تصفيه آب و فاضلاب

مدل كنترل فناوري اطلاعات براي كارخانه تصفيه فاضلاب 2 چكيده حاكميت فناوري اطلاعات (IT) در يك تصفيه خانه فاضلاب بزرگ با توجه به چارچوب COBIT مورد بررسي قرار گرفت. ازن نسخه COBIT Quickstart به عنوان پايه اي براي ارزيابي وضعيت فعلي فاز I در طول اين معاينه استفاده شد. آزمون هاي ارزيابي براي CIO انجام شد كه نياز شديد به حاكميت فناوري اطلاعات در اين حوزه را نشان مي دهد. در ادامه ، مصاحبه هايي با افراد انجام شد تا تلاش شود وضعيت فعلي حاكميت فناوري اطلاعات را شناسايي كند و شكاف ها را شناسايي كند. نمونه اي از شيوه هاي مديريت از چهار حوزه COBIT مورد كاوش قرار گرفت. فاضلاب بهداشتي مدير بخش ، CIO و دو مدير بخش فناوري اطلاعات مصاحبه كردند و س questionsالاتي را پرسيدند كه به چهار دامنه چارچوب COBIT ترسيم شده است. مدل COBIT فعلي حاصل در اينجا ارائه شده است.اسمزمعكوس  اين تحقيق مي تواند توسط سازمانهاي ديگر در اين دامنه به عنوان مدلي براي بررسي حاكميت IT خود براي محك زدن و شناسايي شكاف ها استفاده شود.لوله كاروگيت كارهاي آينده شامل ادامه تجزيه و تحليل وضعيت فعلي و شناسايي شكاف خواهد بود. به دنبال آن يك تعريف حالت مطلوب براي حاكميت فناوري اطلاعات همانطور كه توسط نسخه COBIT Quickstart تجويز شده است ، دنبال مي شود.تراكم در هنگام جامد بودن از مايع باعث مي شود درياچه ها از بالا به پايين منجمد شوند و به حيات اجازه مي دهد تا وجود داشته باشند (كوتز و پورسل ، 1991). زندگي در اين سياره به توزيع جهاني آب بستگي دارد (World News Digest، 2009). تقريباً 95٪ آب به صورت اقيانوس است (World News Digest، 2009). سپتيك تانك بيشتر آب شيرين باقيمانده در كلاهك هاي يخي قفل شده است (اخبار جهاني ، 2009). اين باعث مي شود 1٪ از منابع آب جهاني در دسترس براي موجودات زميني باشد. اكثر اين بخش كمي از آب شيرين در سفره هاي زيرزميني وجود دارد. شكل 1 توزيع جهاني آب را نشان مي دهد (World News Digest، 2009 آب همراه با نقش بيولوژيكي حياتي خود داراي كاربردهاي صنعتي زيادي است از جمله به عنوان ماده معلق (به عنوان مثال ، دوغاب سازي كاغذ و دوغاب ذغال سنگ) ، حلال ، ماده رقيق كننده ، خنك كننده و منبع هيدروژن. اين در فيلتراسيون ، شستشو ، توليد بخار ، هيدراتاسيون آهك و سيمان ، فرآوري منسوجات ، استخراج گوگرد و هيدروليز (اخبار جهاني ، 2009). از آب براي توليد اسيد سولفوريك ، اسيد نيتريك ، كربنات سديم و آمونياك استفاده مي شود. همچنين از آن براي استخراج روغن و گوگرد از زمين استفاده مي شود (World News Digest، 2009). عصر صنعتي تقاضاي بيشتري براي محيط طبيعي داشت. آب با مصرف و آلودگي تحت تأثير فرآيندهاي جديد صنعتي قرار گرفت. در سال 1969 رودخانه آلوده Cuyahoga در كليولند ، اوهايو دچار آتش سوزي شد (Ohio History Central، 2005). اعتقاد بر اين بود كه اين حادثه به دليل پرتاب جرقه و اشتعال يك لكه نفتي در رودخانه توسط قطار عبوري اتفاق افتاده است (Ohio History Central، 2005). اين رودخانه قبلاً آتش گرفته و اين نگراني و نگراني فزاينده براي مشكلات زيست محيطي باعث ايجاد آژانس حفاظت از محيط زيست (EPA) در سال 1970 شد (Ohio History Central، 2005). اين آژانس به نهاد اصلي فدرال رسيدگي به آلودگي آب براي كشور ما تبديل شد (World News Digest، 2009).

