تصفیه فاضلاب دارای اتیلن گلیکول با مقاومت بالا در یک راکتور بستر لجن گرانولی گسترده
چکیده
از دانه های ژل پلی وینیل الکل در مقیاس صنعتی هنوز به خاطر کمبود درک و آگاهی از موضوع پارامترهای عملکردی بهینه استفاده نمی شود. در این مطالعه، پارامترهایی از قبیل نرخ ظرفیت زیستی، خاصیت قلیایی، نرخ بازیافت و افزودن عناصر کمیاب در یک راکتور بستر لجن گرانولی گسترده برای تصفیه فاضلاب دارای اتیلن گلیکول با مقاومت بالا با استفاده از دانه های ژل پلی وینیل الکل به عنوان حامل زیستی بررسی شدند. قابلیت حذف مقدار اکسیژن خواهی شیمیایی پایدار (COD ) 95 درصد و یا بالاتر بود، و تصفیه مداوم با پارامترهای مناسب اینگونه نشان داده شد: نرخ ظرفیت زیستی 15 کیلوگرم اکسیژن خواهی شیمیایی در متر مکعب در روز، اضافه شدن سدیم هیدروژن کربنات (NaHCO3) به میزان 400 میلی گرم در لیتر، نرخ بازیافت 15 لیتر در ساعت و بدون اضافه شدن هیچگونه عناصر کمیاب اضافی. در این مطالعه نرخ بازدهی تولید بیوگاز به میزان 24/0 متر مکعب در کیلوگرم اکسیژن خواهی شیمیایی به دست آمد. مقدار زیادی باکتری میله ای دراز (methanosaeta) نیز با غلظت کم استات در راکتور بستر لجن گرانولی گسترده یافت شد.
پیشینه
اتیلن گلیکول به عنوان یک ماده خام به طور گسترده ای در پروسه های صنعتی استفاده می شود، و تعداد زیادی از این پروسه ها فاضلاب دارای اتیلن گلیکول با مقاومت بالا را تخلیه می کنند. معمولاً یک پروسه بیولوژیکی (زیستی) برای تصفیه اتیلن گلیکول پیشنهاد می شود و عملکرد حذف خوب با اکسیژن خواهی شیمیایی بین 1000 و 3000 میلی گرم در لیتر در جریان ورودی به دست آمده است (Hassania و همکاران، 2014). با وجود این، روش تصفیه بی هوازی به خاطر سادگی، کاهش تولید لجن و مصرف انرژی کمتر ترجیح داده می شود. ساختمان گرانولهای میکروبی یک عامل کلیدی برای عملکرد موفقیت آمیز راکتور بی هوازی است، اگرچه ساختمان گرانول زمانی که اتیلن گلیکول را تصفیه می کند دچار نقص می شود (Hulshoff polو همکاران، 2004)، بنابراین دستگاههای تصفیه اتیلن گلیکول معمولاً با یک نرخ ظرفیت زیستی کاهش یافته، عمل می کنند.
دانه های ژل پلی وینیل الکل تصور می شود که حامل های انتخابی مناسبی باشند (Wenjie، 2008؛ Wenjie و همکاران، 2011؛ Khanh و همکاران، 2011). ونجی و همکاران در سال 2009 از دانه های ژل پلی وینیل الکل کشت شده برای ساختن راکتور بستر مایع بی هوازی در مقیاس آزمایشگاه برای تصفیه روغن اشباع شده ذرت استفاده کردند، و قابلیت حذف 91 درصدی در نرخ ظرفیت زیستی 5/27 کیلوگرم اکسیژن خواهی شیمیایی در متر مکعب در روز کسب کردند. ونجی و همکاران در سال 2011 از دانه های ژل پلی وینیل الکل در یک راکتور بستر لجن بی هوازی با جریان رو به بالا برای تصفیه اتیلن گلیکول استفاده کردند و با افزودن عناصر کمیاب کافی عملکرد تصفیه موفقیت آمیز بود. نتایج به دست آمده از مطالعات فوق الذکر نشان داد که دانه های ژل پلی وینیل الکل عملکرد خوبی را در تصفیه اتیلن گلیکول نشان دادند. با این حال، پیاده سازی در مقیاس صنعتی به خاطر کمبود درک و آگاهی از پارامترهای عملکردی بهینه که برای طراحی لازم هستند اتفاق نیفتاده است.
Abstract
Industrial-scale use of polyvinyl alcohol (PVA)-gel beads as biocarriers is still not being implemented due to the lack of understanding regarding the optimal operational parameters. In this study, the parameters for organic loading rate (OLR), alkalinity, recycle rate, and addition of trace elements were investigated in an expanded granular sludge blanket reactor (EGSB) treating high-strength ethylene glycol wastewater (EG) with PVA-gel beads as biocarrier. Stable chemical oxygen demand (COD) removal efficiencies of 95 % or greater were achieved, and continuous treatment was demonstrated with appropriate parameters being an OLR of 15 kg COD/m3 /day, NaHCO3 added at 400 mg/L, a recycle rate of 15 L/h, and no addition of trace elements addition. A biogas production yield rate of 0.24 m3 /kg COD was achieved in this study. A large number of long rod-shaped bacteria (Methanosaeta), were found with low acetate concentration in the EGSB reactor.
Background
Ethylene glycol is widely used as a raw material in industrial processes, and many of these processes discharge high-strength ethylene glycol wastewater (EG). Usually a biological process is suggested in treating EG, and good removal performance was achieved with an influent chemical oxygen demand (COD) range between 1000 and 3000 mg/L (Hassania et al. 2014). Despite this, an anaerobic treatment method is preferred due to its simplicity, reduced sludge production and lower power consumption. The formation of microbial granules is a key factor for successful operation of an anaerobic reactor; however, granule formation when treating EG fails to occur (Hulshoff Pol et al. 2004), thus EG treatment plants generally operate with a reduced organic loading rate (OLR). Polyvinyl alcohol (PVA)-gel beads are thought to be suitable candidate carriers (Wenjie 2008a; Wenjie et al. 2011; Khanh et al. 2011). Wenjie et al. (2009) used cultivated PVA-gel beads to seed a lab-scale anaerobic fluidized bed reactor treating corn steep liquor, and a removal efficiency of 91 % was achieved at an OLR of 27.5 kgCOD/m3 /day. Wenjie et al. (2011) used PVA-gel beads in an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor to treat EG, and successful treatment performance was achieved with addition of sufficient trace elements. The results obtained from the aforementioned studies indicated that PVA-gel beads could display good performance in EG treatment. However, industrial-scale implementation has not occurred due to the lack of understanding of the optimal operational parameters, which are necessary for design.
چکیده
پیشینه
روش ها
بستر لجن گرانولی گسترده
روشهای تحلیلی
بحث و نتیجه گیری
عملکرد راکتور
رشد (پیشرفت) ژل پلی وینیل الکل
نتیجه گیری
Abstract
Background
Methods
Inoculation and feeding media
Analytical methods
Results and discussion
Reactor performance
PVA‑gel development
Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه