فصلنامه

زمینه و هدف: ذخیره نفت‌خام در مخازن سبب می‌شود مقدار زیادی لجن در کف آنها تشکیل شود که لازم است بطور مناسبی تصفیه و دفع گردند. تحقیق حاضر با هدف بررسی کارایی پراکسیدهیدروژن و فنتون در حذف کل هیدروکربن‌های نفتی (TPH) از لجن‌های کف مخازن ذخیره نفت ­خام انجام شد. روش بررسی: در این مطالعه تجربی، غلظت‌های 2، 5، 10، 15، 20 و 30 درصد وزنی از محلول‌های پراکسیدهیدروژن و فنتون به لجن اضافه و میزان TPH پس از گذشت 24 و h 48 زمان واکنش، اندازه­ گیری شد. روش اضافه کردن اکسیدکننده ­ها بصورت یکجا و تدریجی، هم به لجن خشک اولیه و هم به لجن اشباع از آب انجام شد. آنالیز عنصری لجن توسط دستگاه ICP و اندازه ­گیری TPH به روشTNRCC صورت گرفت. یافته ­ها: میانگین میزان حذف TPH در غلظت‌های 2، 5، 10، 15، 20 و 30 درصد از اکسیدکننده­ های مورد استفاده، به ­ترتیب برابر با 1/55، 9/03، 23/85، 33/97، 41/23 و 53/03 درصد بود. بیشترین میزان حذف در حالتی بدست آمد که اکسیدانت به ­صورت تدریجی به لجن اشباع از آب افزوده شود. افزایش زمان اکسیداسیون از 24 به h 48 تاثیر کمی در افزایش راندمان حذف TPH داشت. علاوه بر این، کارایی پراکسیدهیدروژن و فنتون نیز در ‌تصفیه لجن تفاوت زیادی با هم نداشت. نتیجه ­گیری: استفاده از پراکسیدهیدروژن و فنتون به ­عنوان یک روش اکسیداسیون شیمیایی، به ­تنهایی قادر به تصفیه کامل لجن‌های کف مخازن ذخیره نفت خام نیست، اما یک فرایند بسیار کارآمد در پیش ­تصفیه لجن جهت کاهش سمیت و همچنین افزایش تجزیه­ پذیری بیولوژیکی لجن مربوطه است.

زمینه و هدف: کاهش پلیمرهای خارج سلولی آزاد شده ناشی از تجزیه لجن یکی از چالش‌های اساسی در فرایند تصفیه لجن است. هدف این مطالعه بررسی میزان تغییرات پلیمرهای خارج سلولی طی آبگیری لجن توسط راکتور متوالی اولتراسونیک – الکتروکواگولاسیون تحت شرایط مختلف و تعیین موثرترین حالت برای کاهش این مواد است. روش بررسی: در این مطالعه میزان تغییرات پلیمرهای خارج سلولی در مایع رویی لجن پس از انجام شرایط متفاوت فرایندهای اولتراسونیک (فرکانس‌های k‏Hz 35 و 130 و زمان ماندهای 3، 5، 10وmin 30) و الکتروکواگولاسیون (ولتاژهایV 20 ، 30 و 40 و زمان ماندهای 20، 10  وmin 30) مقایسه گردید. یافته‌ها: نتایج مطالعه نشان داد که بیشترین کاهش در فرکانس kHz 35 و زمان min 5 اولتراسونیک با min 30 الکتروکواگولاسیون تحت ولتاژV 40 بدست آمده است. بطوری‌که در این شرایط مجموع پلیمرهای خارج سلولی در سوپرناتانت لجن به میزان % 69 کاهش یافت. نتیجه‌گیری: براساس نتایج این مطالعه، با بکارگیری راکتور اولتراسونیک – الکتروکواگولاسیون علاوه بر آبگیری لجن می‌توان به میزان قابل توجهی پلیمرهای خارج سلولی رها شده در سوپرناتانت را کاهش داد.

زمینه و هدف: ذخیره نفت‌ خام در مخازن سبب می‌شود مقدار زیادی لجن در کف آنها تشکیل شود که لازم است بطور مناسبی تصفیه و دفع گردند. تحقیق حاضر با هدف بررسی کارایی فرایند کمپوست درون محفظه­ ای در حذف کل هیدروکربن­ های نفتی (TPH) از لجن­ های کف مخازن ذخیره نفت ­خام انجام شد.

روش بررسی: در این مطالعه تجربی، لجن با پسماند تحت‌کمپوست به نسبت­ های 1 به صفر (بعنوان شاهد)، 1 به 2، 1 به 4، 1 به 6، 1 به 8 و 1 به 10 مخلوط و با C/N/P و رطوبت اولیه 100/5/1 و 55 درصد بمدت 10 هفته کمپوست شد. در طول زمان فرایند، اختلاط و تنظیم رطوبت توده­ ها 3 بار در روز انجام شد. نمونه­ برداری و آنالیز نمونه­ های TPH وpH  بترتیب بصورت هفتگی و دو روز یکبار انجام گرفت.

یافته­ ها: میزان حذف TPH در راکتورهای کمپوست 1 به 2، 1 به 4، 1 به 6، 1 به 8 و 1 به 10 بترتیب برابر با  66/59، 73/19، 74/81، 80/20 و 79/91 درصد بود. بنابراین تنظیم نسبت اختلاط لجن با پسماند تحت کمپوست نقش مهمی در کاهش TPH داشت. نتایج راکتورهای شاهد نشان داد که مکانیسم اصلی کاهش هیدروکربن­ های نفتی فرایندهای بیولوژیکی بود.

نتیجه ­گیری: فرایند کمپوست درون محفظه ­ای با استفاده از پسماند تحت کمپوست گزینه قابل قبولی در اصلاح زیستی لجن­ های کف مخازن ذخیره نفت خام است. 

زمینه و هدف: در این تحقیق میزان حذف فلز کروم شش ظرفیتی از محلول­ های آبی با استفاده از جاذب بیولوژیکی لجن دفعی فاضلاب­ های شهری مطالعه شد. همچنین کارایی شبکه­ های عصبی در پیش­بینی جذب بیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت.

روش بررسی: تاثیر پارامترهای غلظت اولیه، دز جاذب، pH، سرعت و  زمان اختلاط در راکتور ناپیوسته بر جذب کروم بررسی و قسمتی از نتایج آزمایشگاهی توسط شبکه عصبی پس انتشار پیش خور مدلسازی شد و بخش دیگری از نتایج برای سنجش دقت مدل شبیه­ سازی شد. بهینه­ سازی تابع انتقال و تعداد نورون­ های لایه مخفی انجام شد.

یافته‌ها: شرایط بهینه در غلظت اولیهmg/L  90‌، دز جاذب ,pH= 2 ,4g/L سرعت اختلاط 200rpm  و زمان اختلاط  120min حاصل شد و حداکثر میزان حذف 96% و حداکثر ظرفیت جذب 41/69mg/g  بدست آمد. سینتیک جذب کروم با مدل شبه مرتبه دوم و ایزوترم جذب آن با مدل فروندلیچ تطابق دارد. در شبکه عصبی طراحی شده بهترین تابع انتقال در لایه ­های مخفی و خروجی تابع تانژانت سیگموئید و تعداد نورون بهینه برابر 13 عدد تعیین شد. خروجی مدل با بردار هدف همبستگی (0/984=R) مناسبی دارد. شبیه­ سازی انجام شده با مدل شبکه عصبی، تطابق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.

نتیجه‌گیری: لجن دفعی مورد استفاده در این تحقیق قادر به حذف کروم از محیط­ های آبی است. استفاده از شبکه عصبی پس ­انتشار، تابع آموزشLevenberg-Marquardt ، تابع انتقال تانژانت سیگموئید در لایه­ های مخفی و خروجی و تعداد نورون های بین 1/6 تا 1/8 داده­ های ورودی، نتایج مناسبی برای پیش بینی فرایند جذب در پی خواهد داشت.

زمینه و هدف: ارزیابی کیفی لجن­ های تولید شده در تصفیه­ خانه­ های فاضلاب قبل از کاربرد آنها برای مصارف مختلف از جمله بعنوان تقویت کننده خاک امری ضروری است. این مطالعه به منظور پوشش دادن کاستی­ های موجود در خصوص کیفیت لجن تولیدی در تصفیه­ خانه های فاضلاب استان آذربایجان ­شرقی و با هدف مطالعه کل کلی­فرم­ ها، کلی­فرم ­های مقاوم به حرارت و سالمونلا در این تصفیه خانه­ ها انجام گردید.

روش بررسی: این مطالعه بر روی لجن­ های دفعی از 9 تصفیه­ خانه فاضلاب در استان آذربایجان ­شرقی انجام شد و پارامترهای کل کلی­ فرم ­ها، کلی­فرم­ های مقاوم به حرارت و سالمونلا مورد بررسی قرار گرفت. برای شمارش باکتری­ های کلی­فرم کل و مقاوم به حرارت از روش شماره 1680 EPA و برای شمارش سالمونلا از روش 1682 EPA استفاده گردید.

یافته­ ها: از نظر کلی­فرم کل نمونه لجن شهرستان جلفا با میزان MPN/g 1/82×10⁶ دارای بیشترین و شهرستان سراب با MPN/g 2/02×10³ دارای کمترین میزان آلودگی بوده ­اند. بررسی شاخص کلی فرم گرماپای نیز نشان داد که شهرستان جلفا با تعداد MPN/g  1/06×10⁶ بیشترین و شهرستان اهر که هیچ کلی­فرم گرماپایی در نمونه­ های آن مشاهده نگردید، دارای کمترین میزان آلودگی بوده­ است. از نظر باکتری سالمونلا، در لجن تولیدی تصفیه خانه­ های فاضلاب اهر و بستان آباد  هیچگونه آلودگی مشاهده نگردید، در حالی­که لجن تصفیه خانه فاضلاب تبریز با تعداد 83 عدد در هر گرم دارای بالاترین میزان آلودگی به باکتری سالمونلا بود.

نتیجه‌گیری: از نظر کیفیت میکروبی نیز همه تصفیه خانه­ های استان استاندارد کلاس B توصیه شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا (USEPA) را تامین می­ کنند، اما هیچ یک از تصفیه خانه های قابلیت تولید لجن با استاندارد کلاس A را نداشته­ اند. بنابراین در کاربرد لجن­ های تولید شده تصفیه خانه­ های فاضلاب استان برای اصلاح خاک باید ملاحظات خاصی مد نظر قرار گیرد.

زمینه و هدف: زیست فزونی ((Bioaugmentation یکی از روش ­های برتر در اصلاح زیستی (Bioremediation) خاک­ های آلوده به هیدروکربن­ های نفتی است. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی میزان تاثیر باکتری­ های جدا شده از لجن فعال حاصل از تصفیه فاضلاب شهری منطقه ویژه عسلویه جهت زیست فزونی خاک ­های آلوده به کروزن و بررسی رشد باکتری‌های جدا شده در حضور غلظت­ های متفاوت این فرآورده است.

روش­ بررسی: نمونه­ برداری از لجن فعال دو کمپ تصفیه خانه منطقه عسلویه صورت گرفت. جداسازی باکتری­ های تجزیه ­کننده با کشت نمونه ها بر روی محیط پایه معدنی انجام گردید. تست آمیزندگی (Emulsification) و ارزیابی میزان رشد باکتری‌ها در غلظت‌های متفاوت کروزن انجام گردید. باکتری‌های جدا شده جهت زیست فزونی و سنجش میزان پاکسازی زیستی، به خاک­ های آلوده به ترکیب نفتی کروزن تلقیح شدند و میزان تجزیه زیستی توسط دستگاه طیف سنجی مادون قرمز (IR) اندازه‌گیری گردید.

یافته ­ها: در این مطالعه، 3 باکتری سودوموناس پوتیدا، سراشیا مارسسنس و پروتئوس میرابیلیس از لجن فعال بعنوان باکتری‌های تجزیه‌کننده کروزن جداسازی و شناسایی شدند. با توجه به تست‌های آمیزندگی، سنجش رشد باکتری­ ها در غلظت‌های مختلف کروزن، نتایج حاصل از زیست فزونی ستون‌های خاک آلوده به کروزن و کاهش سطح کل هیدروکربن­ های نفتی ((TPHs، باکتری سودوموناس پوتیدا بعنوان قوی‌ترین باکتری تجزیه‌کننده این فرآورده نفتی شناخته شد. این باکتری با میزان آمیزندگی 3/8 توانست 71/03 درصد از کل هیدروکربن ­های نفتی را در طی 30 روز کاهش دهد.

 نتیجه‌گیری: با توجه به سازگار شدن باکتری‌های سودوموناس پوتیدا، سراشیا مارسسنس و پروتئوس میرابیلیس موجود در لجن فعال با انواع آلاینده­ های موجود در فاضلاب، می­توان از آنها به ­عنوان باکتری‌های غیربومی جهت زیست فزونی و پاکسازی خاک‌های آلوده به هیدروکربن‌های نفتی استفاده کرد.

زمینه و هدف: عملکرد فرایند کمپوست به عنوان یکی از روش ­های موثر تصفیه لجن­ های نفتی به عواملی همچون مواد مغذی و دما بستگی دارد. بنابراین لازم است که روند تغییرات این عوامل بررسی شوند. هدف از انجام مطالعه حاضر بررسی روند تغییرات کربن آلی، نیتروژن، فسفر و دما در فرایند کمپوست لجن­ های کف مخازن ذخیره نفت ­خام بود.

روش بررسی: در این مطالعه تجربی، لجن با پسماند تحت‌ کمپوست به نسبت­ های 1 به 2، 1 به 4، 1 به 6، 1 به 8 و 1 به 10 مخلوط و با C/N/P اولیه 100/5/1 به مدت 10 هفته کمپوست شد. در طول زمان فرایند، اختلاط و تنظیم رطوبت توده­ ها 3 بار در روز انجام شد. نمونه­ برداری و آنالیز نمونه­ های کربن آلی، نیتروژن و فسفر بصورت هفتگی و دما بصورت روزانه انجام گرفت.

یافته ­ها: نتایج نشان دادند که میزان کاهش مقادیر کربن آلی، نیتروژن و فسفر در هفته­ های ابتدایی فرایند زیاد و به مرور کمتر شد. نسبت­ های C/N و C/P در انتهای فرایند کمپوست به ترتیب از نسبت 20:1 و 100:1 به نسبت 26:1 و 166:1 افزایش یافت. علاوه بر این، دمای راکتورها در طول دوره زمانی فرایند در محدوده مزوفیلیک قرار داشت.

نتیجه­ گیری: الگوی مشابه کاهش مقادیر کربن آلی، نیتروژن و فسفر در راکتورهای کمپوست نشان‌دهنده کاهش فعالیت بیولوژیکی دخیل در تجزیه و مصرف هیدروکربن­ های نفتی در هفته‌های انتهایی فرایند است.

زمینه و هدف: میزان ضایعات پسته تولیدی در ایران، سالانه حدود ton 10⁵ × 1/35 است که در صورت مدیریت نامناسب می­تواند سبب ایجاد مشکلات زیست محیطی گردد. هدف از این مطالعه بررسی فرایند تولید کمپوست راکتوری ضایعات حاصل از  فرآوری پسته با تیمارهای مختلف کود گاوی و لجن فاضلاب شهری به عنوان روشی برای بازیافت آن است.

روش بررسی: ضایعات پسته به نسبت وزنی 5/5 به 10 (لجن آبگیری شده فاضلاب شهری به ضایعات پوست‌گیری پسته) و نسبت وزنی 1 به 10 (کود گاوی به ضایعات پوست‌گیری پسته) برای رسیدن به نسبت کربن به ازت 25 به 1 با هم ترکیب شدند. پارامترهای pH، EC، درصد رطوبت، جامدات کل، جامدات فرار، خاکستر، کربن آلی، دما و فنل اندازه‌گیری شدند.

یافته­ ها: طی فرایند 60 روزه کمپوست‌سازی راکتوری، ضایعات پسته با تیمار کود گاوی نسبت کربن به ازت از 25:1 به 13:1 و لجن آبگیری شده فاضلاب شهری از 25:1 به 14:1 و فنل در تیمار کود گاوی از  ppm4980 به  ppm254 و در تیمار لجن آبگیری شده فاضلاب شهری از ppm 6100 به ppm  254 رسید. حداکثر درجه حرارت در تیمار کود دامی و لجن آبگیری شده فاضلاب به ترتیب طی فرایند کمپوست به °C 50 و °C9/48 رسید.

نتیجه­ گیری: نتایج نشان داد کمپوست تولیدی با تیمار کود گاوی در مقایسه با تیمار لجن آبگیری شده فاضلاب به علت تجزیه مناسب‌تر مواد آلی دارای ارزش کودی بالاتری بود.

زمینه و هدف: لجن آبگیری شده فاضلاب نوعی محصول فرعی در فرایند تصفیه فاضلاب است که در صورت عدم مدیریت مناسب می­ تواند مشکلات بهداشتی و زیست محیطی ایجاد کند. مطالعه حاضر با هدف تعیین قابلیت کمپوست شدن لجن آبگیری شده تصفیه خانه فاضلاب شهری یزد به روش ویندرو با تیمارهای مختلف انجام شد.

روش بررسی: در این مطالعه، لجن آبگیری شده فاضلاب با دو تیمار پسماند کشاورزی (کاه) و پسماند سبز (باغبانی) به ترتیب با نسبت وزنی 20:1 و 10:1 (پسماند کشاورزی:­ لجن آبگیری شده و پسماند سبز: لجن آبگیری شده) برای رسیدن به نسبت 20:C/N مخلوط و ویندروهایی به طولm 2، عرض cm 75 و ارتفاعm  1/5 ساخته شد. فرایند کمپوست‌سازی از طریق اندازه ­گیری پارامترهای دما، رطوبت، جامدات فرار، خاکستر، pH، EC، کربن آلی و برآورد نسبت C/N کنترل و در نهایت با مقادیر استاندارد اعلام شده توسط موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مقایسه گردید.

یافته ­ها: پس از گذشت 100 روز از شروع فرایند کمپوست‌سازی نسبت C/N در تیمار پسماند سبز به 6/25±13/08 و در تیمار پسماند کشاورزی به 5/35±15/46 رسید. مقدار جامدات فرار در تیمار پسماند سبز 14/01±19/8 درصد و در تیمار پسماند کشاورزی 16/06±20/71 درصد کاهش یافت. میزان EC در هر دو تیمار روند افزایشی داشت.

نتیجه‌گیری: کمپوست‌سازی منجر به بهبود شاخص­های کود آلی در لجن آبگیری فاضلاب با هر دو تیمار شد. به هر حال ویندرو حاوی پسماند سبز از لحاظ زمانی زودتر از ویندرو حاوی پسماند کشاورزی به استانداردهای تعیین شده کمپوست رسیده، رسید.