البته براي تصفيه فاضلاب هاي با جريان كوچك در سپتيك تانك، استفاده از يك كنترل كننده DO براي كنترل هوادهي در طي دوره هوادهي، مقرون به صرفه نيست، زيرا كنترل كننده DO با يك كاوشگر تقريبا 5000 دلار هزينه براي دريچه منهول دارد و براي اطمينان از عملكرد مناسب، پروب به طور مرتب در ازن ژنراتورنگهداري مي شود. بنابراين، اين سناريو نيز با استفاده از iBBR-II ، با يك هوادهي ثابت مورد آزمايش قرار گرفت.در جدول 1 شرايط انجام آزمايش براي هر دو حالت iBBR-I (با كنترل DO) و iBBR-II (بدون كنترل DO) آمده است.

تصفيه  فلزات سنگين  

فلزات سنگين در آب شيرين كن(RO) از جمله نيكل، مس، روي و ... در فاضلاب صنايع مختلف وجود دارد كه بيش از تخليه بايد با روشي مناسب حذف كرد، زيرا در صورت وارد شدن به بدنه‌هاي آبي مثل رودخانه، حيات آبزيان و در نهايت حيات انسان نيز به خطر مي‌افتد. به منظور از بين بردن فلزات سنگين موجود در فاضلاب، تكنيك هاي بسياري وجود دارد كه استفاده از جاذب‌ها از جمله اين روش‌ها به شمار مي‌رود. روش جذب معمولاً به دليل عملكرد و سهولت اجراي در حذف و يا كاهش فلزات سنگين موجود در پساب مايع مورد استفاده قرار مي‌گيرد. جاذب‌هاي مورد استفاده براي جذب فلزات سنگين مي‌توانند از منشأ آلي مانند كربن فعال و يا از منشاء معدني مانند زئوليت طبيعي، پودرهاي كلسيم سيليكات  و رس‌هاي طبيعي باشند

نتايج

نتايج آزمايش نشان داد كه ميزان حذف COD در مخازن پلي اتيلن براي حالت iBBR-I 93% و براي حالت iBBR-II 95% و ميزان حذف نيتروژن 81% رخ داد.با توجه به نتايج بدست آمده، اين روش، روشي مناسب براي حذف نيتروژن در فاضلاب‌هاي با حجم كم به شمار مي‌رود.

اساس روش فنتون

شكل گيري  راديكال OH در فرآيند فنتون در مخازن پلي اتيلن، با حمايت والينگ (1998) ، با استفاده از پروب هاي شيميايي و يا تكنيك هاي طيف سنجي به طور تجربي مورد تأييد قرار گرفته است(ليندسي و تار 2000).هنگامي كه مقدار مطلوب pH محيط آبي آلوده در حدود 2.8-3.0 باشد ، فرآيند فنتون مي تواند به طور مؤثر اعمال شود. در واقع، در اين شرايط، واكنش فنتون را مي توان با رفتار كاتاليزوري زوج Fe3+  و  Fe2+ منتشر كرد. شايان ذكر است كه فقط مقدار كمي از Fe2+ مورد نياز است، زيرا اين يون از واكنش  بين Fe3+ و H2O2 كه به واكنش شبه فنتون معروف است بازسازي مي شود.)هابر و ويس 1932،1934).

راديكال HO2 در مقايسه با راديكال OH قدرت اكسيداسيون پايين تري دارد و بنابراين، نسبت به تركيبات آلي واكنش كمتري نشان مي دهد(بيلسكي و همكاران 1985).بنابراين واكنش شبه فنتون بسيار كندتر از واكنش فنتون است(بريلز و همكاران ، 2009). در حقيقت، Fe2+ با كاهش Fe3+ با راديكال HO2 از واكنش (1) (مرلي و همكاران ، 2003)، با راديكال آلي R از واكنش (2) و يا با يون سوپر اكسيد (راديكالO2¯ ) از واكنش (3) مي تواند سريع تر بازسازي شود.

2-3 مزايا و معايب روش فنتون

باوجود پيچيدگي مكانيسم از فرآيند فنتون از اواسط دهه 1960 براي اكسيداسيون و تخريب آلاينده هاي آلي استفاده شد(برون و همكاران 1964). در واقع، تعدادي از مطالعات اثربخشي فرايند فنتون را در بسياري از موارد نشان داده اند. به عنوان مثال، معرف فنتون براي تصفيه فاضلاب استفاده شده است (Gogate and Pandit،2004)، براي تغيير اثرات صنايع رنگ (Kuo، 1992) و براي از بين بردن تركيبات آلي سمي مانند تي ان تي 1997)، (Wang et al.،تتراكلرورتيلن (يوشيدا و همكاران ، 2000) و هالوكانان (تانگ و تاسوس ، 1997).

اصولاً فرآيند فنتون داراي چندين مزيت مهم براي تصفيه آب و فاضلاب است(باتيستا و همكاران 2008):

• عمليات ساده و اجرايي در سپتيك تانك
• كنترل آسان و مواد شيميايي نسبتا ارزان در مقايسه با ازن ژنراتور 
• بدون نياز به انرژي ورودي براي دريچه منهول

با اين وجود ،اشكالات زير نيز ذكر شده است(تار 2003):

• هزينه هاي زياد و خطرات ناشي از ذخيره و حمل و نقل H2O2
• نياز به مقاديرزيادي از مواد شيميايي براي اسيدي شدن قبل از آلودگي و يا براي خنثي كردن محلولهاي تصفيه شده قبل از دفع
• تجمع لجن كه بايد در پايان تصفيه دفع شود.

• آب شيرين كن(RO) عدم امكان از بين بردن همه مواد آلي با توجه به تشكيل كربوكسيلات آهن(+3) كه به راحتي قابل تجزيه توسط راديكال OH نيستند.

كلمه غشا براي توصيف يك رابط نازك استفاده مي شود كه به عنوان يك مانع انتخابي عمل مي كند و مي تواند براي كنترل ميزان نفوذ گونه هاي شيميايي كه با آن در تماس هستند كنترل شود (Bakeret al.، 1991). غشاها از طريق تفاوت در جداسازي تأثير مي گذارند22 حلاليت و نفوذ يا اندازه مولكولي. غشا in در طبيعت در سلولهاي بيولوژيكي وجود دارد و غشاهاي مصنوعي كه از اين پديده تقليد مي كنند معمولاً براي اهداف مختلفي از جمله رهاسازي كنترل شده دارو ، جداسازي گاز ، كاربردهاي الكترونيكي و تصفيه فاضلاب استفاده مي شوند. غشاها با تركيب و ساختار مشخص مي شوند. غشاهاي مورد علاقه در اين رساله به صورت غشاهاي متراكم غير منفذي يا غشاهاي ريز متخلخل دسته بندي مي شوند. غشاهاي متراكم از ساختارهاي متراكم ، يكنواخت تشكيل شده اند كه از طريق آنها نفوذها توسط نفوذ تحت نيروي محرك فشار ، غلظت يا شيب پتانسيل الكتريكي منتقل مي شوند. جداسازي اجزا توسط غشا مربوط به ميزان انتقال آنها در مواد غشايي است كه تابعي از نفوذ و حلاليت آنها در مواد غشا membrane است. از مواد متراكم معمولاً در كاربردهاي جداسازي گاز استفاده مي شود و از موادي مانند آب شيرين كن(RO) و  لاستيك سيليكون و پلي تترا فلورواتيلن تشكيل مي شود. مولكولهاي بزرگتر از منافذ بزرگتر توسط غشا كاملاً رد مي شوند. مولكولهاي كوچكتر از بزرگترين منافذ ، اما بزرگتر از كوچكترين منافذ ، در رابطه با توزيع اندازه منافذ تا حدي رد مي شوند. به طور كلي ، تنها ذرات مخازن پلي اتيلن با اختلاف قابل توجهي در اندازه مولكولي مي توانند با استفاده از غشاran جدا شوند. علاوه بر اين ، غشاهاي ريز متخلخل مي توانند آبگريز يا آب دوست باشند. در غشاهاي آب دوست ، منافذ غشا با مايع پر مي شوند در حالي كه در غشاهاي آبگريز قرار دارند ؛ منافذ در حين كار پر مي شوند. غشاهاي آب دوست به طور كلي براي فيلتراسيون فاز مايع ترجيح داده مي شوند ، در حالي كه آبگريز مناسب تر استعمليات انتقال 24 گاز در سپتيك تانك به دليل انتشار بيشتر گازها از طريق گازهاي ديگر در مقايسه با مايعات.اصطلاح بيوفيلم براي توصيف كلني سلولهاي باكتريايي توسط ازن ژنراتور استفاده مي شود ، كه در يك ماتريس از ماده پليمري خارج سلولي نگهداري مي شوند و توسط خود ارگانيسم ها توليد مي شود (Madigan & Martinko، 2006). تصور مي شد كه بيوفيلم ها به عنوان يك سطح در ارتباط هستند ، اما اخيراً اصطلاح بيوفيلم به گونه اي گسترش يافته است كه شامل لجن دانه اي است و مشخصه اصلي آن وجود شيب هاي بستر است (مورگنروت ، 2008). بيوفيلم رايج ترين شكل زندگي باكتريايي در دريچه منهول است. با كپك كه در دوش رشد مي كند ، پلاك روي دندان نمونه هاي رايجي است (Madigan & Martinko، 2006). چهار دليل در مورد شكل گيري بيوفيلم ها مشخص شده است: (الف) ايمني در تعداد ؛ ب) به سلولها اجازه مي دهد در يك محل مطلوب باقي بمانند (به عنوان مثال نزديك به منبع سوبسترا) ؛ (ج) به سلولهاي باكتري اجازه مي دهد نزديك به هم وجود داشته باشند ، ارتباط بين سلولي ؛ (د) روشي پيش فرض است كه سلولهاي باكتريايي رشد مي كنند (ماديگان و مارتينكو ، 2006). حجم قابل توجهي از تحقيقات مربوط به جلوگيري از تشكيل بيوفيلم است ، به ويژه در برنامه هاي پزشكي ، كه تشكيل بيوفيلم مي تواند منجر به گسترش شود. عفونت (مونرو ، 2007) ، يا در فرايندهاي جداسازي غشا ، جايي كه تشكيل بيوفيلم مي تواند منجر به كاهش شار نفوذ شود

