلکننده تصفیه بیهوازی:
۲-۵-۱- گوناگونی جریان و بارآلی:
تنوع جریان فاضلاب و بار آلی میتواند باعث آشفتگی و بههم خوردگی در بالانس بین اسید تشکیل شده و متانسازی در فرآیند بیهوازی شود و ممکن است اسیدهای چرب فرار راکتور (VFA[11])و غلظت هیدروژن افزایش یابد و مقدار pH کاهش یابد. pH پایینتر میتواند از متانسازی جلوگیری کند. بنابراین یکنواختسازی جریان و بارآلی در هنگام اوج جریان و یا شرایط بار آلی زیاد باید فراهم شود [۲۴].
۲-۵-۲-غلظت مواد آلی و دما:
بهطور کلی فاضلاب قوی و دمای نسبتاً زیاد نشانههایی است که استفاده از فرآیند بیهوازی را از نظر اقتصادی مقرون صرفه میسازد. دمای راکتور ۳۰ درجه سانتیگراد تا ۴۰ درجه سانتیگراد بهطور عمومی برای واکنشهای بیولوژیکی بهینه است و پایداری بیشتری در تصفیه ایجاد میکند. بهطور معمول، غلظت COD بیشتر از mg/lit 2000 میتواند از نظر کمی مقدار کافی متان جهت گرم کردن فاضلاب، بدون استفاده از منبع سوخت خارجی ایجاد کند. با غلظت COD به مقدار mg/lit1300 یا کمتر، تصفیه هوازی ممکن است ترجیح داده شود. بنابراین در دمای کمتراز (۱۰ تا ۲۰ درجه سانتیگراد) میزان واکنشهای کمتری اتفاق میافتد و زمان ماند سلولی بیشتر لازم میباشد و حجم راکتور بزرگتر و بار آلی کمتری میتوان وارد کرد [۲۴].
درجه حرارت فرآیند همچنین بر تجزیه ترکیبات مانند سولفید هیدروژن، آمونیاک، اسیدهای چرب فرار و حلالیت شیمیایی فاضلابهای پیچیده اثر میگذارد. به طور کلی میکروارگانیسمها براساس فعالیت در درجه حرارتهای مختلف به سه گروه سرمادوست[۱۲] (۲۰-۰ درجه سانتیگراد)، معتدل[۱۳] (۴۲-۲۰ درجه سانتیگراد) و گرمادوست[۱۴] (۷۵-۴۲ درجه سانتیگراد) تقسیم میشوند[۲۸]. دامنه فعالیت باکتریهای بیهوازی ۴۵-۱۰ درجه سانتیگراد و مناسبترین دامنه ۴۰-۳۰ درجه سانتیگراد است. در دمای رنج ۲۰-۱۰ درجه سانتیگراد، تفکیکپذیری اسید چرب زنجیرهای طولانی، اغلب محدود میشود. اگر اسید چرب زنجیرهای بلند انباشته شود، ممکن است در راکتور کف ایجاد شود[۲۱]. با افزایش درجه حرارت بیش از ۴۵ درجه سانتیگراد، غشاء سیتوپلاسمی که از جنس پروتئین میباشد تغییر ماهیت داده و در نتیجه سلولها به سرعت متلاشی شده و میکروارگانیسمها میمیرند. اثر درجه حرارت بر مرحله اول فرآیند هضم (هیدرولیز و اسیدسازی) زیاد مهم نیست چرا که در جمعیت میکروبی مخلوط همواره باکتریهای وجود دارند که در شرایط موجود دارای وضعیت بهینه باشند. در مراحل دوم و سوم که تجزیه توسط باکتریهای استاتساز و متانساز صورت میگیرد، تغییرات درجه حرارت تأثیر زیادی دارد. در رنج دمایی معتدل، فعالیت باکتریها و رشد آنها به ازاء کاهش هر ۱۰ درجه سانتیگراد زیر ۳۵ درجه سانتیگراد به مقدار نصف میرسد[۲۷].
۲-۵-۳ pH و قلیائیت:
با مقدار CO2 بالا (بهطور نمونه درمحدوده ۳۰ تا ۵۰ درصد) در گاز تولید شده در تصفیه بیهوازی، غلظت قلیائیت در رنج ۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰ میلیگرم در لیتر به عنوان CaCO3 ، برای نگهداری pH در حد طبیعی مورد نیاز است. مقدار قلیائیت مورد نیاز، به ندرت در سیال ورودی وجود دارد، اما ممکن است در بعضی از موارد با تجزیهپذیری پروتئینها و آمینواسیدها تولید شده باشد[۲۴].
pH مطلوب برای تصفیه بیهوازی بین ۶/۶ و ۶/۷ میباشد و pH مساوی ۲/۷ ایدهآل میباشد و در مقادیر کمتر از ۵ و بیشتر از ۵/۸ معمولاً رشد متوقف میشود[۲۳]. بزرگترین مشکل حفظ pH بالای ۶/۶ میباشد، چون اسیدهای آلی تولید شده بهعنوان فرآوردههای میانی در فرآیند در زمان راهاندازی، بارگذاری بیش از حد یا دیاگرام شرایط نامتوازن میتواند باعث افت سریع pH توقف تولید متان گردد. راهاندازی پس از اینگونه وقایع بسیار کند و در حد چند هفته تا چند ماه میتواند باشد. بر این اساس اهمیت دارد که افت pH صورت نگیرد[۲۶].
اسیدیته برای باکتریهای متانساز نسبت به استاتساز ممانعت کنندهتر و افزایش میزان اسیدهای فرار شاخصی برای اختلال سیستم است. پایش نسبت کل اسیدهای فرار (برحسب اسیداستیک) به قلیائیت کل (برحسب کربنات کلسیم) در محدوده کمتر از ۱/۰ ضروری است که با تنظیم pH بهوسیله افزایش قلیائیت با افزودن مواد شیمیایی مانند آهک، آمونیاک بدون آب، هیدروکسید سدیم و بیکربنات سدیم صورت میگیرد. اما بهطور عمومی، جهت فراهمکردن قلیائیت از بیکربنات سدیم استفاده میشود. زیرا این ترکیب تنها ماده شیمیایی است که تعادل را به سمت وضعیت قابلقبول میل میدهد بدون اینکه در موازنه فیزیکی و شیمیایی جمعیت میکروبی خللی ایجاد کند[۲۱].
۲-۵-۴-مواد غذایی:
با توجه به اینکه فرآیندهای بیهوازی لجن کمتری تولید میکند بنابراین به نیتروژن و فسفر کمتری برای رشد بیومس نیاز دارند، تعداد زیادی از فاضلابهای صنعتی ممکن است کمبود مواد مغذی کافی را داشته باشند، در بین مواد مغذی غیرآلی برای رشد، اساسیترین آنها نیتروژن و فسفر هستند[۲۴]. نیتروژن حدود ۱۲ درصد وزن سلول را تشکیل میدهد، در حالیکه فسفر حدود ۲ درصد آن را تشکیل میدهد، بهطور کلی عناصری که غلظت آنها در میکروارگانیسمها بیش از۴-۱۰مولار باشد، بهعنوان مواد غذایی پرمقدار (شامل نیتروژن، فسفر و سولفور) و سایر عناصر تحت عنوان مواد مغذی کم مقدار شناخته میشوند. براساس ویژگیهای مواد غذایی و مقدارSRT ، مقدار نیتروژن و فسفر و سولفور مورد نیاز به ترتیب درمحدوده ۱۰ تا ۱۳، ۲ تا ۶/۲ و ۱ تا ۲ میلیگرم به ازاء هر ۱۰۰ میلیگرم از بیومس مورد نیاز میباشد[۳۰]. نسبت C:N:P در تحقیقاتی برای مراحل راهاندازی ۳۰۰:۵:۱ و طی شرایط پایدار ۵۰۰:۵:۱ پیشنهاد شده است و مقدار بهینه C:N:P مورد نیاز برای بازده بیشتر متان ۵/۰: ۵/۲: ۱۰۰ گزارش شده است[۳۱]. همچنین برای نگهداشتن ماکزیمم فعالیت متانسازی، غلظتهای اضافی از این عناصر لازم است در فاضلاب موجود باشد. که مقادیر ۵۰ و ۱۰ و ۵ میلیگرم در لیتر برای نیتروژن و فسفر و سولفور لازم است. تا این امر اطمینان حاصل گردد که محدودکننده نرخ رشد نخواهند شد. مقدار سولفور مورد نیاز را میتوان از سولفات در فاضلاب اولیه تأمین نمود. اگر کمبود سولفور وجود داشته باشد، سولفات را میتوان بهسادگی اضافه نمود ولی نبایستی بیش از حد وارد کرد چون احیاء سولفات تولید متان را کاهش میدهد. باکتریهای متانساز، از آمونیاک موجود در فاضلاب یا آمونیاک حاصل از هیدرولیز مواد پروتئینی و تجزیه اسیدهای آمینه یا هیدرولیز ترکیبات نیتروژندار غیرپروتئینی نظیر اوره بهعنوان منبع اصلی نیتروژن در فاضلابها استفاده میکنند[۲۷].
یک الزام دیگر برای سیستمهای بیهوازی، فلزات کم مقدار هستند که برای فعالسازی آنزیمهای اساس متانسازی لازم میشود. لیست فلزات کم مقدار که در فعالسازی فرآیند تصفیه بیهوازی دخیل هستند در جدول (۲-۴) ارائه شده است.
جدول ۲-۴: الزامات مواد مغذی برای تصفیه بی هوازی [۲۶]

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  fotka.ir  مراجعه نمایید.

مواد مغذی