پایان نامه تصفیه بیهوازی- هوازی فاضلابها با COD بالا با روش RBC-MBBR با هدف بازیافت گاز متان وحذف بالای مواد آلی
رشته : ارشد عمران – آب و فاضلاب
فرمت : word
چکیده :
دراین پژوهش هدف، ابداع روشی جهت تصفیه فاضلابها با COD بالا است ، که سه ویژگی مهم را داشته باشد: ۱- دستیابی به درصد بالای حذف مواد آلاینده، ۲- بازیافت گاز متان ۳- هزینه عملیاتی و راه¬اندازی اندک. به همین منظور از یک راکتور دیسک دوار بیولوژیکی به عنوان واحد بی¬هوازی(AnRBC) و از یک راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک(MBBR) به عنوان واحد هوازی استفاده شده است. این دو واحد بهم به صورت سری متصل شده اند و یک سیستم یکپارچه بیهوازی-¬ هوازی تشکیل داده¬اند. قابل ذکر است که مخزنی جهت جمع¬آوری بیوگاز تولید شده در بیوراکتور بی¬هوازی تعبیه شده است. آزمایشات بر روی فاضلاب سنتز شده انجام گرفته و تاثیر پارامترها بر روی درصد حذف و بازیافت بیوگاز بررسی شده است و میزان کارائی این روش سنجیده شده است. پی¬آمد به دست آمده از این پژوهش نشان می¬دهد که، غلظت COD خوراک ورودی از mg/l 2250 تا ۲۲۵۰۰ متغیر بوده است و به درصد حذف بین ۸۹-۵۴% رسیده¬ایم .در طول آزمایشات زمان ماندها در بیوراکتور بی¬هوازی بین ۵/۴ -۳ روز و در بیوراکتور هوازی بین ۳-۱ روز متغیر بوده است. بالاترین درصد حذف ,COD 89.43% در زمان ماند کل ۵ روز ، سرعت چرخش دیسکها rpm 15 و غلظت COD ورودی mg/l 7000بوده است، که ۴۲.۸۶% آن دربیوراکتور بی¬هوازی و بقیه در بیوراکتور هوازی بوده است. بیشترین نرخ تولید بیوگاز به میزان ml/d 6/19با COD ورودی mg/l 7000 سرعت چرخش دیسکها rpm 5/6 و مدت زمان ماند ۳بوده است. مشاهده گردید با افزایش COD ورودی ، درصد حذف افزایش یافته است، که این بهبود درصد حذف تا COD ، mg/l20000 بوده و مقادیر بالاتر از این برای سیستم شوک محسوب شود و راندمان حذف پایین آمده است. با افزایش زمان ماند، درصد حذف COD افزایش یافته است. نرخ تولید کلی بیوگاز (بر حسب لیتر بیوگاز تولید شده بر روز) زمانی افزایش یافته که زمان ماند کاهش داده شده و یا COD ورودی زیاد شده است. بیشترین میزان گاز تولیدی در زمان ماند سه روز به دست آمده است. تا سرعت rpm 5/6 با افزایش سرعت چرخش دیسکها تولید بیوگاز افزیش داشته است و بعد از آن با افزایش سرعت چرخش دیسکها کاهش تولید گاز را داشته ایم. علاوه بر این ، بررسی مدل¬های سنتیکی موجود نشان داد که مدل Stover–Kincannon برای توضیح ضرایب سینتیکی حذف مواد آلی در کل راکتورAnRBC-MBBR با عملکرد بی¬هوازی- هوازی برای فاضلاب سنتزی مدلی کاربردی¬تر و قابل اعتماد می¬باشد.
کلمات کلیدی: راکتور بی هوازی RBC، راکتور هوازی MBBR، بیوگاز، تصفیه بی هوازی- هوازی
فهرست :
۱ کلیات
۱-۱ ضرورت تحقیق ۲
۱-۲ هدف تحقیق ۴
۱-۳ روش تحقیق ۵
۱-۴ ساختار پایان نامه ۷
۲ توضیح مفاهیم پایه
۲-۱ کلیات تصفیه بیولوژیکی ۹
۲-۱-۱ تصفیهی بیولوژیکی ۹
۲-۱-۲ اهداف تصفیهی بیولوژیکی ۹
۲-۱-۳ انواع فرایندهای متعارف تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ۱۰
۲-۱-۴ تقسیمبندی تصفیهی بیولوژیکی از نقطه نظر بستر رشد میکروارگانیسمها ۱۰
۲-۱-۵ مزایا و معایب فرآیند های رشد چسبیده ۱۴
۲-۱-۶ آشنایی با سوخت و ساز میکروبی (متابولیسم میکروارگانیسمها و تقسیمبندی آنها) ۱۵
۲-۱-۷ انواع سوخت و ساز میکروبی ۱۷
۲-۲ فرآیند هضم بی هوازی ۱۹
۲-۲-۱ محصولات ۲۰
۲-۲-۲ چگونگی تولید بیوگاز ۲۶
۲-۲-۳ روند مرحله به مرحلهی هضم بیهوازی ۲۷
۲-۲-۴ میکروارگانیسمهای موثر در تصفیهی بی هوازی ۲۹
۲-۲-۵ مزایا و معایب هاضمهای بی هوازی ۳۰
۲-۲-۶ انواع هاضمهای بیهوازی ۳۰
۲-۲-۷ عوامل کنترل کنندهی هضم بیهوازی ۳۱
۲-۲-۸ محاسبه ی مقدار گاز تولیدی ۴۷
۳ فصل سوم
۳-۱ دیسک دوار بیولوژیکی RBC)) ۵۰
۳-۱-۱ مقدمه ۵۰
۳-۱-۲ مشخصات فرآیندی دیسک دوار بیولوژیکی ۵۳
۳-۱-۳ شیوه طراحی تجربی سیستم ۵۴
۳-۱-۴ ملاحظات طراحی فرآیند ۵۵
۳-۱-۵ مرحله بندی واحد های RBC ۵۶
۳-۱-۶ معایب سیستم RBC ۵۸
۳-۱-۷ مروری بر تاریخچه پیشینه استفاده از سیستمهای بی هوازی دیسک دوار بیولوژیکی ( AnRBC) ۵۹
۳-۲ راکتورهای بیوفیلمی با بستر متحرک ( MBBR) ۶۴
۳-۲-۱ فاکتورهای موثر در فرآیند MBBR ۶۴
۳-۲-۲ حذف مواد آلی ۶۶
۳-۲-۳ ویژگیهای کاربردی مهم ۶۶
۳-۲-۴ فشردگی راکتورها ۶۸
۳-۲-۵ سرعت راه اندازی سیستم ۶۸
۳-۲-۶ تحمل در برابر تغییرات دما ۶۹
۳-۲-۷ تحمل در برابر تغییرات میزان بارگذاری( پایداری و خود کنترل کنندگی) ۷۰
۳-۲-۸ رژیم هیدرولیکی کاملا” مخلوط ۷۱
۳-۲-۹ توان تصفیه فاضلابها با غلظت مواد آلی کم ۷۱
۳-۲-۱۰ انعطاف پذیری در طراحی فرایند ۷۲
۳-۲-۱۱ انعطاف پذیری در طراحی راکتور ۷۳
۳-۲-۱۲ معایب سیستم MBBR ۷۳
۳-۲-۱۳ نحوه عملکرد سیستم در حالت هوازی و بی هوازی ۷۳
۳-۲-۱۴ سیتم MBBR هوازی ۷۴
۳-۲-۱۵ مروری بر پیشینه استفاده از راکتور بیولوژیکی با بستر متحرک (MBBR) ۷۴
۳-۳ فرآیند بیهوازی- هوازی ۷۹
۳-۳-۱ مزایای فرآیندهای بیهوازی-هوازی ۸۰
۳-۳-۲ دسته بندی سیستمهای بیهوازی-هوازی ۸۱
۳-۳-۳ بیوراکتور یکپارچه بر اساس مجموع کشت میکروبی هوازی-بیهوازی ۸۲
۳-۳-۴ کنترل فرآیند و بهینه سازی حذف COD در سیستمهای بیهوازی-هوازی با استفاده از بیوراکتورهای نرخ بالا ۸۳
۳-۳-۵ مروری بر پیشینه استفاده از سیستمهای بی هوازی-هوازی ۸۴
۳-۴ پیشینه استفاده از یک سیستم هوازی بعد از AnRBC ۸۹
۳-۵ سینتیک واکنش های بیولوژیکی ۹۰
۳-۵-۱ مدل Monod ۹۱
۳-۵-۲ مدل اصلاح شده‌ی Stover–Kincannon ۹۱
