مقایسه عملکرد سیستم‌های بیولوژیکی حذف بو از تاسیسات فاضلاب شهری (مطالعه موردی)

محورهای موضوعی : آلودگی محیط زیست (آب و فاضلاب)

مسعود طاهریون ¹ , مسلم صالحی زیری ²

1 - استادیار مهندسی عمران محیط زیست، گروه آب و محیط‌زیست، دانشکده مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.
2 - کاندیدای دریافت دکتری مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران.

تاریخ دریافت : 1392/10/03 تاریخ پذیرش : 1393/02/22 تاریخ انتشار : 1396/06/01

کلید واژه: بیوفیلتر, صافی چکنده, سولفید هیدروژن, کمپوست, میکروارگانیسم,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: امروزه بیوفیلتراسیون برای حذف گاز سولفید هیدروژن (H2S) که یکی از اصلی ترین عوامل تولید بو در جریان هوای موجود در تاسیسات فاضلاب شهری می باشد، بطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. روش بررسی: در این تحقیق با ساخت بیوفیلتری از جنس بستر کمپوست و تراشه های چوب (به نسبت وزنی 5:1) در مقیاس پایلوت و همچنین صافی چکنده ای با بستر مصنوعی و راه اندازی آن در یک ایستگاه پمپاژ فاضلاب در شهر خرم آباد، سعی شده که عملکرد سیستم بیوفیلتر و صافی چکنده در شرایط واقعی بررسی شود. مدت زمان راهبری پایلوت، 75 روز بوده که در طی این بازه زمانی غلظت ورودی و خروجی گاز H2S اندازه گیری شد. سیستم ها در دمای محیط، راهبری شده و سعی گردید هردو سیستم در شرایط مطلوبی بهره برداری شوند. یافته‌ها: با بررسی و مقایسه تمامی مشخصات عملکردی هردو سیستم (راندمان حذف، ظرفیت حذف، ...)، کارایی فرآیند بیوفیلتر برای حذف بو از تاسیسات فاضلاب شهری با تغییرات غلظت انتشار گاز سولفید هیدروژن در بازه 50-0 قسمت در میلیون در طول شبانه روز، مطلوبتر از سیستم صافی چکنده تعیین گردید. بحث و نتیجه‌گیری: استفاده از سیستم بیوفیلتر برای حذف گاز سولفید هیدروژن از تاسیسات فاضلاب شهری توصیه می شود.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Nowadays, biofiltration has become a widely used technology for the removal of hydrogen sulfide gas (H2S) which is one of the major odor-causing gases present in the air streams of municipal wastewater treatment facilities. Method: In this study, a biofilter pilot plant consisting of composts and woodchip as a bed (with a weight ratio of 5:1 for compost: woodchip) and a biotrickling filter with synthesis bed was made to compare the performance of the systems under real condition. Time duration for the pilot operation was 75 days during which the input and output H2S gas concentrations were measured. The systems were operated at ambient temperature, and it was attempted to operate them under desired conditions. Findings: The results showed that concentration of H2S gas emitted from the pumping station during 24 hours was very variable and was in the range of 0 and 48 ppm. Evaluation of all performance parameters (removal efficiency, elimination rate, etc.) indicated that the performance of biofilter systems for the removal of odor emitted from municipal wastewater facilities, in range of 0-50 ppm of H2S, was more appropriate than that of biotrickling filter systems. Conclusion: Therefore, the use of biofilter for H2S gas removal from the municipal wastewater facilities is recommended.

منابع و مأخذ:

1-      Premkumar, R., Krishnamohan, N., 2013. Biological Elimination of Volatile Hydrogen Sulphide Compounds In Biofilters. International Journal of Chemical Technology Research, Vol. 5, pp. 56-64.

2-      shareefden, Z. M., Ahmed, W., Aidan, A., 2011. Kinetics and Modeling of H₂S Removal in Novel Biofilter. Chemical Engineering and Science, Vol. 1, pp.72-76.

3-      shareefden, Z. M., 2009. Development of a Biofilter Media For Removal of Hydrogen Sulfide. Global NEST Journal, Vol. 11, pp.  218-222.

4-      Gabriel, D., Deshusses, M. A., 2003. Performance of a full–scale biotrickling filter treating H2S at a gas contact time of 1.6 to 2.2 seconds. Environ. Prog. Vol. 22, pp. 111–118.

5-      Mannucci, A., Munz, G., Mori, G., Lubello C., 2012. Biomass accumulation modeling in a highly loaded biotrickling filter for hydrogen silphide removal. Chemosphere journal Vol. 88, pp. 712- 717.

6-      Bansal, R. C., Donnet, J. B., Stoeckli, F., 1988. Active carbon. (Marcel Dekker).

7-      Cheremisinoff, P. N., Ellerbusch, F., 1980. Carbon adsorption handbook. (US: Ann Arbor).

8-      Puri, B. R., Walker, Jr. PJ., 1970. Chemistry and physics of carbon. (M. Dekker).

9-      Bandosz, T. J., 1999. Effect of pore structure and surface chemistry of virgin activated carbons on removal of hydrogen sulfide. Carbon, Vol. 37(3), pp.  483–91.

10-  Gergova, K., Petrov, N., Eser, S., 1994. Adsorption properties and microstructure of activated carbons produced from agricultural by-products by steam pyrolysis. Carbon, Vol.32(4), PP. 693–702.

11-  Stanley, W. B. M., Muller, C. O., 2002. Choosing an Odor Control Technology_ Effectiveness and Cost Considerations. Proc., of Odors and Toxic Air Emissions-WEF Albuquerque, NM.

12-  Elias, A., Barona, A., Arreguy, A., Rios, J., Aranguiz, I., Penas, J., 2002. Evaluation of a Packing Material for the Biodegradation of H2O and Product Analysis. Process Biochemistry, Vol.  37, pp. 813-820.

13-  Morgan, J. M., Noyola, A., 2006. Hydrogen sulfide removal by compost biofilteration: Effect of mixing the filter media on operation factors.  Bioresource Technology, Vol.  97, Pp. 1546-1553.

14-  Xie, B., Liang, S. B., Tang, Y., Mi, W. X., Xu, Y., 2009. Petrochemical wastewater odor treatment by biofilteration. Bioresource Technology, Vol, 100. pp. 2204-2209.

15-  Li, L., Han, Y., Yan, X, Liu, J., 2013. H₂S removal and bacterial structure along a full-scall biofilter bed packed with polyurethane foam in a landfill site. Bioresource Technology, Vol. 147, pp. 52-58.

16-  Omri, I., Aouidi, F., Bouallagui, H., Godom, J. J., Hamdi, M., 2013. Performance study of biofilter developed to treat H2S from wastewater odour. Saudi Juornal of Biological Sciences, Vol. 20, pp. 169-176.

17-  Liu, Ch., Liu, J., Li, J., He, H., Peng, Sh., Li, Ch., Chen, Y., 2013. Removal of H₂S by co-immobilized bacteria and fungi biocatalysts in a bio-trickling filter. Process Safety and Environmental Protection, Vol. 91, pp. 145-152.

18-  Solcia, R. B., Ramirez, M., Fernandez, M., Cantero, D., Bevilaqua, D., 2014.  Hydrogen sulphide removal from air by biotrichling filter using open-pore polyurethane foam as a carrier. Biocjemical Engineering Journal, Vol. 84, pp. 1-8.

19-  J. J. Goncalves, R. Govind., 2008. H₂S Abatement in a biotrickling filter using iron (III) foam media. Chemosphere, Vol, 73. pp. 1478–1483.

20-  Jiang, X., Yan, R., Tay, J. H., 2009.  Simultaneous autotrophic biodegradation of H₂S and NH3 in biotrickling filter. Chemosphere, Vol. 75, pp. 1350-1355.

21-  Montebello, A. M., Baeza, M., Lafuente, J., Gabriel, D., 2010.  Monitoring and performance of a desulphurizing biotrickling filter with an integrated continous gas/liquid flow analyser. Chemical Engineering Journal, Vol. 165, pp. 500-507.

22-  Devinny J.S., Deshusses M.A., Webster T.S., 1998. Biofiltration for Air Pollution Control. (Lewis Publishers Inc).

23-  Ramirez, M., Fernandez, M., Granada, C., Borgne, S. L., Gomez, J. M., Cantero, D., 2011. Biofilteration of reduced sulphur compounds and community analysis of sulphur-oxidizing bacteria. Bioresource Technology, Vol. 102, pp. 4047-4053.