تصفيه فاضلاب به سه دسته فيزيكي ، شيميايي و بيولوژيكي دذر لوله كاروگيت و ازن ژنراتور تقسيم مي شود كه اكثر فرآيندهاي تصفيه فاضلاب تركيبي از سه دسته مختلف است كه به ترتيب استفاده مي شوند. به عنوان مثال ، يك كار تصفيه فاضلاب شهري معمول ممكن است شامل مراحل زير باشد: غربالگري (فيزيكي) ؛ حذف شن (فيزيكي) ؛ انعقاد و لخته شدن مخازن پروپيلن (فيزيكي شيميايي) ؛ حل و فصل اوليه (فيزيكي) لجن فعال (بيولوژيكي) و تنظيم نهايي (فيزيكي). علاوه بر فرآيندهاي بيولوژيكي توضيح داده شده در بخشهاي 2.2.1-2.2.3 ، دانش دو فناوري واحد فيزيكي براي درك اين مقاله ضروري است. اين فناوري ها (i) ته نشين كننده هاي صفحه مايل و سختي گير و (ii) غشاها هستند. تجزيه و تحليل سازوكارهايي كه در آنها تصفيه در مخازن تهويه اوليه و ثانويه در تصفيه خانه هاي فاضلاب اتفاق مي افتد ، نشان مي دهد كه جريان فاضلاب از طريق مخزن ته نشيني كه مي تواند ته نشين شود متناسب با مساحت آن و سرعت حياتي ، VC است ، همانطور كه در سپتيك تانك نشان داده شده است در معادله 2-2. 𝑄 = 𝐴𝑣𝑐تخصيص 2-221 اين معادله نشان مي دهد كه بيشترين حجم پساب مي تواند به صورت نظري توسط مخزني كه به سطح نامحدود نزديك مي شود ته نشين شود. اگرچه از لحاظ نظري صحيح است ، اما اين روش غير عملي است ، زيرا تقاضاي ردپاي گياه بسيار زياد خواهد بود (Tchobanoglouset al. ، 2004). يك راه حل عملي براي افزايش سطح ته نشيني موجود ، قرار دادن مخازن ته نشيني با آرايه اي از صفحات مايل شيبدار است كه همانطور كه در تصوير نشان داده شده است ، شكل 2-3 و شكل 2-4.اين سيستم ها ته نشين كننده صفحات شيب دار ناميده مي شوند و مي توانند تا 10 متر مربع براي هر متر مربع از رد پاي تأمين كنند (پاركسون ، 2010). پساب از طريق لبه وارد صفحات مي شود ، مواد جامد ته نشين شده به سمت پايين سطح صفحه لغزنده مي شوند تا در پايين جمع شوند ، در حالي كه پساب تصفيه شده از پشت صفحه شيب دار بالا مي رود و از طريق يك سرريز سرريز در بالا به همان روش جمع مي شود در يك مخزن ته نشيني استاندارد.

نيتروژن آمونياك در مخازن پروپيلن (اصطلاحي كه نيتروژن را به دو شكل NH3 و NH4 + توصيف مي كند) يك محصول تجزيه مشخص مواد آلي و اوره است. اين رايج ترين آلاينده نيتروژني موجود در فاضلاب است كه تخمين زده مي شود سالانه 100000 تن نيتروژن آمونياك در آبهاي داخلي انگليس تخليه شود (DEFRA 2002). وجود نيتروژن آمونياك در فاضلاب تعدادي از مشكلات را به وجود مي آورد. در سطوح بالا (35 ~ ميلي گرم در ليتر و بيشتر) بوي نامطبوع و شديد متمايز توسط بيني انسان قابل تشخيص است. شكل غير يونيزه ، NH3 ، مي تواند باعث تغيير pH و تغيير در حلاليت مواد سمي شود ، و بر آب دريافت كننده تأثير منفي بگذارد. نيتروژن آمونياك19 همچنين تحت نيتريفيكاسيون (تبديل بيولوژيكي به نيترات) قرار مي گيرد و باعث كاهش اكسيژن محلول در دريافت آب مي شود. قرار گرفتن در معرض 24 ساعت غلظت نيتروژن تومونياك به ميزان كم 0.2 ميلي گرم در ليتر براي ماهي ها سمي گزارش شده است (Woods 2003). در نتيجه آژانس هاي حفاظت از محيط زيست مانند آژانس محيط زيست ايرلند شمالي ، كه وظيفه تنظيم تخليه فاضلاب را بر عهده دارند ، محدوديت هاي سختگيرانه اي را براي تخليه در مناطقي كه به عنوان زيستگاه ماهي ها به كار مي روند ، تعيين كنيد (استوارت 2014).نيترات (NO3-) محصول اكسيداسيون بيولوژيكي آمونياك است ، بنابراين معمولاً در فاضلاب يافت مي شود. اگرچه ترشح نيتروژن نيترات به جاي نيتروژن آمونيوم در لوله كاروگيت به دريافت آب ترجيح داده مي شود زيرا نيترات اكسيژن محلول را تخليه نمي كند ، نيترات هنوز هم يك آلاينده است (Grady و همكاران 1999). نيتروژن نيترات مي تواند توسط گياهان و جلبك ها به مواد آلي تبديل شود. هنگامي كه نيترات در غلظت هاي بالا وجود داشته باشد ، مي تواند منجر به رشد "شكوفايي جلبك" شود ، كه پتويي در سطح آب دريافت كننده ايجاد مي كند ، كه علاوه بر غير طبيعي و ناخوشايند به نظر مي رسد ، مي تواند درجه حرارت ، سطح نور و اكسيژن را تغيير دهد در دسترس بودن ، منجر به اثرات سوverse بر اكوسيستم آبزيان مي شود. غلظت نيتروژن نيترات زياد در آب آشاميدني در ارتباط با ازن ژنراتور با "سندرم كودك آبي" مرتبط است ، جايي كه نيترات با ظرفيت حمل اكسيژن هموگلوبين در خون تداخل مي كند ، به طور بالقوه منجر به مرگ مي شود.فاضلاب حاوي انواع مواد جامد است ، از مواد معدني بزرگ مانند سنگها و پارچه ها گرفته تا سلول هاي باكتريايي ميكروسكوپي ، كه همه آنها بايد قبل از تخليه از جريان فاضلاب خارج شوند. ذرات بزرگتر مي توانند باعث انسداد كانال ها شوند20 جريان آب همراه با جاري شدن سيل. در حاليكه ذرات كوچكتر مي توانند در دسترس بودن نور خورشيد براي گياهان آبزي را در سختي گير كاهش دهند و بر درجه حرارت جريان آب تأثير بگذارند. مواد جامد بر اساس اندازه فيزيكي و اختلاف چگالي از فاضلاب خارج مي شوند. به عنوان مثال ، پس از ورود به محلول تصفيه ، فاضلاب معمولاً از يك صفحه 6 ميلي متري عبور مي كند ، در حالي كه ذرات جامد مانند لخته هاي لجن فعال با فراهم آوردن شرايط ساكن ، زمان اقامت كافي براي نشستن آنها در سپتيك تانك و ته مخازن شفاف را از بين مي برند

