سلامت و محیط زیست

بهینه سازی راکتور زیستی با بستر متحرک (MBBR) با استفاده از روش تاگوچی

محمد مهدی مهربانی اردکانی

زمینه و هدف: در سال های اخیر کاربرد سیستم های راکتورهای زیستی با بستر متحرک در تصفیه زیستی فاضلاب های شهری و صنعتی توسعه یافته است. آزمایش طراحی شده آزمونی است که در آن تغییرات هدف داری در متغیر های ورودی فرآیند اعمال می گردد و معمولاً برای شناسایی عوامل مهم و موثر بر روی یک فرآیند و بهینه سازی مدل تجربی فرآیند استفاده می شود. روش تاگوچی از سال 1980 به عنوان یک روش کنترل کیفیت به منظور بهینه سازی فرآیند آزمایش های مهندسی، به کار گرفته شده است. هدف از انجام این مطالعه بررسی و تعیین شرایط بهینه جهت افزایش کارایی یک راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) با کمک روش تاگوچی است.
مواد و روش ها: در ابتدا راه اندازی راکتور با کمک لجن فعال برگشتی تصفیه خانه فاضلاب چنیبیه اهواز انجام گردید. پس از راه اندازی و سازگارسازی، با ثابت بودن زمان ماند 9ساعت بارگذاری آلی در سه میزان COD برابر با 1000، 2000 و 3000 (mg/L) انجام شد. در این مطالعه برای تعیین شرایط بهینه رشد میکروارگانیسم های سازگار شده، در 9 مرحله تغییرات پارامترهای pH، نوع منبع نیتروژن، میزان اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) و نهایتاً میزان شوری در سه سطح مختلف اندازه گیری شد و نتایج توسط نرم افزار Qualitek-4 (w32b)تجزیه و تحلیل گردید.
یافته ها: در این مطالعه، مقدار حذفCOD محلول در زمان راه اندازی 97 درصد و بهترین شرایط بهینه رشد راکتور MBBR به ترتیب در میزان COD ورودی برابر 1000 میلی گرم در لیتر ، pH برابر 8، منبع نیتروژن NH₄Cl و شوری 5٪ بدست آمد.
نتیجه گیری: بر اساس تحلیل نتایج می توان با استفاده از روش تاگوچی شرایط بهینه و مناسب را برای افزایش کارایی یک راکتور MBBR بدست آورد.

تصفیه شیرابه زباله با استفاده از فرایند لجن فعال تخلیه منقطع و کاربرد پودر کربن فعال

روشنک رضایی کلانتری

زمینه و هدف: کاربرد مستقیم تجزیه زیستی هوازی برای تصفیه شیرابه به دلیل غلظت بالای COD و نیتروژن و همچنین حضور ترکیبات سمی بسیار دشوار می باشد. هدف از این مطالعه استفاده از ترسیب شیمیایی به روش struvite به عنوان پیش تصفیه و به منظور حذف قابل توجه اجزاء بازدارنده تجزیه زیستی قبل از فرایند لجن فعال به روش راکتور تخلیه منقطع همزمان با کاربرد پودرکربن فعال (PAC) بود.
روش بررسی : شیرابه خروجی از واحد ترسیب شیمیایی در زمان های ماند هیدرولیکی 6 و 12 ساعت در راکتورهای مقیاس آزمایشگاهی لجن فعال تخلیه منقطع مورد تصفیه قرار گرفت. پودر کربن فعال به میزان کاربرد 5/3 گرم بر لیتر به طور مستقیم به راکتور هوادهی تزریق می شد.
یافته ها: مقادیر حذفCOD کل، COD محلول، آمونیاک و فسفر به هنگام راهبری فرایند لجن فعال تخلیه منقطع در زمان ماند هیدرولیکی 6 ساعت و اضافه کردن پودر کربن فعال معادل90، 87، 3/98 و 94 درصد و در زمان ماند 12 ساعت 96، 95، 2/99 و 7/98 درصد بود.
نتیجه گیری: بنابر نتایج به دست آمده می توان نتیجه گیری کرد که ترسیب شیمیایی به روش struvite پیش از فرایند لجن فعال تخلیه منقطع همزمان با کاربرد پودر کربن فعال گزینه بسیار مناسبی برای تصفیه شیرابه بوده و قادر به تأمین استاندارد تخلیه پساب به آب های پذیرنده می باشد.

مطالعه تاثیر رنگ حاوی نانو ذرات نقره در کنترل قارچ های منتقله ازهوا

مریم چهره ای

زمینه و هدف: میکروارگانیسم ها از جمله قارچها ازعوامل عفونت های بیمارستانی هستند که برخی از آنها از طریق هوا منتقل می شوند. عفونت های بیمارستانی نه تنها بیماران، بلکه کارمندان و عیادت کنندگان را نیزمبتلا می سازند در نتیجه باعث افزایش میزان مرگ و میر می شوند. استفاده از فناوری نانو و نانو ذرات نقره در سال های اخیر به منظور کنترل عفونت ها مورد توجه و پژوهش قرار گرفته است.در این نوشتار که حاصل یک طرح پزوهشی است، به اثر نانو ذرات نقره در قالب رنگ حاوی این ذرات در کاهش بار میکربی هوای محیط بیمارستانی پرداخته شده است.
روش بررسی: برای بررسی خاصیت ضد میکربی تولیدات رنگ حاوی ذرات نانو نقره سه اتاق در بخش بیماری های عفونی یکی از بیمارستان های تابعه ی دانشگاه علوم پزشکی تهران انتخاب و دو اتاق بستری بیماران با دو نوع رنگ حاوی ذرات نانو نقره محصول دو شرکت مختلف به عنوان "موارد یک و دو" و اتاق سوم با رنگ معمولی بدون ذرات نانو نقره به عنوان اتاق "شاهد" رنگ آمیزی شدند. برای نمونه گیری از پمپ پرتابل نمونه بردار هوا به نامQuick Take 30 ، استفاده شد و نمونه ها در مدت 2 دقیقه با دبی 3/28 لیتر در دقیقه روی محیط سابرو دکستروز آگار جمع آوری گردید. کلنی های موجود در هوا ((CFU در دو اتاق مورد و یک اتاق شاهد با استفاده از آزمون ANOVA با هم مقایسه شدند .
یافته ها: در بررسی به عمل آمده ارتباط معنی داری بین میانگین شمارش کلنی مشاهده شده ((CFU در دو اتاق مورد و یک اتاق شاهد به صورت کلی مشاهده نشد و این به آن معنی بود که بررسی اثرات رنگ های استفاده شده حاوی ذرات نانو نقره در کاهش بار آلودگی میکربی هوای اتاق رنگ آمیزی شده با رنگ نانو نقره به شیوه اکتیو (با استفاده از پمپ نمونه گیری) قادر به نشان دادن تاثیر این رنگ ها در کاهش بار میکربی هوای اتاق ها نبوده است.
نتیجه گیری: در بررسی تاثیر گذشت زمان بر اثر بخشی رنگ نانو نقره، خاصیت رنگ نانو نقره در کاهش بار آلودگی میکربی در ماه اول نمایان می باشد

آنالیز کمی ـ کیفی ونحوه مدیریت زباله های لابراتوارهای دندانسازی و مطبهای دندانپزشکی تجربی شهرهمدان- سال 1386

