مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله تاثیر افزودن لجن فاضلاب بر شدت نیتریفیکاسیون و جذب نیتروژن به وسیله گیاه ذرت
سروش سالک گیلانی - دانشجوی سابق کارشناس ارشد گروه خاکشناسی ، دانشگاه صنعتی اصفهان
فرشید نوربخش - استادیار گروه خاکشناسی ، دانشگاه صنعتی اصفهان
مجید افیونی - دانشیار گروه خاکشناسی ، دانشگاه صنعتی اصفهان
یحیی رضایی نژاد - استادیار گروه خاکشناسی ، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده مقاله:
لجن فاضلاب در سال های اخیر به عنوان یک کود آلی برای افزایش حاصلخیزی خاک های زراعی مورد استفاده قرار گرفته است . این تحقیق به بررسی تاثیر سطوح و دفعات مختلف استفاده از لجن فاضلاب بر سرعت فرایندهای معدنی شدن و نیتریفیکاسیون در شرایط انکوباسیون آزمایشگاهی و نیز به بررسی جذب نیتروژن به وسیله گیاه ذرت و عملکرد آن در یک ازمایش مزرعه ای پرداخته است. در مزرعه تحقیقاتی لورک نجف آباد ( خاک فاین لومی میکسد ترمیک هاپل آرجید ) سطوح مختلف صفر ، 25 و 50 و 100 مگاگرم در هکتار لجن فاضلاب بین یک تا 3 سال متوالی با سه تکرار تیمار گردید. یک تیمار کود شیمیایی نیز در نظر گرفته شد . کوددهی در سال های 1378، 1379 و 1380 انجام گردید. نمونه های خاک در سال 1380 از عمق 15-0 سانتی متری خاک برداشت گردید. سرعت معدنی شدن ، سرعت نیتریفکاسیون ، عملکرد و جذب نیتروژن در گیاه ذرت اندازه گیری شد . نتایج نشان داد افزودن لجن فاضلاب باعث افزایش معنی دار کربن آلی خاک گردیده است . از سوی دیگر ، روند مشابهی در سرعت معدنی شدن نیتروژن و نیتریفکاسیون مشاهده گردید. الگوی تغییرات عملکرد ذرت و جذب نیتروژن به وسیله این گیاه نیز با افزایش سطح و دفعات افزودن لجن فاضلاب ، افزایش معنی دار نشان داد. رگرسیون ساده خطی نشان داد که بین کربن آلی خاک و سرعت نیتریفکاسیون ارتباط معنی داری وجود دارد (0/001> P و 0/825=r) . همچنین بین جذب نیتروژن به وسیله گیاه ذرت و سرعت نیتریفکاسیون نیز همبستگی معنی داری (0/001>P و 0/856=r) مشاهده گردید. به طور کلی چنین به نظر می رسد که با توجه به ارتباط قوی بین جذب نیتروژن به وسیله گیاه ذرت و سرعت نیتریفیکاسیون می توان از سرعت نیتریفیکاسیون به عنوان یک شاخص آزمون خاک برای سنجش کمی مقادیر قابل جذب نیتروژن به وسیله ذرت استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها:
لجن فاضلاب ، نیتریفیکاسیون ، معدنی شدن نیتروژن

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله تاثیر دما و بارهیدرولیکی در نیتریفیکاسیون فاضلابهای با غلظت آمونیاک بالا در سیستمRBCp
بهمن یارقلی - عضو هیات علمی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج
مهدی برقعی - استاد دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی شریف
چکیده مقاله:
صنایع غذایی، نفت و پتروشیمی، صنایع نظامی و کشتارگاههای دام و طیور، از صنایع پر مصرف آب بوده و فاضلابی با غلظت آمونیاک بالا تولید می کنند که قابل تصفیه در سیستم های رایج نیستند. با توجه به رشد سریع این صنایع و اثرات سوء ناشی از ورود پساب آنها به محیط زیست، ضرورت استفاده از روشهایی با هزینه کم و راندمان بالا احساس می شود. نیتریفیکاسیون مرحله اول و مهم ترین مرحله حذف بیولوژی ترکیبات آمونیاکی بوده که قابل اجرا در سیستم های بیوفیلمی است. این سیستمها به ویژه راکتورهای RBCp با نیاز به حداقل زمین و انرژی ، راهبری ساده، عدم نیاز به هوادهی و برگشت لجن، نسبت به سایر روشها اولویت دارند. با توجه به حساسیت سیستم های RBCp به دما و بار هیدرولیکی و اختلاف دمائی موجود در سطح کشور آزمون راکتور RBCp در شرایط دمائی و بار هیدرولیکی مختلف ضروری می باشد. در این تحقیق با ساخت سیستم RBCp در مقیاس آزمایشگاهی ، آنرا با فاضلاب سنتیک با ترکیبی مشابه با فاضلابهای صنعتی راه اندازی کرده و به بررسی اثر دما و بار هیدرولیکی در عملکرد آن پرداخته شد. نتایج نشان داد در محدوده دمایی 12/5 الی 22/5 درجه سانتیگراد میزان نیتریفیکاسیون افزایش سریعی داشته ولی از 22/5 الی 32/5 درجه سانتیگراد افزایش ناچیز است. همچنین مشاهده شد با افزایش بار هیدرولیکی راندمان نیتریفیکاسیون کاهش می یابد.
کلیدواژه‌ها:
نیتریفیکاسیون- RBCp - آمونیاک - فاضلاب صنعتی - دما - نیتروباکتر- نیتروزموناس

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

حذف بیولوژیکی نیتروژن
حذف ازت از فاضلاب پیچیده می‌باشد زیرا علاوه بر حذف از لجن و پساب تصفیه شده، در حین تصفیه ثانویه نیتریفیکاسیون نیز صورت می‌گیرد. نیتریفیکاسیون معمولاً در استخرهای اختیاری و برکه‌ها اتفاق نمی‌افتد اما در سیستم‌هایی که دارای برگشت لجن هستند اتفاق می‌افتد. برای این که نیتریفیکاسیون رخ ده د عمر لجن   باید حداقل 5/9 روز در دمای   مایع مخلوط) و یا سه روز در دمای   باشد. دنیتریفیکاسیون در غیاب اکسیژن محلول انجام می‌شود و در طی آن نیترات‌هایی که قبلاً تشکیل شده‌اند به گاز ازت احیاء می‌شود و به اتمسفر رها می‌شود. برای این که دنیتریفیکاسیون انجام شود باید قبلاً نیتریفیکاسیون انجام شده باشد.

در سیستم‌های لجن فعال، دنیتریفیکاسیون می‌تواند در حوضچه‌های مخصوص انجام شود که درست بعد از حوضچه‌ هوادهی قرار دارند و مایع مخلوط بدون این که هوادهی شود در آن نگهداری می‌شود. اما کاملاً بهم زده می‌شود تا از ته‌نشینی MLVSS جلوگیری شود. طی این مدت اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها بدلیل تنفس خود تخریبی ابتدا از اکسیژن محلول موجود در مایع مخلوط تأمین می‌شود. اکسیژن محلول به سرعت کاهش می‌یابد و آنگاه اکسیژن لازم بوسیله اکسیژن آزاد شده از تجزیه نیترات تأمین می‌شود. سپس مایع مخلوط که مرحله دنیتریفیکاسیون را گذرانده ته‌نشین شده و جامدات به حوضچه هوادهی برگشت داده می‌شوند. برای انجام فرآیند نیتریفیکاسیون – دنیتریفیکاسیون گزینه‌های متعددی وجود دارد که با توجه به شرایط مختلف می‌توان از بهترین گزینه استفاده نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نیتریفیکاسیون
چنانچه نیتریفیکاسیون در تصفیه‌خانه محقق نشود این عمل در آبهای پذیرنده بوقوع خواهد پیوست و بنابر این اکسیژن مورد نیاز مازادی بر رودخانه اعمال خواهد شد.
دو گونه مهم میکروارگانیسمها که در فرآیند نیتریفیکاسیون دخالت دارند. نیتروزوموناس و نیتروباکتر می‌باشند. باکتری نیتروزوموناس دارای سلول میله‌ای شکل، متحرک، بدون اسپور و هوازی مطلق است و بهترین رشد آن در دمای 20 تا 25 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
نیتروباکتر، میکربی بدون اسپور، غیرمتحرک و میله‌ای است. نیتروباکتر هم مطلقاً هوازی است این میکروارگانیسمها اتوتروف هستند و انرژی لازم برای رشد را از اکسیداسیون مواد معدنی ازت بدست می‌آورند و برای سنتز به جای کربن آلی از کربن معدنی (دی‌اکسیدکربن) استفاده می‌کنند.
توانایی نیتروزوموناس محدود به اکسیداسیون آمونیاک به نیتریت می‌باشد. از طرف دیگر نیتروباکتر اکسیداسیون نیتریت به نیترات را به انجام می‌رساند، چون فرآیند نیتریفیکاسیون یک واکنش زنجیره‌ای است . فرآیندهای تصفیه باید طوری باشد که محیط مناسب را برای رشد هر دو نوع باکتری نیترات‌ساز فراهم سازد.
باکتریهای مربوط به فرآیند نیتریفیکاسیون اتوتروف بوده و واکنش را در دو مرحله به انجام می‌رسانند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نیتریفیکاسیون و دی نتیریفیکاسیون بیولوژیکی  Biological Nitrification & Denitrification

ترکیبات آلی در تصفیه بیولوژیکی خود تجزیه گشته و آمونیاک تولید می کند آمونیاک نیز توسط اکسید شدن تبدیل به یون نیترات ها و نیتریت ها می شود. اکسیده شدن آمونیاک از همان طریق هوادهی میسر می باشد گاهی نیز در هوادهی طولانیمقدار زیادی از آمونیاک تبدیل به نیترات می شود یعنی عمل نیتریفیکاسیون انجام می گیرد ولی چون زمان لازم برای نیتریفیکاسیون بیشتر از زمان لازم برای تصفیه و برداشت کربن آن بطریق بیولوژیکی می باشد، باید برای نیتریفیکاسیون نیز واحد جداگانه ای در نظر گرفت . از این جهت می توان از یک تانک هوادهی جداگانه برای نیتریفیکاسیون استفاده نمون یعنی پساب را ابتدا در یک تانک هوادهی تصفیه نمود (برداشت موادکربنه ) و سپس در تانک دیگر برداشت ازت یعنی نیتریفیکاسیون میسرخواهد شد. PH اپتیمم برای نیتریفیکاسیون 4/8 و حداقل غلظت اکسیژن باید 1 mg/l  باشد.

دینتیریفیکاسیون فعل و انفعالی است غیر هوازی و احتیاجی نیز به یک مبناء کربن دارد.از این نظر اغلب از متانول به غلظت حدود 60 mg/l  ( از شکر ، اتانول ، استون و استیک اسید نیز استفاده شده ) بعنوان مبناء کربن استفاده نمودهو در یک راکتور شیمائی – بیو شیمائی مثل یک ستون پکینگ دینتیریفیکاسیون را انجام می دهند .

دنیتریفیکاسیون و دینتیریفیکاسیون مراحلی هستند که پس ازمرحله تصفیه  بیولوژیکی قرارمی گیرند معمولا قادر به برداشت حدود 90% از ازت پساب می باشندالبته لازم به یادآوری است که درهمه تصفیه خانه ها این سیستم رعایت نمی شود و مساله مهم اکسیده شدن آمونیاک بوده ومراحل بعدی همیشه لازم بنظر نرسیده است

مرجع تخصصی آب و فاضلاب