در این پژوهش حذف زیستی هیدروژن سولفید به وسیله باکتری تیوباسیلوس تیوپاروس در راکتور ایرلیفت بیوفیلمی سوسپانسیونی انجام شد. از سدیم سولفید حل شده در خوراک مایع به عنوان سوبسترا استفاده شد. راه اندازی راکتور در دمای ثابت 30oC و در pH حدود 7 با ذره های حامل بازالت انجام گرفت. در محیط کشت معدنی بیشترین نرخ اکسیداسیون سولفید به حدود 6.7molS-2/m3.h در زمان ماند 3.3h رسید. به خاطر این که در نرخ بارهای بالا، سولفید در داخل راکتور تجمع می یافت، شرایط حالت یکنواخت در نرخ بارهای بالای سولفید ایجاد نشد. بهترین دمای انجام در نرخ بار سولفید 4.8molS-2/m3.h در شرایط 100% تبدیل به دست آمد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

غلظت بالای نمک به علت اثرات نامطلوب آن بر روی فعالیت های حیاتی و ساختمان سلولی میکروارگانیزمها به طور قابل توجهی بازدهی تصفیه را در فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه فاضلابهای شور کاهش می دهد.فاضلاب مصنوعی ترکیب شده از ملاس رقیق، اوره، نمکهای بافر فسفات و انواع غلظتهای نمک (%0.7-2.5) NaCl، در یک راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) تصفیه شد. جهت راه اندازی لجن برگشتی محیط لجن فعال یک تصفیه خانه شهری به راکتورهای MBBR که 50% حجم آن با آکنه هایی به شکل استوانه های کوچک شیاردار و از جنس پلی اتیلن پر شده بود، تلقیح گردید. اثرات متغیرهای مهمی چون بار آلی (Ls)، بار هیدرولیکی (Q/A)، و غلظت نمک در عملکرد سیستم MBBR بررسی شدند. یک مدل ریاضی عملکرد سیستم را در غلظت های مختلف نمک و بارهای آلی متفاوت به طور جداگانه توصیف می کند. ثابت های مدل با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی اندازه گیری شدند. معادلات بدست آمده در شرایط مشابه و در مقادیر امتحان شده از پارامترها می تواند در سیستم های MBBR مورد استفاده باشد.

در این پژوهش قابلیت به کارگیری سنگ پامیس در فرآیند بیوفیلمی با بستر ثابت برای تصفیه فاضلاب سینتیک نسبتا غلیظ کارخانه قند مورد بررسی گرفته است. سنگ پامیس نوعی بازالت است که در مناطقی از کشورمان به طور فراوان یافت شده و دارای قیمت بسیار مناسب در مقایسه با سایر آکنه های تجاری موجود در بازار می باشد. آزمایشها بر روی راکتور جریان رو به بالا با بستر ثابت سنگ پامیس و با حجم موثر 14.2 لیتر سیال انجام گرفت. پس از طی دوره راه اندازی، با راهبری راکتور به مدت 222 روز در زمانهای ماند هیدرولیکی 12، 16 و 24 ساعت و COD محلول ورودی 2250، 1500 و 750 میلی گرم در لیتر، راندمان حذف سوبسترات 89 تا 97 درصد در طی 9 حالت مختلف بارگذاری حاصل گردید. نتایج حاصل نشان می دهند که در بارگذاری های ارگانیک بین 750 تا 4500 mg.COD/m3.day با شرایط فوق الذکر، راندمان سیستم با استفاده از آکنه های پامیس راضی کننده و قابل توجه است. همچنین در ادامه، مدل های سینتیکی مرتبه اول گراو و استوور - کن کانن در چارچوب داده های تجربی به دست آمده مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل های گراو و استوور - کن کانن ضرایب همبستگی خوبی را ارایه می دهند. همچنین بر اساس این مدل های سینتیکی و پارامترهای حاصل شده از این پژوهش، روابطی برای طراحی بیوفیلترهای مشابه ارایه شده است.

زمینه و هدف: در این تحقیق از سیستم نوین هوازی راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) جهت تصفیه فاضلاب حاوی آنیلین استفاده شده است. آنیلین به عنوان یک ترکیب سخت تجزیه پذیر در پساب بسیاری از صنایع وجود دارد. هدف از این تحقیق بررسی کارایی راکتور MBBR برای تصفیه ترکیب سخت تجزیه پذیر آنیلین تحت شرایط مختلف و تعیین سینتیک فرایند می باشد.روش بررسی: در راکتور MBBR جهت بستر رشد میکروارگانیسم  ها و تشکیل بیوفیلم از سنگدانه  های سبک لیکا استفاده شد. برای بررسی قابلیت سیستم در تصفیه فاضلاب سنتزی حاوی آنیلین از 50 درصد حجم راکتور به عنوان بستر بیوفیلم استفاده و میزان تصفیه پذیری این ترکیب در زمان ماندهای 8، 24، 48 و 72 ساعت و COD های مختلف تعیین گردید. جهت بررسی میزان قابلیت تجزیه بیولوژیکی و جذب ترکیبات توسط توده های بیولوژیکی، میزان غلظت مواد خروجی با استفاده از طیف جذبی آلاینده و نیز آزمایش ناپیوسته لجن تطبیق نیافته فاضلاب شهری در تماس با حجم معینی از آلاینده، تعیین شد.یافته ها: در حالت بارگذاری ناپیوسته بالاترین راندمان حذف %91 در بار آلی ورودی با COD=2000mg/L پس از 72 ساعت به دست آمد که نشان از قابلیت سیستم برای حذف این ترکیب سخت تجزیه پذیر بود. طیف آزمایش NMR بر روی نمونه های ورودی و خروجی از راکتور نشان از شکسته شدن حلقه بنزنی داشت. نتایج سینتیک واکنش های بیولوژیکی نیز نشان از تبعیت راکتور از مدل مرتبه دوم Grau و مدل اصلاح شدهStover-Kincannon  داشت.نتیجه گیری: راکتور MBBR به عنوان یک فرایند تصفیه پیشرفته، قابلیت مناسبی در حذف بیولوژیکی ترکیب سخت تجزیه پذیر آنیلین نسبت به سایر روش های ذکر شده در تحقیقات دارد.

راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) در مورد تصفیه سورفکتانت ها کمتر مورد توجه بوده است. با توجه به مزیت ها و کارایی مناسب این سیستم در تصفیه فاضلاب های صنعتی، در این تحقیق از سه راکتور 5 لیتری جهت بررسی و مطالعه راندمان حذف سدیم دودسیل بنزن سولفانات (SDBS)، سدیم دودسیل سولفات (SDS) و ستیل تری متیل آمونیوم برماید (CTAB) در زمان های ماند متفاوت استفاده شد. طبق نتایج، بهترین راندمان در شرایط باردهی ناپیوسته با میزان پرشدگی 50 درصد حجمی راکتور از آکنه (سنگدانه های لیکا) به میزان 90، 95 و 93 درصد به ترتیب برای SDBS (در (COD=900mg/I، SDS (در (COD=1200 mg/I و CTAB (در (COD=1200 mg/I، به دست آمد. نتایج آزمایش NMR نیز توانایی تجزیه بیولوژیکی راکتور را تایید کرد. در بررسی نقش پرشدگی راکتورها، با کاهش میزان آکنه ها به 30 درصد، راندمان حذف برای SDBS و CTAB، 2 درصد بهبود داشت ولی در مورد SDS تفاوتی در راندمان حذف مشاهده نشد. در بررسی تاثیر افزایش دما بر راندمان حذف راکتورها، نتایج حاکی از آن بود که افزایش دما تاثیر معنی داری بر راندمان حذف ندارد. در پایان این تحقیق، مدل سازی بیولوژیکی راکتورها توسط سه مدل استورکینکانون، خطی و گراو، انجام گرفت که بیانگر تبعیت هر سه راکتور از دو مدل استور- کینکانون و گراو بود.

به منظور حذف تک مرحله ای سولفید هیدروژن از گازهای اسیدی توسط محلول کاتالیست کیلات آهن، از یک راکتور ایرلیفت استفاده شده است. در این راکتور معادلات سرعت واکنش های جذب و بازیابی تعیین شده اند. یک بسته نرم افزاری نیز برای طراحی و شبیه سازی فرایند ارائه شده است. چگونگی تغییرات غلظت واکنش گرها و محصولات با زمان، زمان رسیدن به حالت پایدار، توزیع غلظت های دو فاز در حالت پایدار، و حجم راکتور لازم در دو بخش جذب و بازیابی، پارامترهای ضروری محاسبه شده در این بررسی می باشند. مقایسه نتایج حاصل از این نرم افزار با داده های تجربی حاصل از آزمایشات بیانگر صحت عمل و دقت بسیار خوب نرم افزار می باشد.

زمینه و هدف: فرمالدیید یکی از مواد شیمیایی آلی است که کاربرد بسیار گسترده ای به عنوان ماده خام در بسیاری از صنایع دارد. پساب های خروجی صنایعی که حاوی غلظت های بالایی فرمالدیید می باشند، به دلیل خطرات احتمالی سرطان زایی و جهش زایی آن باید تصفیه شوند. هدف از این مطالعه تعیین کارآیی راکتور متوالی ناپیوسته بی هوازی بیوفیلمی Anaerobic sequence batch biofilm reactor(ASBBR) در تجزیه زیستی فرمالدیید می باشد. روش کار: یک راکتور متوالی ناپیوسته بی هوازی بیوفیلمی در مقیاس آزمایشگاهی به حجم کل 6 لیتر در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. کارآیی راکتور طی 9 مرحله از بار آلی ورودی معادل 54/0 الی7.09 kgCOD/m3. d بررسی شد. نتایج: بهترین بازده حذف در بار آلی ورودی معادل 5.04 kg COD/m3. d به میزان 94 درصد برای  CODو 99 درصد برای فرمالدیید و کمترین بازده در بار آلی7.09 kg COD/m3. d  به مقدار 48 درصد برای  CODو 1/63 درصد برای فرمالدیید به دست آمد. نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان می دهد که راکتور متوالی ناپیوسته بی هوازی بیوفیلمی می تواند به عنوان یک فناوری اجرایی، کارامد و قابل اعتماد برای تصفیه فاضلاب های صنعتی آلوده به فرمالدیید به کار گرفته شود.

کمبود آب یکی از مهم ترین چالش های پیش روی بشر در اکثر نقاط جهان است. با افزایش جمعیت جهان و گسترش سطح رفاه و بهداشت، به تبع میزان تقاضا برای آب افزایش می یابد. افزایش تقاضا برای این منبع محدود و ارزشمند باعث ایجاد استراتژی های جدید برای مدیریت آب شیرین می شود. از جمله این موارد، ابداع تکنیک های نوآورانه برای تصفیه فاضلاب است. یکی از روش های نوین تصفیه فاضلاب و همچنین ارتقا تصفیه خانه های موجود، استفاده از پکینگ مدیا در حوض هوادهی است، ازاین رو ایده استفاده از راکتورهای بیوفیلمی بستر متحرک به میان می آید. این پژوهش به بررسی عملکرد راکتور بیوفیلمی بستر متحرک در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی و تعیین مدل سینتیکی مناسب برای آن پرداخته است. این پژوهش از نوع پایلوت آزمایشگاهی است و به این منظور از یک راکتور به حجم 15 لیتر استفاده شد، آزمایش ها با دو COD ورودی 500 و 1500 میلی گرم بر لیتر و سه درصد پرشدگی 30، 50 و 70 در سه زمان ماند 4، 8 و 12 ساعت انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده، زمان ماند 4 ساعت و سطح پرشدگی 50 درصد برای فاضلاب شهری و سطح پرشدگی 70 درصد برای فاضلاب صنعتی به عنوان موارد بهینه انتخاب شدند. همچنین بررسی مدل های سینتیکی موجود نشان داد که مدل مرتبه دوم گراو برای توضیح ضرایب سینتیکی حذف مواد آلی در راکتور مورد آزمایش مناسب ترین مدل است. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که خروجی راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک با زمان ماند و سطح پرشدگی های ذکر شده، مناسب تصفیه فاضلاب شهری و پساب های صنعتی و استفاده مجدد از آنها در بخش کشاورزی و آبیاری فضای سبز است.

زمینه و هدف: در این تحقیق اثر شرایط عملیاتی و پارامترهای طراحی مانند شدت هوادهی، نسبت سطح ناودان به بالارونده و خصوصیات مایع بر هیدرودینامیک و ضریب حجمی انتقال جرم در راکتور های ایرلیفت سه فازی بررسی شده است. روش بررسی: . آزمایش ها در راکتور ایرلیفت دارای حلقه خارجی با نسبت سطح ناودان به بالارونده 14/0 و راکتور های ایرلیفت داخلی با نسبت سطح ناودان به بالارونده36/0 و 1 انجام شده است. هوا و آب به ترتیب به عنوان فاز گاز ومایع و و لجن فعال به عنوان فاز جامد استفاده شده اند. یافته ها: نتایج نشان داد سرعت چرخش مایع، نگهداشت گاز و ضریب حجمی انتقال جرم با افزایش سرعت حجمی گاز، کاهش غلظت لجن و کاهش نسبت سطح ناودان به بالا رونده، افزایش یافته است. بیش ترین مقدار نگهداشت گازبرابر با 178/0 در راکتور ایرلیفت دارای حلقه خارجی با غلظت 1% وزنی لجن فعال در سرعت حجمی گاز 24/0 متر بر ثانیه مشاهده شد. مدلی برای پیش بینی اثر غلظت لجن فعال، سرعت حجمی گاز و نسب سطح ناودان به بالارونده بر انتقال جرم راکتور های ایرلیفت لجن فعال ارائه شده است که با نتایج تجربی تطابق خوبی دارند. بحث و نتیجه گیری: به طورکلی بررسی عملکرد راکتورهای ایرلیفت داخلی و راکتورهای ایرلیفت دارای حلقه خارجی در شرایط مختلف غلظت و سرعت حجمی نشان داد راکتور ایرلیفت دارای حلقه خارجی دارای عملکردی بهتر در مقایسه با راکتور ایرلیفت داخلی است.