Iranian Journal of Health and Environment

fa بررسی تأثیر فرایند هوازی جزئی بر کارایی هاضم بی هوازی لجن فاضلاب شهری غنی از سولفات Investigating the effect of micro aerobic process on the efficiency of anaerobic digester of sulfate-rich municipal sewage sludge فاضلاب wastewater پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: غلظت بالای هیدروژن سولفوره بیوگاز، یک مشکل اساسی در ارتباط با هضم بی هوازی زائدات غنی از سولفات است که باعث اختلال در عملکرد فرایندی و کاهش عمر تأسیسات می شود. استفاده از روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی جهت کاهش H2Sبیوگاز به دلیل تولید زیاد لجن و هزینه بالای بهره برداری محدود است. فرایند هوازی جزئی یک روش جایگزین برای سولفورزدایی مستقیم از بیوگاز است. روش بررسی: در این مطالعه ابتدا مشخصات لجن تصفیه خانه تعیین شد. در ادامه تأثیر بارگذاری سولفات (200، 500 و mg/L 700) بر افزایشH2S بیوگاز و کارایی هاضم بی هوازی بدست آمد. سپس تأثیر هوادهی جزئی (1/04، 0/88، NL/day 1/34) بر کاهشH2S بیوگاز مشخص و شاخص های کنترلی فرایند از جملهORP و pH مورد ارزیابی قرار گرفت. نهایتاً در شرایط بهینه، حجم بیوگاز و درصد CH4 وCO2 بیوگاز تعیین شد. یافته‌ها: حجم بیوگاز تولیدی در بارگذاری mg/L 200 و نمونه شاهد تفاوت معنی داری نداشت ولیکن در بارگذاری mg/L 500 و 700 کاهش و به 4103 و mL 3929 رسید. S2 Hبیوگاز در نمونه شاهد و بارگذاری 200، 500 و mg/L 700 به ترتیب 0/35، 0/46، 2/4، 1/8 درصد بود. تحت تأثیر هوادهی جزئی با نرخ 0/88، 1/04، NL/day 1/34 مقدار H2S بیوگاز به ترتیب 1/95، 0/9، 0/4 و 0/1 درصد حجمی بیوگاز است. pH راکتور در بازه 7/2 تا 7/4 وORP در حدود 281- تا mV 291- تغییر داشت. بر اساس شاخص آماریANOVA تفاوت معنی داری بین میانگین تولید روزانه بیوگاز تحت تأثیرهوادهی با نرخ 0/88 و NL/day 1/04 وجود نداشت ولیکن هوادهی با نرخNL/day 1/34 منجر به کاهش تولید بیوگاز شد. نتیجه‌گیری: بـراسـاس یافته هـای ایـن پژوهـش هوادهی جزئی با نرخ NL/day 1/04 به دلیل کارایی مناسب در حذفH2S و همچنین هوای اضافی کمتر در بیوگاز، گزینه ای مناسب جهت سولفورزدایی از لجن فاضلاب شهری غنی از سولفات است. </div> <div style="text-align: justify;">Background and Objective: A high concentration of Hydrogen Sulfide in biogas is a major problem associated with anaerobic digestion of waste rich in sulfate. It disrupts the functional process and reduces the lifespan of biogas facilities. The micro-aerobic (MA) process is an alternative method for direct sulfurization. Materials and Methods: The effect of sulfate loading (200, 500 and 700 mg/L) on H2S in biogas were investigated. Subsequently, the effect of MA process (0.88, 1.04, 1.34 NL/day) on H2S reduction in biogas production was evaluated. Additionally, oxidation-reduction potential (ORP) and pH were measured. Finally, under optimal conditions, the biogas volume and the content of CH4 and CO2 in biogas were determined. Results: The results indicated that there were no significant differences in biogas volume production between the reactor fed with 200 mg/L sulfate and the control. However, the biogas production in reactors with 500 and 700 mg/L sulfate decreased to 4103 and 3929 mL, respectively. The H2S levels in control and reactors with 200, 500, 700 mg/L sulfate were 0.35, 0.46, 2.4, and 1.8%, respectively. In reactors with MA at rates of 0, 0.88, 1.04, 1.34 NL/day, the H2S levels were 1.95%, 0.9%, 0.4% and 0.1% (V/V) in biogas, respectively. The pH in reactor varied between 2.7 and 4.7, and the ORP was measured between -281 and -291 mV. Statistical analysis shows that no significant difference was observed between the average daily production of biogas with MA process of 0.88 and 1.04 NL/day. However, MA with 1.34 NL/day resulted in a decrease in biogas production. Conclusion: The results indicated MA at a rate of 1.04 NL/day is a favorable option for the treatment of sulfate-rich urban wastewater sludge due to its efficiency in H2S removal. </div> فاضلاب شهری, بیوگاز, هوازی جزئی, سولفات Municipal sewage, Biogas, Micro aerobic, Sulphate 125 138 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2798-1&slc_lang=fa&sid=1 Abbas Ali Moserzadeh عباسعلی مصرزاده moserzadeh@gmail.com No Department of Environmental Engineering, Aras International Campus, University of Tehran, Jolfa, Iran گروه مهندسی محیط زیست، پردیس بین المللی ارس، دانشگاه تهران، جلفا، ایران Gholamreza Nabi Bidhendi غلامرضا نبی بیدهندی ghhendi@ut.ac.ir Yes Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران Nasser Mehrdadi ناصر مهردادی MEHRDADI@UC.AC.IR No Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران Mohammad Javad Amiri محمدجواد امیری MJAMIRI@UC.AC.IR No Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران