بررسي كارآيي فرايندهاي تلفيقي تبادل يوني و احياي بيولوژيكي در حذف ازت آمونياكي

نويسنده: عليرضا رحماني
استاد راهنما: امير حسين محوي، عليرضا مصداقي نيا
استاد مشاور: محمود شريعت، سيمين ناصري، فروغ واعظي، كاظم ندافي
تاريخ دفاع: 1380/04/25
مدرك: Ph.D مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، گروه مهندسي بهداشت محيط
چكيده: در بين تركيبات پيچيده و متنوعي كه در فاضلابها و پسابها موجود مي باشد مواد ازته بدليل مشكلات خاصي كه در منابع آب ايجاد مي نمايد از اهيمت ويژه اي برخوردارند. از جمله روش هاي مطرح در حذف اين مواد روش هاي نيتريفيكاسيون و تبادل يون مي باشد. در اين تحقيق از تركيب دو روش حذف ازت آمونياكي استفاده شده است.
در مرحله اول تحقيق با بهره گيري از زئوليت كلينوپتي لولايت دانه بندي شده منطقه سمنان، خصوصيات تبادل يوني نمونه زئوليت با مش هاي 20، 30 و 40 در دو سيستم ناپيوسته و پيوسته مورد بررسي قرار گرفته و در ادامه انتخاب پذيري آن نسبت به كاتيونهاي رقيب تعيين گرديد. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه ظرفيت تبادل كاتيوني نمونه در سيستم ناپيوسته 65/6 تا 16 و در سيستم پيوسته تا نقطه شكست 61/7 تا 22/11 و ظرفيت كل 31/16 تا 5/19 ميلي گرم آمونيوم در گرم وزن مبادله كننده مي باشد. نتايج حاصل از منحني هاي تعادلي نيز الگوي جذب نمونه را مطابق با الگوي جذب ايزوترم جذب فرندليخ نشان مي دهد. در انتخاب پذيري زئوليت براي كاتيونهاي جذب اين ماده به شكل زير بدست آمده :
K > NH4 > Na > Ca > Mg
نتايج حاصل از احياي شيميايي ستون با استفاده از محلول كلرور سديم 1 نرمال نيز راندمان احيا را 9/94 تا 1/99 درصد نشان مي دهد. در مرحله دوم تحقيق با بهره گيري از نمونه لجن تصفيه خانه فاضلاب انساني و مواد غذايي لازم نسبت به پرورش باكتريهاي نيتريفاير اقدام شد. در اين آزمايشات تاثير آنيون نيترات بر نيتريفيكاسيون نيز بررسي گرديد. نتايج حاصل نشان مي دهد كه افزايش غلظت MLVSS و وجود نيترات در غلظتهاي 100 تا 300 ميلي اكي والان در ليتر باعث افزايش سرعت نتيريفيكاسيون مي گردد.
در مرحله سوم تحقيق احياي بيولوژيكي زئوليت با استفاده از باكتريهاي نيتريفاير در دو سيستم ناپيوسته و پيوسته مورد توجه قرار گرفت. در سيستم ناپيوسته احياي بيولوژيكي زئوليت با راندمان 75 تا 90 درصد در يك فاصله زماني 2 تا 5/5 ساعت بدست آمد. در آزمونهاي احيا بيولوژيكي زئوليت در سيستم پيوسته، سه روش جهت احيا در نظر گرفته شد. در روش اول با چرخش مخلوط حوضچه هوادهي در ستون اشباع از آمونيوم، عمل احيا انجام گرديد . راندمان احيا در اين روش 7/87 الي 8/99 درصد در فاصله زماني 5/3 تا 5/5 ساعت بدست آمد.
در روش دوم ضمن حفظ شرايط قبلي از پساب ته نشين شده بخش هوادهي جهات احيا استفاده گرديد. نتايج حاصل راندمان احيا را بين 9/93 الي 9/98 درصد در فاصله زماني 3 تا 5/5 ساعت نشان مي دهد. در روش سوم انجام احيا با تزريق هوا در خود ستون انجام شد. در اين روش راندمان احيا بين 8/82 الي 5/94 درصد در فاصله زماني 16 تا 35 ساعت بدست آمد.
در آزمونهاي احياي بيولوژيكي زئوليت در روش پيوسته تاثير مواد آلي، اندازه دانه هاي زئوليت و وزن آن نيز بررسي گرديد. نتايج نشان مي دهد كه حضور ماده آلي تاثيري در انجام تبادل يون و احياي بيولوژيكي ندارد. همچنين در هر دو مرحله تبادل يون و احيا گرفتگي بيولوژيكي در ستونها ديده نشد. افزايش وزن زئوليت و كاهش اندازه دانه هاي مبادله كننده باعث افزايش سرعت احياء مي گردد.
بنابراين با توجه به نتايج بدست آمده مي توان كاربرد روش حاضر را به عنوان يك روش تكميلي در تصفيه خانه هاي موجود كه تنها براي حذف مواد كربنه طراحي شده اند جهت حذف ازت آمونياكي پيشنهاد نمود.
كلمات كليدي: