تأثیر زمان ماند و دما بر کارایی سیستم برکه ی تثبیت در تصفیه فاضلاب نفت

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

عبداله درگاهی ¹ ( مربی و عضو هیئت علمی گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده علوم پزشکی خلخال، دانشگاه علوم پزشکی اردبیل، ایران*(نویسنده مسئول) )
مقداد پیرصاحب ² ( دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه )
محمدتقی سوادپور ³ ( مربی و عضو هیئت علمی گروه پرستاری، دانشکده علوم پزشکی خلخال، دانشگاه علوم پزشکی اردبیل، ایران )
مرتضی عالیقدری ⁴ ( استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اردبیل، ایران )
مهرداد فرخی ⁵ ( دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران )

تاریخ دریافت : 1392/04/06 تاریخ پذیرش : 1393/01/19 تاریخ انتشار : 1393/05/01

کلید واژه: برکه تثبیت, زمان ماند, دما, حذف زیستی ترکیبات آلی, فاضلاب نفت,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: بهترین و کم هزینه ترین روش تصفیه پساب های آلوده، استفاده از روش های تصفیه بیولوژیکی است. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر زمان ماند و دما بر کارایی سیستم برکه های تثبیت در حذف ترکیبات آلی، ازت آمونیاکی و فسفات از فاضلاب پالایشگاه نفت می باشد. روش بررسی: این مطالعه از نوع تجربی است که در آن برکه تثبیت بی هوازی با ابعاد 1×2/0×1 متر و برکه اختیاری در مقیاس آزمایشگاهی با ظرفیت 400 لیتر با استفاده از ورقه فایبرگلاس با ضخامت 6 میلی متر طراحی، ساخته و راه اندازی گردید. زمان ماند هیدرولیکی 2 و 5 روز برای برکه بی هوازی و برای برکه اختیاری 5 و 10 روز در دو دمای سرد و گرم منظور گردید. سپس پارامترهای ازت آمونیاکی و فسفات به ترتیب در طول موج nm 425 و 690 و همچنین اکسیژن مورد نیاز شیمیایی کل، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی محلول، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی کل، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی محلول و pH نمونه ها طبق روش های استاندارد آزمایش های آب و فاضلاب،اندازه گیری شد. یافته ها: نتایج نشان داد که زمان ماند و دما تاثیر چشمگیری بر کارایی برکه های تثبیت فاضلاب دارند. به طوری که کارایی برکه های تثبیت بی هوازی و اختیاری در حذف ترکیبات آلی با افزایش دما و زمان ماند، افزایش پیدا می کند(05/0>p). بیش ترین بازده حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی، ازت آمونیاکی و فسفات به ترتیب 31/93، 66/93، 15/88 و 17/73٪ (در زمان ماند 5 روز بی هوازی و 10 روز اختیاری و دمای گرم) و کم ترین بازده حذف این پارامترها توسط این سیستم به ترتیب 47/41، 55/40، 26/34 و 46/22 ٪ (در زمان ماند 2 روز بی هوازی و 5 روز اختیاری و دمای سرد) به دست آمد. همچنین تنها جلبک موجود در برکه اختیاری، فرمدیوم بوده که در غلظت های بالای سولفور قادر به رشد می باشد. نتیجه گیری: نتیجه این بررسی نشان داد که برکه های تثبیت در مقیاس پایلوت، برای دمای گرم در صورت راهبری مناسب، قابلیت حذف ترکیبات آلی با کارایی بالا را دارا است، لکن برای هوای سرد کارایی آن پایین اما در حد مقبول می باشد.

چکیده انگلیسی:

Biological treatment method is one of the best and most cost-effective methods for the treatment ofcontaminated wastewaters. The purpose of this study was to evaluate the effect of retention time andtemperature on the efficiency of stabilization ponds in removing organic compounds, N-NH3 and PO4from oil refinery wastewater.Materials and Methods:The method used in the present study was of an experimental type, in which an anaerobic stabilizationpond with dimensions of 1 × 0.2× 1 m and a laboratory scale facultative pond with the capacity of 400L were designed, set up and operated, using fiberglass sheet with a thickness of 6 mm. In this study,the hydraulic retention time of 2 and 5 days for anaerobic pond and 5 and 10 days for facultative pondwere set in both hot and cold temperatures. Then, N-NH3 and PO4 parameters were measured at thewavelengths of 425 and 690 nm respectively. Also, TCOD, SCOD, TBOD, SBOD and pH of sampleswere measured according to the standard methods for water and wastewater tests.Results and Discussion:These results indicated that the retention time and temperature had a significant effect on theefficiency of stabilization ponds, so that the efficiency of anaerobic and facultative stabilization pondsin the removal of organic compounds was significantly increased with the increase of retention timeand temperature (p<0.05). The maximum removal efficiency for COD, BOD, N-NH3 and PO4 wasobtained to be 93.31, 93.66, 88.15 and 73.17 % respectively (at the retention time of 5 days ofanaerobic and 10 days of facultative and hot temperature), and the minimum removal efficiency for1-Department of Environmental Health Engineering, School of Khalkhal Medical, Ardabil University ofMedical Sciences, Ardabil, Iran2-Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Kermanshah University ofMedical Sciences, Kermanshah, Iran3- Department of Nursing, School of Khalkhal Medical, Ardabil University of Medical Sciences, Ardabil, Iran4-Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Ardabil University of MedicalSciences, Ardabil, Iran5- Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Alborz University of MedicalSciences, Karaj, IranJ.Env.Sci,TechJ.Env. Sci. Tech., Vol 16, No.2, Summer 2014153the same parameters was obtained to be 41.47, 40.55, 34.26 and 22.46% respectively (at the retentiontime of 2 days of anaerobic and 5 days of facultative and hot temperature). Also, the single algaavailable in the facultative pond was formidiom and it was able to grow in high concentrations ofsulfur.The results of this study showed that the pilot-scale stabilization ponds in hot temperature, if operatedproprly, have the ability to remove organic compounds with a high efficiency. However, in coldweather, its efficiency is low but in acceptable level.

منابع و مأخذ:

1. عباسپور، مجید، "مهندسی محیط زیست"، انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران، چاپ اول، 1377، 124-122.
   
   
   1. Tchobanoglous, George., Burton, Franklin., Stensel, David, “Wastewater Engineering: Treatment and Reuse”, McGraw-Hill, Inc, 5th Edition, 2000, 360-389.
   
   
   2. Kiely, Gil, (1998), “Environmental Engineering”, Irwing, McGraw- Hill. 156-170.
   
   


2. ندافی، کاظم؛ نبی زاده، رامین، " برکه های تثبیت: اصول طراحی و اجراء"، چاپ اول، انتشارات موسسه علمی فرهنگی نصر تهران، 1375، 55-26.
   
   
   1. EPA, “Wastewater treatement facilities for sewered small communites”. EPA;; 625/1 . 1997, 77-99.
   
   


3. مارا، دانکن،گفتگو با پروفسور دانکن مارا. مجله آب و فاضلاب اصفهان، 1372، 3(2): 38-34.


4. پور عشق، محمد، " بررسی کارایی برکه های تثبیت فاضلاب در استان اصفهان"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1378، 63-48.


5. میران زاده، محمدباقر، " برکه های تثبیت فاضلاب(تئوری و طراحی"، چاپ اول، انتشارات مرسل اصفهان، 1383، 70-50.


6. مذهب، سید علیرضا؛ فلاح زاده، محمود؛ قانعیان، محمدتقی؛ رحمانی شمسی، جعفر، " تأثیر تغییرات بار آلی، pH، EC فاضلاب ورودی و شرایط آب و هوایی بر کارایی برکه های تثبیت فاضلاب شهر یزد"، 1388، 70(20): 61-55.
   
   
   1. Metcalf & Eddy, “wastewater Engineering Treatment , Disposal Reuse”, 3th Edition, Mcgraw – Hill International Edition Engineering series, 1991, 326-331.
   
   
   2. Silva, Spoika.,  Mara, Danken,  “ Treatmentos biologicos de Aguas residuarias :lagoas de estabili zacao (Biological wastewater treatment : stabilization pond ) , ABES” , Rio de Janeiro , BraziL, 1970, 45-61.
   
   
   3. Benefield, Larry., Randal, Clifford, “Biological Process design for wastewater treatment”, Englewood cliffs: Prentie- Hall, 1980, 251-260.
   
   
   4. Beran, Bora., Kargi, Fikret, “A dynamic mathematical model for wastewater stabilization Ponds”. Ecological modeling Journal, 2005,181(1);181:39-57.
   
   
   5. APHA. “Standard methods for the examination of water and wastewater”. 22th P ed. USA: American Public Health Association; 2014: 458- 493.
   
   
   6. Almasi, Ali., “Wastewater Treatment Mechanisms in Anoxic Stabilization Ponds”. J Water Sci Tech. 1996, 33(7), 125-132.
   
   


7. شقاقی، شهنام؛ اسدی، رضا، " راهنمای طراحی برکه های تثبیت در ایران". تهران، انتشارات شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور، 1373، 89-61.
   
   
   1. Mahassen, Ghazy, “Performance Evaluation of a Waste Stabilization Pond in a Rural Area in Egypt”. American Journal of Environmental Sciences, 2008, 4 (4): 316-325.
   
   
   2. Moussavi, Gholamreza ., Mahmoudi, Maryam. , Barikbin,  Behnam , “Biological removal of phenol from strong wastewaters using a novel MSBR”. J. Water Research , 2009, 43(5):1295-302.
   
   


8. ندافی، کاظم؛ واعظی، فرغ؛ فرزادکیا، مهدی؛ کیمیایی طلب، علیرضا، " بررسی عملکرد لاگون های هوادهی در تصفیه فاضلاب شهرک صنعتی بوعلی همدان"، مجله آب و فاضلاب اصفهان، 1384، 54(16): 53-47.


9. محمدیاری، نسرین؛ بلادر، علی، " بررسی عملکرد بیوفیلمی بستر متحرک(MBBR) در تصفیه مخلوط فاضلاب های شهری و صنعتی مطالعه موردی: تصفیه خانه فاضلاب پرکندآباد مشهد"، مجله آب و فاضلاب اصفهان، 1387، 65(19): 38-46.
   
   
   1. Moussavi, Gholamreza., Heidarizad Mahdi, “Biodegradation of mixture of phenol and formaldehyde in wastewater using a single-basin MSCR process”. Journal of Biotechnology, 2010, 150(2): 240–245.
   
   
   2. Khan, Faj., Zain, Kims., Qamar, Ustra, “Biodegradation of phenol by aerobic granulation technology”.  J Water Sci Technol, 2009, 59(2): 273-278.
   
   


10. قیصری، علی؛ کاظمی، محمد علی؛ فرازمند، عباس، "تعیین کارایی تصفیه خانه فاضلاب در یک شرکت شیر پاستوریزه"، مجله آب و فاضلاب اصفهان، 1382، 46(12): 65-60.
    
    
    1. Tyagi, Ramis, "A Pilot Study of Biodegradation of Petroleum Refinery Wastewater in a Polyurethane- Attached RBC". J Process Biochemistry, 1993, 28(2): 75-82.