مکانیسمهای تولید و تشخیص بو در فاضلاب 2

شایانذکر است که حلالیت گاز آمونیاک در آب بر عکس گاز سولفیدهیدروژن با افزایشpHکاهش می یابد . در نتیجه وقتی بر اثر اختلاط آهک با فاضلاب pHبالامی روداگر سولفید هیدروژن کم می شود ولی بوی گاز آمونیاک (بویی شبیه بوی کودتازه ) افزایش می یابد .
سولفید هیدروژن از احیای یون سولفات(SO4-2)بوسیله باکتریهای بی هوازی احیاکننده سولفات تولید می شود . این باکتریها در ظرفیت های پایین اکسید اسیونو احیاء(یعنی ORPحدود 2/0-3/0 ولت ) فعالیت می کنند . برای این باکتریهامحدود هpHحدود 6 الی 9و دمای مطلوب قریب به 30درجه سلسیوس است . ظرفیتاکسید اسیون و احیای فاضلاب تازه نسبتا زیاد است و کاهش آن در یکی دو روزاول در حدی نیست که برای فعلیت باکتریهای احیا کننده سولفات مناسب باشد .لذا ممکن است این پرسش مطرح شود که در شبکه جمع آوری فاضلاب که زمان ماندفاضلاب به سختی از چند ساعت تجاوز می کند سولفید هیدروژن چگونه تولید میشود ؟ پاسخ این پرسش را باید در لایه ای از میکروارگانیسم هایی که در سطحداخلی لوله های فاضلاب (در محل تماس فاضلاب باجداره لوله ) تشکیل می شودجستجو کرد . ته نشینی لجن در بستر لوله ها نیز به این فرایند کمک می کند .برای احیای سولفات به سولفید توسط باکتریها محیط باید عاری از اکسیژنمحلول نیترات و سایر عوامل اکسید کننده باشد .
از آنجا که لوله فاضلاب معمولا به صورت نیمه پر طراحی می شود جریان فاضلابدر لوله باهوا در تماس است . این تماس از ایجاد شرایط بی هوازی کامل درفاضلاب داخل شبکه جمع آوری و خطوط انتقال جلوگیری می کند . در خطوط اصلیانتقال فاضلاب که قطر لوله نسبتا بزرگ و سطح تماس فاضلاب باهوا بیشتر است. میزان تولید سولفید هیدروژن کمتر از خطوط فرعی و نیمه اصلی است .
البته با نصب لوله های عمودی در طول شبکه جمع آوری و خطوط انتقال می توانهوای داخل لوله را تهویه کرد . این عمل خروج گاز سولفید هیدروژن از فاضلابرا محدود کرده و باعث تخلیه گاز تولیدی از شبکه می شود . در لایه ای کهباکتری هادر سطح داخلی لوله های فاضلاب بوجود می آورند. شرایط کاملا بیهوازی است و این لایه که از میکروارگانیسم های رشته ای و مواد ژلاتینیترشح شده توسط میکروب ها تشکیل می شود محل مناسبی است برای رشد باکتری هایکوچکتر احیاء کننده سولفات به سولفید هیدروژن می باشد اگر اکسیژن محلول درفاضلاب زیاد باشد مقداری از آن به داخل این لایه نفوذ می کند اما این نفوذعمق چندانی ندارد و به جز مواردی که غلظت اکسیژن محلول در فاضلاب بالا استعمق نفوذ اکسیژن کمتر از 25/0میلی متر است. در قسمت زیر این ناحیه شرایط بهوازی وجود دارد و این همان محلی است که در آن باکتریهای احیا کنندهسولفید هیدروژن فعال اند . ضخامت این ناحیه نیز حدود 25/0میلی متر است.البته تا زمانی که لایه هوازی سطح لایه بی هوازی پوشانده است سولفیدهیدروژن حین عبور از آن مجددا به سولفات اکسید می شود و سولفید به جریانفاضلاب وارد نمی شود . بنابراین چنانچه غلظت اکسیژن محلول در فاضلاب بیشاز یک میلی گرم در لیتر باشد مقدار نفوذ گاز سولفید هیدروژن به داخلفاضلاب چندان زیاد نیست و اگر فاضلاب در داخل فاضلابرو متلاطم نشود مشکلعمدهای پیش نمی آید .
غلضت اکسیژن محلول در جریان فاضلاب دما و غلظت مواد آلی قابل تجزیهبیولوژیک عواملی است که بر عمق نفوذ اکسیژن در لایه میکربی جداره داخلیلوله اثر می گذارد . در شرایطی که غلضت اکسیژن محلول در جریان فاضلاب تاحد چند دهم میلی گرم در لیتر کاهش یابد اکسیژن لازم برای اکسید اسیونتمامی سولفید هیدروژن تولید شده در ناحیه بی هوازی به لایه میکربی نفوذنخواهد کرد و در نتیجه این گاز به جریان فاضلاب وارد خواهد شد . شکلشماره2-4 مکانیسم تولید گاز سولفید هیدروژن در لایه میکربی و شرایط لازمبرای ورود یا عدم ورود آن را به جریان فاضلاب نشان می دهد.
2-2 انتشار بو
برای انتشار بو به فرستنده منتقل کننده و گیرنده نیاز است عضو گیرنده بودر انساناعصاب بویایی است . اگر چه حس بویایی انسان نسبت به حیوانات وحشرات بسیار ضعیف تر است اما بسیاری از بوها را حتی در غلظتهای پایینتشخیص می دهد حس بویایی انسان برای تشخیص مواد و عناصر از حس چشایی اوبسیار قوی تر است . تاکنون وسیله ای که بوها را به دقت اندازه گیری کند بهبازار نیامده است و هنوز بینی به عنوان حساس ترین وسیله تشخیص و ردیابی بودر محیط شناخته می شود . جریان هوا به عنوان منتقل کننده گازهای بودار عملمی کند و هر ماده ای که از آن گاز یا بخار آزاد شود ظرفیت تولید بو رادارد و می تواند به عنوان فرستنده عمل کند . بینی یا گیرنده بو در انسانضعیف است و قادر نیست بسیاری از پیام ها ی صادره از این مواد را دریافتکند .
قبلا گفته شد مواد مولد بو از شکلهای مختلف انرژی برای تولید پیام بویاییاستفاده می کند . درجه دریافت بو توسط انسان به عوامل گوناگونی بستگی دارد. مهم ترین این عوامل عبارتند از :غلظت یا مقدار مواد بوزا در واحد حجمهوا فاصله انسان از منبع مولد بو شرایط هوا (به عنوان منتقل کننده بو )وبالاخره شرایط گیرنده پیام بویایی در انسان (بینی ) .
بوی حاصل از فرستنده ها (مواد بوزا ) معمولا به صورت بخار یا گاز بوده وممکن است در رسیدن آن به گیرنده (بینی ) تاخیر پیش آید . این تاخیر دلایلمتعددی دارد که مهم ترین آنها جذب فیزیکی (جذب سطحی جذب شیمیائی میعانوانجماد و جذب رنگی است .
جذب فیزیکی عمدتا ب اثر نیروهای واندروالسی و جذب شیمیائی بر اثر انتقالیا مشارکت الکترون ها رخ می دهد و میعان یا انجماد بر اثر مایع یا جامدشدن گازها یا بخارهای بودار در نتیجه کاهش دما و افزایش فشار رخ می دهد .جذب رنگی به علت جذب سطحی گازها یابخارات بودار روی سطوح رنگی پدید می آید. علل و چگونگی جذب رنگی دقیقا مشخص نیست ولی مسلم است که اجسام سیاهبیشترین و سطوح سفید کمترین مقدار جذب بو را دارد و مقدار جذب بو از رنگآبی به سبز و از رنگ قرمز به رنگ زرد کاهش می یابد .
به طور کلی می توان گفت که خلل و فرج و ناصافی سطوح رنگ ترکیب شیمیائی دماو رطوبت از عوامل مهم در تعیین نرخ جذب مواد شیمیائی در سطوح مختلف استعوامل تولید کننده بو ممکن است به صورت گاز و یا به صورت ذرات معلق در هواپراکنده باشد . وقتی که منبع مولد بو به صورت گاز بوده و در یک محل ثابتباشد احتمال جذب سطحی افزایش یافته و مشکل تولید بو مدتها ادامه پیدا میکند . مثلا بوی لباسهای آلوده برای مدتها و حتی پس از شستشو باقی می ماندو در ساختمانهایی که مواد بوزا وجود داشته است حتی پس از حذف منبع تولیدکننده بو برای سالها مشکل بوی بد ادامه خواهد داشت .
2-3- اثرات بو بر محیط زیست انسان
انسان قادر است بیش از 5000 بو را از یکدیگر تشخیص دهد . بو می تواندموجب افزایش تعداد ضربان قلب دفعات تنفس و فشار خون و حتی اضطراب و احساسدرد شود . تماس طولانی با مواد مولد بو به سیستم بویاییبدن لطمه می زند .بو در حافظه انسان باقی می ماند و بااستشمام مجدد آن خاطرات خوب یا بدتداعی می شود . اگر چه زبان به عنوان یک وسیله ارتباطی آسان باعث تضعیف حسبویایی شده است و دیگر انسان قادر نیست که به یاری حس یویایی از خطراتاحتمالی موقعیت دقیق مواد غدایی و یا فرزندان و بستگان خود آگاهی بیابد .ولی در هر حال بو همواره در زندگی انسان نقش بسیار مهمی دارد و ازدیادجمعیت و تراکم آن در مناطق شهری سبب شده است که تولید بو و نیز انتشار وپراکندگی آن نسبت به گذشته افزایش یابد .
بسیاری از بیماریها بوی مخصوص خود رادارد و بوی خاص هر بیماری یکی ازنمودارهای شناخت آن بیماری است . و یک پزشک با تجربه قادر است با استشمامبوی بیمار نوع بیماری او را مشخص کند .
از این نوع بیماری ها می توان به :آبسه،سوختگس ، سرطان ، آبله، حصبه،تیفوس،سرماخوردگی و قانقاریا اشاره کرد .
مردم با بوهای خوب و بد آشنا هستند . وجود بوهای بد نظیر بوی مواد دفعیبدن ، غذاهای فاسد ، بیماریها و خون موجب ناراحتی ، ناآرامی ، اندوه واضطراب و حتی ترس و وحشت و بر عکس رایحه ها و بوهای مطبوع نظیر بوی عطرها، گلها ، میوه ها ، مزارع سر سبز ، جنگل و نظیر آن باعث آرامش ، آسودگیخاطر و خوشحالی انسان می شود .
3-روشهای کنترل بو در تأسیسات فاضلاب شهری
در مراحل طراحی تأسیسات فاضلاب شهری مهندس طراح باید به منابع تولید بوتوجه داشته و روشها، موادو وسایل لازم برای جلوگیری و یا کنترل انتشارگازها و بخارات بدبو را در نظر داشته باشد . به طور کلی کنترل بو بااستفاده از روشهای زیر امکان پذیر است :
.کنترل بو در منبع ،
.پلیمری کرد از طریق افزودن مواد شیمیائی ،
.ترکیب با مواد شیمیائی به منظور تعویض بوی بد یا بوی مطبوع ،
.اضافه کردن مواد شیمیائی به منظور خنثی کردن خاصیت بوزایی ،
.عبور مواد تولید کننده از کاتالیزورها همراه با افزایش یا عدم افزایش مواد شیمیائی ،
.تجزیه شیمیائی یا حرارتی مواد مولد بو ،
.جذب سطحی و جذب شیمیائی ،
.رقیق سازی در اتمسفر ،
.میعان و انجماد ،
.خشک سازی .
استفاده از روشهای بالا برای کنترل بو در صنعت بسیار متداول است ولی در تأسیسات فاضلاب شهری بهتر است طراحی و ساخت به گونه ای صورت گیرد که احتمالتولید بو به حداقل برسد .
در این بخش ، به روش های عملی کنترل بو در تأ سیسات فاضلاب شهری به طور مختصر اشاره می شود .
3-1- کنترل بو در منبع
بسیاری از مشکلات مربوط به تولید بو در مرحله طراحی و ساخت تأ سیساتفاضلاب شهری قابل پیشگیری است . به عبارت دیگر ، مهندس طراح باید بااستفاده از تجارب گذشته و یا مطالعات آزمایشگاهی محل هائی که در آن احتمالتولید بو وجود دارد پیش بینی و مشخص نموده و تمهیدات لازم برای جلوگیری ازتولید بو در نظر بگیرد . مثلا تمهیداتی که برای جلوگیری از عفونی شدهفاضلاب می توان در نظر گرفت به قرار زیر است :
.تأمین مقداری اکسیژن محلول در فاضلاب در تمام اوقات
.تأمین حداقل سرعت در لوله ها و کانال ها برای جلوگیری از ته نشینی مواد معلق
.جلوگیری از توقف طولانی فاضلاب در یک محل در تحت شرایط بی هوازی
.تأمین تجهیزات لازم برای شستشوی منظم لوله ها،کانال هاو دیواره حوض ها
.پیش تصفیه فاضلاب های صنعتی تولید کننده بو قبل از ورود به تأسیسات فاضلاب شهری
3-2- استفاده از مواد شیمیائی
با اضافه کردن مواد شیمیائی به طور صحیح ، می توان از تولید بو جلوگیری .مواد شیمیائی ممکن است به شکل های مختلف در کنترل بو مؤثر باشد . مهمترینتأثیر مواد شیمیائی برای کنترل بو در تأ سیسات فاضلاب شهری عبارت است از :
·افزایش pHبرای یونیزه کردن سولفید هیدروژن و جلوگیری از خروج آن از فاضلاب به صورت گاز سولفید هیدروژن
·اکسید اسیون مولکول های ناپایدار مولد بو به مولکول های پایدار بی بو
·افزایش ظرفیت اکسید اسیون و احیاءفاضلاب به منظور جلوگیری از احیاءسولفات به سولفید هیدروژن
·جلوگیری از فعالیت باکتری های تولید کننده موا مولد بو
آن دسته از مواد شیمیائی که کاربردشان در کنترل بو متداول است عبارتند
·اکسید کننده ها :نظیر ازن ، آب اکسیژنه ، کلر ،هیپوکلریت سدیم و منگنات پتأ سیم
·مواد شیمیائی افزاینده ظرفیت اکسید اسیون و احیاء:نظیر اکسیژن،نیترات ،آب اکسیژنه و کلر
·باکتری کش ها:نظیر ازن ،کلر ،آب اکسیژنه،منگنات پتأسیم ،دی اکسید کلرو هیپوکلریت سدیم
·اصلاح کننده های PH: نظیر آب آهک و سودسوز آور
·منعقد کننده ها:نظیر کلرورفریک ،سولفان آلومینیویم
·خنثی کننده های بو :نظیر آکرولین-الکل آمیل –گلوکر-هیدروکسیدفریک
·خوشبوکننده ها:نظیر وانیل-هلیوتروپین-استات بنزیل-الکل فنیل اتیلی
·جذب کننده های سطحی :نظیر کربنی فعال
نکات عمومی که در انتخاب مواد شیمیائی برای کنترل بو در تأ سیسات فاضلاب شهری باید رعایت شود به قرار زیر است :
·تأ ثیر مواد شیمیائی بر سایر مواد شیمیائی موجود در فاضلاب
·اثرات تجمع مواد شیمیائی در فاضلاب تصفیه شده
·اثرات تجمع مواد شیمیائی در لجن حاصل از تصفیه فاضلاب
·تأ ثیر مواد شیمیائی بر عملیات فیزیکی و فر آیند های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب
·سهولت راهبری و نگهداری دستگاههای اضافه کننده مواد شیمیائی به فاضلاب
·رعایت مسائل ایمنی در نگهداری و حمل و نقل مواد شیمیائی
·وجود مواد شیمیائی در بازار با قیمت مناسب
مثلا اگر چه استفاده از گاز کلر به دلیل غیر فعال باکتری های تولید کنندهمواد مولد بو و ترکیب با گاز سولفید هیدروژن ، در کنترل بو فوق العادهمؤثر است ولی باید توجه داشت که اولا وجود مشتقات گاز کلر در فاضلاب (اسیدهیپو کلریت و یون هیپو کلریت)ممکن است در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب اختلالایجاد کند ،ثانیا از ترکیب کلر با مواد آلی موجود در فاضلاب ممکن است موادآلی کلرینه نظیر کلروفوم ، کلروفنل ها ،و متیل کلریدها تشکیل شود که بهنوبه خود فوق العاده سمی و مولد بو می باشند .
3-3- صاف کردن (فیلتر اسیون)
عبور گازها و بخارهای مولد بو از فیلتر ها باعث جذب آن در صافی می شود .در گذشته از خاک به عنوان فیلتر استفاده می شد ولی امروزه برای جذب عواملمولد بو، فاضلاب را از فیلتر های پلاستیکی عبور می دهند . رشد میکروارگانیسم در سطح خارجی قطعات پلاستیک باعث جذب و تغییر ماهیت عوامل بوزامی شود . زمان ماندهیدرولیک در این فیلتر ها حد 5تا25 ثانیه ، بارهیدرولیک 5/0تا4/1 لیتر به متر مربع در ثانیه و بار مواد آلی حدود 9/4کیلوگرم اکسیزن خواهی بیو شیمیائی پنج روزه (BOD5) به متر مربع در روز است.
برای جداسازی و تغییر ماهیت گازها و بخارهای مولد بو می توان از فیلتر هایبیولوژیکی از جنس کمپوست نیز استفاده کرد . در این روش معمولا سطحواحدهایی را که در آن بو تولید می شود با قطعات پلاستیکی می پوشانند وهوای زیر سر پوشها را با پمپ مکش تخلیه می کنند و از فیلتر های کمپوستعبور می دهند . وجود میکروارگانیسم ها در محیط کمپوست موجب جذب و تغییرماهیت مواد مولد بو می شود .
3-4- کنترل بیولوژیکی
یکی از روش های دیگر کنترل بو در تأ سیسات فاضلابی ، نامناسب سازی محیطبرای رشد باکتریهای تولید کننده بو است . برای این کار معمولا از سه روشاستفاده می شود :
·اضافه کردن گونه های خاصی از میکروارگانیسمها که شرایط را برای رشدمیکربهای مولد بو نامساعد می کنند . البته باید توجه داشت که تقریبا تمامیمیکرو ارگانیسمها وقتی در شرایط نامناسب قرار می گیرند بو تولید می کنند .لذا کاربرد این روش بسیار محدود است ؛
·اختلاط نیترات به فاضلاب قبل از آنکه عفونی شود از آنجه که احیاء سولفاتبه هیدروژن به سولفوره بعد از اتمام اکسیژن محلول و نیترات صورت می گیرد وتا زمانی که نیتروژن نیتراتی به عنوان گیرنده هیدروژن (الکترون) در محیطوجود دارد باکتریها از گوگرد سولفاتی استفاده نمی کنند، اضافه کردن نیتراتممکن است به عنوان یک راه موقت کنترل بو ، مطرح باشد ؛
·پیش هوادهی درابتدای تصفیه خانه علاوه بر جلوگیری از عفونی شدن فاضلاب درواحدهای تصفیه مقدماتی موجب بهتر شدن کیفیت تصفیه فاضلاب می شود مثلا درفرایند لجن فعال یکی از دلایل بروز پدیده بالکینک رشته ای ،ورود فاضلابعفونی شده به حوض هوادهی است . البته اگر فاضلاب قبلا در شبکه عفونی شدهباشد عمل هوادهی موجب خرج سریع گاز هیدروژن سولفوره از فاضلاب و انتشار بومی شود . در چنین مواردی لازم است از حوض هوادهی پوشیده استفاده شود وهوای آن را به طور مرتب تهویه و بااستفاده از فیلتر های بیولوژیکی تصفیهکرد . عمل پیش هوادهی بهتر است برای مدت 10تا45 دقیقه انجام شود . به طورکلی می توان گفت که سیستم دانه گیری هوادهی شده از نظر کنترل بو در تصفیهخانه و کیفیت تصفیه فاضلاب از سایر سیستمهای دانه گیری بهتر است واگر زمانماند فاضلاب در این سیستم تا حدود 15دقیقه افزایش یابد و بخشی از لجنمازاد ثانویه از حوض ته نشینی ثانویه با فاضلاب ورودی به این سیستم مخلوطشود بازده زدایش اکسیژن خواهی بیو شیمیائی در حوض ته نشینی اولیه تصفیهخانه فاضلاب شهری از حدود 30درصد به حدود 50درصد افزایش خواهد یافت .
3-5- سوزاندن گازهای بدبو
یکی از شیوه های دیگر کنترل بو ، جمع آوری گاز های بد بو و سوزاندن آن دریک محفظه احتراق می باشد . شرایط حاکم در محفظه احتراق به نوع گاز مولد بوو بازده زدایش آن بستگی دارد . معمولا اگر دمای محفظه احتراق بیش از750درجه سلسیوس می باشد ظرف مدت چند ثانیه تقریبا تمام گاز های بد بویتولید شده در تأسیسات فاضلابی سوخته می شود باید توجه داشت که سوخت ناقصبعضی از گازها ممکن است مشکل تولید بو را تشدید کند و یا گازهای جدید مولدبو تولید شود . چنانچه از کاتالیزور استفاده شود می توان دمای محفظهاحتراق را تا محدوده 260 تا430 درجه سلسیوس کاهش داد . کاتالیزور هائی کهدر محفظه احتراق مورد استفاده قرار می گیرد معمولا از جنس پلاتنیویم (طلایسفید ) و یا پالادیوم می باشد که روی پایه سرامیکی نسب می شود . البتهاستفاده از نیکل ، مس و منگنز نیز به عنوان کاتالیزور مرسوم است .
3-6- جذب سطحی
استفاده از کربن فعال در جذب سطحی و اکسیداسیون گاز مولد بو بسیار مؤثراست . در این روش نیز گازهای مولد بو جمع آوری و لتون کربن فعال عبور میدهند . عوامل مؤثر در جذب سطحی عبارت است از :
·نوع ماده جذب کننده
·نوع و غلظت گاز جذب شونده
·فشار
·دما
·رطوبت نسبی
سرعت جذب سطحی با افزایش نسبت سطح به وزن ماده جذب کننده ، افزایش فشار ،کاهش دماو افزایش وزن مولکولی گاز جذب شونده ، زیاد می شود . وقتی رطوبتنسبی بیش از 60درصد باشد سرعت جذب سطحی بعضی از گازهای مولد بو کاهش مییابد .
کربن فعال در حضور رطوبت به کاتالیزور عمل کرده و باعث اکسیداسیون سولفید هیدروژن به عنصر گوگرد می شود :
H2S+

کربن فعال در جذب سطحی مواد آلی مولد بو نظیر آلو ئید ها و اسکتول نیزبسیار مؤثر است . زمان لازم برای جذب گازهای بد بو روی ستون کربن فعالحدود 5/0 تا5/1 ثانیه است . تجربه نشان داده است که اگیر غلظت سولفیدهیدروژن در هوا حدود سه قسمت در میلیون باشد و هوا با سرعت 5/8 متر مکعبدر دقیقه از یک ستون کربن که سطح آن 60*60 سانتیمتر و عمق آن 22سانتیمتراست عبور داده شود متجاوز است از 90 درصد گاز سولفید هیدروژن از آن جدا میشود . البته اگر عمق ستون کربن فعال حدود 1 متر افزایش یابد قادر استتقریبا تمام گاز سولفید هیدروژن که غلظت آن 40قسمت در میلیون است از هواجدا کند .

برچسب: نویسنده: امیرحسین ستوده بیدختی تاريخ: دوشنبه 22 13 ساعت: 21:43

درباره سایت

آخرین مطالب

امکانات وب

مکانیسمهای تولید و تشخیص بو در فاضلاب 2

صفحه بندی

آرشیو مطالب

پيوندهای روزانه

لینک دوستان

خبرنامه