علی کولیوند

زمینه و هدف: امروزه یکی از مهم ترین معضلات زیست محیطی، مواد زاید تولیدی در مراکز دندانپزشکی و دندانسازی است که به علت دارا بودن عوامل خطرناک، سمی و بیماری زا ازاهمیت خاصی برخوردار است. این مطالعه با هدف آنالیز کمی و کیفی و نحوه مدیریت زباله های تولیدی در لابراتوارهای دندانسازی و دندانپزشکی تجربی شهر همدان در سال 86 انجام شد.
روش بررسی: در این مطالعه توصیفی، از 24 لابراتوار دندانسازی موجود در شهر همدان، 5 مرکزو از 27 مطب دندانپزشکی تجربی نیز 5 مطب به صورت تصادفی ساده انتخاب و از هر مطب سه نمونه در انتهای سه روز کاری متوا لی (روزهای یکشنبه، دوشنبه وسه شنبه هر هفته) برداشت شد. نمونه ها به صورت دستی جداسازی و به 41 جزء مختلف تفکیک و با استفاده از ترازوی آزمایشگاهی توزین شدند. سپس اجزای توزین شده بر اساس ویژگی و پتانسیل خطرزایی دسته بندی شدند.
یافته ها: میزان کل زباله سالیانه تولیدی درلابراتوارهای دندانسازی و مطب های دندانپزشکی تجربی شهر همدان به ترتیب برابر با 79/15921 و56/8677 کیلوگرم می باشد. سهم تولید زباله های شبه خانگی، بالقوه عفونی، شیمیایی و دارویی و زباله های سمی در مطب های دندانپزشکی تجربی به ترتیب برابر با 14/91، 14/2 ، 7/6 و02/0 درصد می باشد. درلابراتوارهای دندانسازی زباله های تولیدی فقط شامل زباله های شبه خانگی(47/94 درصد) و زباله های شیمیایی و دارویی(53/6 درصد) می باشد و زباله های بالقوه عفونی و سمی در آنها تولید نمی شود. اجزای اصلی تشکیل دهنده زباله های تولیدی در این مراکز شامل 2 جزء گچ قالب گیری و خمیر قالب گیری می شود که در مجموع بیش از 80 درصد زباله را تشکیل می دهند. بنابراین جهت انجام برنامه های کاهش، جداسازی و بازیافت زباله در مراکز تولید آن می بایست بیشترین تمرکز را روی این اجزا داشت.
نتیجه گیری: در رابطه با مدیریت بهینه زباله های تولیدی پیشنهاد بر این است که علاوه بر آموزش دندانپزشکان و دندانسازان جهت انجام فعالیت های مربوط به کاهش، جداسازی و یا بازیافت زباله در داخل مطب، جمع آوری، حمل و نقل و دفع هر کدام از بخش های زباله (زباله های سمی، شیمیایی و دارویی، بالقوه عفونی و شبه خانگی) به صورت جداگانه و مطابق با دستورالعمل ها و ضوابط مربوطه انجام گیرد

بررسی کارایی فرایند پلیمریزاسیون آنزیمی در حذف فنل از فاضلاب مصنوعی

قادر غنی زاده

زمینه و هدف: ترکیبات فنلی در فاضلاب صنایع مختلف موجود بوده و جزء آلاینده های دارای تقدم می باشند. کاربرد برخی فرایند های متداول حذف این ترکیبات از فاضلاب های صنعتی به دلیل هزینه بالا و کارایی پایین با محدودیت هایی مواجه می باشند. فرایند پلیمریزاسیون آنزیمی به عنوان یک روش نوین پتانسیل رقابت با روش های متداول را دارد.این مطالعه با هدف بررسی کارایی عصاره گیاه تربچه (Raphanus Sativus) به عنوان منبع آنزیم پراکسیداز در پلیمریزاسیون و حذف فنل از فاضلاب مصنوعی در حضور پراکسید هیدروژن انجام شد.
روش بررسی: در این مطالعه کارایی حذف فنل از فاضلاب مصنوعی در مقیاس آزمایشگاهی و به صورت منقطع بررسی شده است. مقادیر غلظت فنل و فعالیت آنزیم پراکسیداز با استفاده از اسپکتروفتومتر و از طریق روش رنگ سنجی (4- آمینو آنتی پیرین) اندازه گیری گردید . غلظت فنل در فاضلاب مصنوعی مورد آزمایش 1000 میلی گرم در لیتر و میانگین فعالیت آنزیم پراکسیداز در عصاره گیاه تربچه 107/3 (واحد بر میلی لیتر) بوده است.
یافته ها: نتایج این مطالعه نشان داد که با افزایش حجم عصاره گیاه، راندمان حذف فنل افزایش می یابد. به طوری که برای حجم عصاره 5 و 50 میلی لیتر، به ترتیب راندمان حذف 6/7 و 2/98 درصد بوده است. به علاوه با افزایش تعداد دفعات افزودن عصاره گیاه و پراکسیدهیدروژن، راندمان حذف بهبود یافته، به طوری که در افزودن یک مرحله ای و سه مرحله ای پراکسیدهیدروژن و زمان واکنش 3 ساعت، راندمان حذف فنل به ترتیب 2/84 و 1/93 درصد بوده است.
نتیجه گیری: فرایند پلیمریزاسیون آنزیمی به عنوان یک فرایند مناسب می تواند جهت حذف فنل و ترکیبات آن از فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد. جهت دستیابی به راندمان مناسب لازم است نسبت آنزیم به فنل و نسبت پراکسید هیدروژن به فنل و تواتر افزودن عوامل شرکت کننده در واکنش در حد مناسب تنظیم گردد.

حذف بیولوژیکی پروپیلن گلیکول از فاضلاب و تجزیه آن در خاک به کمک باکتری های جدا شده از فرایند لجن فعال

غلامرضا موسوی

زمینه و هدف: پروپیلن گلیکول ترکیب اصلی مورد استفاده در ضدیخ ها می باشد. بخش قابل توجهی از این ترکیب پس از مصرف وارد محیط شده و محیط زیست و به ویژه خاک های محل را آلوده می کند. هدف از این مطالعه تعیین حذف بیولوژیکی پروپیلن گلیکول از فاضلاب و خاک به کمک باکتری های جدا شده از فرایند لجن فعال می باشد.
روش بررسی: در این مطالعه لجن فعال حاصل از خط لجن برگشتی یک تصفیه خانه فاضلاب شهری در یک سیستم پایلوت لجن
فعال اختلاط کامل برای تجزیه پروپیلن گلیکول سازگار شدند. سازگارسازی میکروارگانیسم ها در مدت زمان 115 روز با 4 زمان ماند مختلف 18 ، 12 ، 6 و 4 ساعت و غلظت COD محلول ورودی mg/L1000 انجام گرفت. پس از این مدت میکروارگانیسم ها به خاکی انتقال داده شدند که به طور مصنوعی به پروپیلین گلیکول آلوده شده بود.
یافته ها: میانگین راندمان حذف پروپیلن گلیکول در فاز مایع در زمان ماندهای 18 ،12 ، 8 و 4 ساعت در شرایط پایداری به ترتیب 6/98، 1/97 ، 4/86 و 2/62 درصد بوده است. بیشترین درصد حذف پروپیلن گلیکول در خاک 8/97 بود.
نتیجه گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که پروپیلن گلیکول اساساً دارای ویژگی های تجزیه پذیری بیولوژیکی مناسبی بوده و در محیط های آبی و خاک پس از طی یک دوره نسبتاً کوتاه سازگاری تحت تجزیه بیولوژیکی قرار گرفته و حذف می شود.

بررسی کارایی تصفیه خانه فاضلاب نیروگاه سیکل ترکیبی خوی و بهینه سازی حذف فسفر در آن به روش بی هوازی-هوازی

محمد آقانژاد

سابقه وهدف: امروزه برای حذف استاندارد مواد مغذی از فاضلاب از روش های اصلاح شده لجن فعال موسوم به روش های پیشرفته حذف فسفر استفاده می شود که یکی از مناسب ترین آنها روش بی هوازی-هوازی است. هدف از این تحقیق بررسی ورفع مشکلات موجود تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی نیروگاه خوی وبهینه سازی حذف فسفردرآن است.
روش بررسی: این تحقیق در مقیاس کامل روی تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی نیروگاه خوی انجام گرفت. این تصفیه خانه که با فرایند هوادهی گسترده طراحی و بهره برداری می شد دارای مشکلاتی بود، لذا در مرحله اول ضمن بررسی کارایی کلی آن، مشکلات و علل آنها بررسی گردید. در مرحله دوم با انجام اصلاحات بهره برداری ضمن رفع مشکلات موجود کارایی کلی تصفیه خانه بررسی گردید. درمرحله سوم سیستم موجود به فرایند بی هوازی-هوازی تبدیل گردید وسیستم جدید با تغییر متغیرهایی چون زمان تماس بی هوازی، میزان غذا به میکروارگانیسم، میزان لجن دفعی و زمان ماند سلولی مورد آزمون قرار گرفت.
یافته ها: درمرحله اول مهم ترین مشکل، بالا بودن غلظت پارامترهای مهم مانندBOD،TSSو فسفر از حدود مجاز تخلیه، رشد بیش ازحد جلبک در قسمت های مختلف تصفیه خانه و آبراه پذیرنده پساب تعیین گردید. دلیل بالابودن فسفر پساب خروجی نیز آزاد شدن مجدد فسفر از لجن تشخیص داده شد. در مرحله دوم با اصلاح شرایط بهره برداری کارایی حذف فسفر از50 به 62 در صد رسید. در مرحله سوم نیز در نهایت میزان حذف فسفر به82 درصد رسید و مناسب ترین زمان تماس بی هوازی 3 الی 4ساعت، زمان ماند سلولی 3 روز و نسبت غذا به میکروارگانیسم 12/0 تعیین گردید که بیشترین تاثیر را کاهش زمان ماند سلولی داشته است.
نتیجه گیری: با تنظیم عوامل بهره برداری مانند زمان ماند سلولی، میزان لجن برگشتی ونحوه پردازش لجن در تصفیه خانه های فاضلاب می توان ضمن حفظ کارایی کلی آنها میزان حذف فسفر را افزایش داد که در مورد این تصفیه خانه این امر به میزان 12درصد بود.درتصفیه فاضلاب،مخصوصا برای حذف فسفر فرایند بی هوازی-هوازی مناسب تراست همچنان که در این طرح تاثیر آن در افزایش میزان حذف فسفر 20 درصد بود

سینتیک واکنش تصفیه فاضلاب حاوی آنیلین در راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک

بیتا آیتی

زمینه و هدف: در این تحقیق از سیستم نوین هوازی راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) جهت تصفیه فاضلاب حاوی آنیلین استفاده شده است. آنیلین به عنوان یک ترکیب سخت تجزیه پذیر در پساب بسیاری از صنایع وجود دارد. هدف از این تحقیق بررسی کارایی راکتور MBBR برای تصفیه ترکیب سخت تجزیه پذیر آنیلین تحت شرایط مختلف و تعیین سینتیک فرایند می باشد.
روش بررسی: در راکتور MBBR جهت بستر رشد میکروارگانیسم ها و تشکیل بیوفیلم از سنگدانه های سبک لیکا استفاده شد. برای بررسی قابلیت سیستم در تصفیه فاضلاب سنتزی حاوی آنیلین از 50 درصد حجم راکتور به عنوان بستر بیوفیلم استفاده و میزان تصفیه پذیری این ترکیب در زمان ماندهای 8، 24، 48 و72 ساعت و COD های مختلف تعیین گردید. جهت بررسی میزان قابلیت تجزیه بیولوژیکی و جذب ترکیبات توسط توده های بیولوژیکی، میزان غلظت مواد خروجی با استفاده از طیف جذبی آلاینده و نیز آزمایش ناپیوسته لجن تطبیق نیافته فاضلاب شهری در تماس با حجم معینی از آلاینده ، تعیین شد.
یافتهها: در حالت بارگذاری ناپیوسته بالاترین راندمان حذف %91 در بار آلی ورودی با mg/Lit2000COD = پس از 72 ساعت بدست آمد که نشان از قابلیت سیستم برای حذف این ترکیب سخت تجزیه پذیر بود. طیف آزمایش NMR بر روی نمونه های ورودی و خروجی از راکتور نشان از شکسته شدن حلقه بنزنی داشت. نتایج سینتیک واکنشهای بیولوژیکی نیز نشان از تبعیت راکتور از مدل مرتبه دوم Grau و مدل اصلاح شده Stover-Kincannon داشت.
نتیجهگیری: راکتور MBBR به عنوان یک فرایند تصفیه پیشرفته، قابلیت مناسبی در حذف بیولوژیکی ترکیب
سخت تجزیه پذیر آنیلین نسبت به سایر روشهای ذکر شده در تحقیقات دارد.