بررسی قابلیت روش اولتراسونیک در کاهش جرم و حجم لجن تصفیه‌خانه‌های فاضلاب

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران- محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در تصفیه­خانه­های فاضلاب حجم زیادی لجن مازاد بیولوژیکی تولید می­شود که هزینه فرایند تصفیه و دفع آن تقریباً نیمی از کل هزینه بهره­برداری را شامل می­شود. در این تحقیق، سعی بر آن بود تا به کمک امواج اولتراسونیک میزان حجم و جرم لجن کاهش داده شود. در بخش اول، سه مجموعه لجن با درصد جامدات کل 5/0، 1 و 2 در معرض امواج اولتراسونیک تحت فرکانس 20 کیلوهرتز و دامنه­های 6، 8 و10 میکرومتر در زمان­های 0، 120، 180، 240 و 300 ثانیه قرار گرفت. در شرایط بهینه TS معادل 2 درصد و دامنه 8 میکرومتر کاهش حجم لجن معادل 45 درصد پس از 3 دقیقه به دست آمد. در بخش دوم، با راه­اندازی پنج سیستم SBR (یکی شاهد)، 10، 20، 30 و 40 درصد از کل لجن تولید شده در هر سیستم، تحت شرایط بهینه به دست آمده از بخش اول آزمایش­ها قرار گرفت. طبق نتایج حاصل، حداکثر 13 درصد کاهش تولید لجن به دست آمد که بیانگر قابلیت روش اولتراسونیک در کاهش جرم و حجم لجن می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Capability of Ultrasonic Method in Sludge Mass and Volume Reduction from Wastewater Treatment Plants

نویسندگان [English]

  • Samaneh Pashazanousi 1
  • Bita Ayati 2
  • Hossein Ganjidoust 2
1 Civil and Environment Engineering Faculty, Tarbiat Modares University
2 Civil and Environment Engineering Faculty, Tarbiat Modares University

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sludge disintegration
  • TSS
  • sCOD
  • SBR
[1]      Bukuru, G., Jian, Y., "Synchronous Municipal Sewerage-Sludge Stabilization", Journal of Environmental Sciences, 2005, 17 (1), 59-61.
[2]      Riedel, Jr. D. J., "An Investigation into the Mechanisms of Sludge Reduction Technologies", MSc Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, USA, 2009.
[3]      Kamiya, T., Hirotsuji, J., "New Combined System of Biological Process and Intermittent Ozonation for Advanced Wastewater Treatment", Water Science and Technology, 1998, 38 (8-9), 147-153.
[4]      Moussavi, G., Asilian, H., Jamal, A., "Effect of Ozonation on Reduction of Volume and Mass of Waste Activated Sludge", Journal of Applied Sciences Research, 2008, 4 (2), 122-127.
[5]      Muz, M., Ak M. S., Komesli, O. T., Gökçay C. F., "Intermittent Ozone Application in Aerobic Sludge Digestion", The Journal of the International Ozone Association, 2013, 36 (1), 57- 64.
[6]      Neyens, E., Baeyens, J., "A Review of Thermal Sludge Pre-Treatment Processes to Improve Dewaterability", Journal of Hazardous Materials, 2003, 98 (1-3), 51-67.
[7]..... Vlyssides, A. G., Karlis, P. K., "Thermal-Alkalin Solubilization of Waste Activated Sludge as a Pre-Treatment Stage for Anaerobic Digestion", Bioresource Technology, 2004, 91 (2), 201-206.
[8]      Elissen, H. J. H., "Sludge Reduction by Aquatic Worms in Wastewater Treatment with Emphasis on the Potential Application of Lumbriculus Variegatus", PhD Thesis, Wageningen University, Netherlands, 2007.
[9]      Buys, B. R., Klapwijk, A., Elissen, H., Rulkens, W. H., "Development of a Test Method to Assess the Sludge Reduction Potential of Aquatic Organisms in Activated Sludge", Bioresource Technology, 2008, 99, 8360-8366.
[10]    Song, B., Chen, X., "Effect of Aeolosoma Hemprichi on Excess Activated Sludge Reduction", Journal of Hazardous Materials, 2009, 162, 300-304.

[11]    Wang, Z., Yu, H., Ma, J., Zheng, X., Wu, Z., "Recent Advances in Membrane bio-Technologies for Sludge Reduction and Treatment", Biotechnol Advances, 2013, 31. (8), 1187-99.

[12]  Li, Z., Tian, Y., Ding, Y., Lu, Y., "Systematic Analysis of Biomass Characteristics Associated Membrane Fouling During Start-Up of A Hybrid Membrane Bioreactor using Worm Reactor for Sludge Reduction", Bioresource Technology, 2013, 136, 155-162.
[13]    Lajapathi, C. R., Stuenkmann, G., Mueller J., Gangadharrao, R. P., "Influence of Ultrasonic Disintegration on Sludge Growth Reduction and Its Estimation by Respirometry", Environmental Science and Technology, 2004, 38 (22), 5779-5785.
[14]    Na, S., Kim, Y. U., Khim, J., "Physiochemical Properties of Digested Sewage Sludge with Ultrasonic Treatment", Ultrasonic Sonochemistry, 2007, 14 (3), 281-285.
[15]    Zhang, G., Zhang, P., Yang, J., Chen, Y., "Ultrasonic Reduction of Excess Sludge from the Activated Sludge System", Journal of Hazardous Material, 2007, 145 (3), 515-519.
[16]    Yan, Y., Feng, L., Zhang, C., Zhu, H., Zhou Q., "Effect of Ultrasonic Specific Energy on Waste Activated Sludge Solubilization and Enzyme Activity", African Journal of Biotechnology, 2010, 9 (12), 1776-1782.
[17]    Tiehm, A., Nickle K., Nies, U., "The Use of Ultrasound to Accelerate the Anaerobic Digestion of Sewage Sludge", Water Science and Technology, 1997, 36 (11), 121- 128.
[18]    Cheeke, J. D. N., "Fundamentals and Applications of Ultrasonic Waves", 2002, Publisher: CRC Press.
[19]    Akin, B., "Waste Activated Sludge Disintegration in an Ultrasonic Batch Reactor", Clean Soil, Air, Water, 2008, 36 (4), 360-365.
[20]    APHA, AWWA, WEF, Standard Method for Examination of Water and Wastewater, 21st Edition, Washington D.C., USA, 2005.
[21]    Xie, R. J., Xing, Y. J., Ghani Yahya, A., Ooi, K. E., Ng, S. W., "Ultrasonic Disintegration Technology in Improving Anaerobic Digestion of Sewage Sludge Under Tropic Conditions", 10th European Biosolids and Biowaste Conference, Wakefield, UK, 13- 16 November, 2005.
[22]    Minervini, D., "The Potential of Ultrasound Treatment for Sludge Reduction", PhD Thesis, Cranfield University, UK, 2008.