۳-۵-۳ مدل Grau ۹۲
۳-۵-۴ مدل درجه اول حذف سوبسترا ۹۳
۴ مواد و روش تحقیق
۴-۱ ساختار پایلوت ۹۵
۴-۱-۱ راکتور AnRBC ۹۸
۴-۱-۲ واحد ته نشی اولیه ۱۰۵
۴-۱-۳ راکتور MBBR ۱۰۷
۴-۱-۴ واحد ته نشینی ثانویه ۱۱۱
۴-۲ نحوهی تهیهی خوراک ۱۱۲
۴-۳ محل استقرار پایلوت و روش آزمایشهای انجام شده ۱۱۳
۴-۳-۱ درصد غوطه وری دیسکها ۱۱۴
۴-۳-۲ درصد پرشوندگی راکتور MBBR با آکنه ۱۱۵
۴-۴ آزمایشهای انجام شده ۱۱۵
۴-۴-۱ COD و روش تعیین آن ۱۱۶
۴-۴-۲ اندازه گیری مواد جامد معلق ۱۱۸
۴-۴-۳ اندازه گیری مواد جامد معلق فرار ۱۱۸
۴-۴-۴ اندازه گیری اسیدیته، دما، کدورت ۱۱۹
۴-۴-۵ کنترل کیفیت و اطمینان از نتایج آزمایشات ۱۲۰
۵ بحث و بررسی نتایج
۵-۱ روند تغییرات COD ۱۲۲
۵-۱-۱ روند تغییرات PH ۱۲۷
۵-۲ حذف مواد آلی ۱۳۰
۵-۲-۱ تاثیر تغییرات COD برروی درصد حذف AnRBC ۱۳۰
۵-۲-۱ تاثیر تغییرات COD برروی درصد حذف MBBR ۱۳۱
۵-۲-۲ بررسی تاثیر تغییرات زمان ماند بر روی درصدحذف AnRBC ۱۳۱
۵-۲-۳ بررسی تاثیر تغییرات زمان ماند بر روی درصدحذف MBBR ۱۳۲
۵-۳ بازیافت گاز متان ۱۳۴
۵-۳-۱ بررسی تاثیر تغییرات غلظت COD ورودی بر روی تولید گاز متان ۱۳۴
۵-۳-۲ بررسی تاثیر تغییرات سرعت چرخش بر روی تولید گاز متان ۱۳۴
۵-۳-۳ بررسی تاثیر تغییرات زمان ماند بر روی تولید گاز متان ۱۳۶
۵-۴ تعیین ضرایب سینتیکی برای بیوراکتور دیسک دوار بیولوژیکی (RBC) ۱۳۷
۵-۴-۱ مدل Monod ۱۳۷
۵-۴-۲ مدل Stover–Kincannon ۱۳۸
۵-۴-۳ مدل Grau ۱۳۸
۵-۴-۴ مدل درجه اول حذف سوبسترا ۱۳۹
۵-۵ تعیین ضرایب سینتیکی برای راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک ( MBBR) ۱۴۰
۵-۵-۱ مدل Monod ۱۴۰
۵-۵-۲ مدل Stover–Kincannon ۱۴۱
۵-۵-۳ مدل Grau ۱۴۱
۵-۵-۴ مدل درجه اول حذف سوبسترا ۱۴۲
۵-۶ تعیین ضرایب سینتیکی برای کل سیستم ۱۴۳
۵-۶-۱ مدل Monod ۱۴۳
۵-۶-۲ مدل Stover–Kincannon ۱۴۴
۵-۶-۳ مدل Grau ۱۴۴
۵-۶-۴ مدل درجه اول حذف سوبسترا ۱۴۵
۶ نتیجه گیری و پیشنهادات
۶-۱ نتایج ۱۴۹
۶-۲ پیشنهادات ۱۵۵
۷ منابع
این پروژه به عنوان کمک آموزشی و در راستای تکمیل مطالعات شما ، در وبسایت قرار گرفته است .
لطفا از این پروژه به عنوان پایان نامه و یا پروژه تخصصی استفاده ننمایید .
- فاقد لینک دانلود و فروش. این پروژه فقط جهت معرفی در سایت قرار گرفته است. [purchase_link id=”6488″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”green”]
پیشنهاد:
پروژه مدلسازی فیلترهای خاکی بیولوژیکی در مقیاس…
مقاله بررسی حذف COD ، BOD و DOC در شبکههای جمعآوری فاضلاب
امکان سنجی تصفیه فاضلاب در شبکههای جمعآوری
رساله معماری طراحی شهری با هدف تقویت زندگی شبانه- بهینه سازی عملکرد بیوفیلتر جذب کننده سولفید هیدروژن…
- استخراج تغییرات ناحیه حاشیه شهری با استفاده از طبقه…