مقايسه بهبود فرايند تثبيت و آبگيري لجن هاضم‌هاي هوازي و بيهوازي توسط امواج اولتراسونيك

The Compare Improvement of Ultrasonic Treatment to Dewatering and Digestion in Aerobic and Anaerobic Stabilization

MicrosoftInternetExplorer4 زمينه و هدف: در تصفيه بيولوژيكی فاضلاب مقدار بسيار زيادی لجن توليد می‌شود كه بسيار فسادپذير است. بنابراين جهت دفع و استفاده ايمن بايد تثبيت شود. با توجه به زمان ماند زياد و مشكلات آبگيری لجن در هاضم‌ها  نياز به كاربرد روش‌هايی جهت كاهش زمان و رفع محدوديت‌ها و در نتيجه كم كردن هزينه‌های بهره‌برداری و نگه‌داری است. امواج اولتراسونيك به دليل افزايش دادن فعاليت آنزيم‌ها می‌تواند زمان مرحله هيدروليز كه عامل محدودكننده در هاضم‌هاست، را كم كند در نتيجه باعث كاهش زمان ماند شود. در نتيجه اين تحقيق با هدف بهبود فرايند هضم و آبگيری توسط امواج اولتراسونيك در لجن هاضم‌های بی هوازی و هضم سريع‌تر لجن و كم كردن هزينه‌ها طراحی گرديده است.روش بررسی: اين بررسی يك مطالعه توصيفی تحليلی و روش آن به صورت مقطعی بوده كه  نمونه‌های هاضم هوازی، از ورودی هاضم تصفيه خانه شهرك غرب تهران و نمونه‌های هاضم بی‌هوازی، از لجن ورودی هاضم بی‌هوازی تصفيه‌خانه جنوب تهران طی چهار ماه از تير لغايت مهر 1389جهت انجام مطالعه به صورت نمونه منفرد و تصادفی برداشت شد. تعداد نمونه‌ها 20 نمونه از هر نوع هاضم بوده و هر هفته دو نمونه از هر هاضم گرفته شد. نمونه‌های لجن  به آزمايشگاه شيمی دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكی تهران منتقل شده و مورد بررسی قرار گرفتند. از دو فركانس 35 و 131 كيلوهرتز امواج اولتراسونيك استفاده شد. هركدام از نمونه‌های لجن با چهار مدت زمان مختلف شامل 15، 30، 60 و 90 دقيقه در معرض هر كدام از امواج اولتراسونيك قرار گرفتند. آزمايش‌های كل جامدات، جامدات فرار، pH، دما، CODكل ، COD محلول و جامدات قابل ته‌نشينی انجام شد. راكتور مورد استفاده به صورت ناپيوسته دارای حجم 300 ميلی‌ليتر بود.يافته ها: نتايج اين بررسی نشان داد كه كاربرد امواج اولتراسونيك باعث افزايش ميزان اكسي‍ژن مورد نياز شيميايی كل و محلول و دما شده و  باعث كاهش جامدات فرار، pH و جامدات قابل ته‌نشينی می شود. كاربرد امواج اولتراسونيك در فركانس 131 كيلوهرتز جهت كاهش جامدات فرار و افزايش قابليت آبگيري لجن موثرتر از فركانس 35 كيلوهرتز است و بيشترين كارايی را در مدت زمان 30 دقيقه و فركانس 131 كيلوهرتز داشته است. همچنين كاهش جامدات فرار و آبگيری در نمونه‌هاي هاضم بی‌هوازی بيشتر از هاضم هوازی بوده است.نتيجه گيری: نتايج حاصل از اين بررسی نشان داد كه كاربرد امواج اولتراسونيك با كاهش ميزان جامدات فرار به هضم لجن كمك می‌كند و همچنين با كاهش زمان جامدات قابل ته‌نشينی، در  افزايش قابليت آبگيری موثر است. بنابراين به عنوان يك گزينه در كمك كردن به تصفيه لجن می تواند مورد توجه قرار گيرد. /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}

A MicrosoftInternetExplorer4 Backgrounds and Objectives: Large quantities of sludge are produced in biological wastewater treatment. Because this sludge is highly rotten, it should be stabilized before its disposal. Aerobic and anaerobic digestion is widely considered as stabilization techniques. Because of high retention time and sludge dewatering difficulties, reduction in retention time, operation and maintenance should be given into consideration. Ultrasonic process increases the enzymatic activity, so decreases the hydrolysis time, a limiting factor in digestion process, and contributes to the decrease of the detention time. The objective of this investigation is to determine the effect of ultrasound in improving dewatering and stabilization of aerobic and anaerobic digested sludge. In addition, the impact of ultrasonic treatment on improvement of sludge dewatering and aerobic and anaerobic digestion is compared.Materials and Methods: In this survey, samples of aerobic and anaerobic digestion were collected from local full-scale Garb Town and Tehran South wastewater treatment plant, respectively. The grab samples were collected for 4 month from July to October 2010. Total numbers of 20 samples were collected biweekly for each type of digestion. Each sample was sonicated for 15, 30, 60, and 90 min under 35 and 131 kHz frequencies separately. Total solids, volatile solids , pH, temperature , total COD, dissolved COD and settle able solids were measured. Ultrasound bath of the solution in a 300 mL glass reactor was performed as a bath reactor with power of 500 W.Result: The results showed that the application of ultrasonic wave increased dissolved COD and temperature and decreased volatile solid, pH and settle able solids. Application of ultrasonic wave with frequency of 131 kHz decreased the VS and increased the dewatering of sludge more effective than the 35 kHz frequency and the highest performance was at 15 min of time and 131 kHz of frequency. Also sonication method showed better efficiency for anaerobic sludge samples compared to the aerobic sludge samples.                 Conclusion: The results obtained showed that digestion and dewatering properties of sludge improved by ultrasonic application. Therefore it can be used as an alternative method for the sludge treatment. !mso]>