ساختار مولكولي رنگهاي آزو و سختي گير باعث مي شود كه در اثر كمبود عرق ، صابون ، آب ، نور و اكسيدكننده در برابر محو شدن مقاومت كنند (Davieset al.، 2006). در حالي كه اين باعث مي شوداز نظر ايده آل براي استفاده به عنوان رنگ ، آنها را در برابر تخريب هوازي در فرآيند لجن فعال مقاوم مي كند - حذف رنگ (در صورت وجود) از طريق جذب مولكول هاي آزو رنگ بر روي لجن فعال ته نشين شده صورت مي گيرد (Coughlinet al.، 2003) .2.1. 2 خصوصيات فاضلاب با توجه به نوع و غلظت آلاينده هاي موجود در آن مشخص مي شود. آلاينده هاي مورد علاقه در اين مطالعه در بخشهاي 2.1.2.1-2.1.2.4 در زير ذكر شده و شرح داده شده اند. روشهاي بدست آوردن لوله كاروگيت در فصل 3 شرح داده شده است. شناسايي و كمي سازي هر يك از تركيبات آلي منفرد يك كار بسيار سنگين در ارتباط با سپتيك تانك است و بنابراين در صنعت فاضلاب كاربرد چنداني ندارد. تقاضاي اكسيژن بيوشيميايي (BOD) پارامتري است كه به جاي كمي سازي غلظت آلاينده هاي منفرد موجود ، ميزان اكسيژن مورد نياز باكتري ها براي اكسيد كردن آنها را در يك بازه زماني مشخص اندازه گيري مي كند. معمولاً از يك دوره زماني 5 روزه از ازن ژنراتور  استفاده مي شود. اما دوره هاي طولاني تري گاهي به دلايل عملي (به عنوان مثال برنامه هاي آزمايشگاهي) يا در فاضلاب هاي حاوي تركيباتي كه مخازن پروپيلن تحت فرايندهاي هيدروليز بسيار كند قرار مي گيرند ، استفاده مي شود.تقاضاي اكسيژن شيميايي (COD) اندازه گيري ديگري از مواد آلي موجود در فاضلاب است كه مي تواند اكسيد شود. به جاي تعيين بيولوژيكي وقت گير ، آزمايش COD با استفاده از معرف مانند محلول اسيد دي كرومات ، فاضلاب را به صورت شيميايي اكسيد مي كند ، همانطور كه در رابطه 2-1 شرح داده شده است:مقدار كد موجود مي تواند مربوط به مقدار يون كرومات باشد كه به Cr (III) كاهش يافته است ، همانطور كه ​​با اندازه گيري طيف سنجي تغيير رنگ از نارنجي به سبز مشخص شده است. مقدار COD معمولاً از BOD بيشتر است ، به عنوان فاضلاب ها معمولاً داراي مواد آلي هستند كه مي توانند از نظر شيميايي اكسيد شوند اما از نظر بيولوژيكي (مانند مولكول هاي بزرگ مانند زنجيره هاي پروتئيني يا ليگنين) اكسيد نمي شوند. مواد معدني نيز توسط كرومات اكسيد مي شوند و برخي از مواد آلي مي توانند براي ميكروارگانيسم هاي مورد استفاده در آزمايش BOD سمي باشند. با وجود اين اشكالات ، زمان آزمايش COD نسبت به آزمون BOD (تقريباً 2 ساعت در مقابل 5 روز) به طور قابل ملاحظه اي طول مي كشد و به همين ترتيب استفاده مي شود. اغلب اوقات ، كه تركيب فاضلاب نسبتاً سازگار است ، مي توان نسبت ثابت BOD: COD ايجاد كرد و COD به عنوان برآورد كننده BOD استفاده مي شود.

فاضلاب شهري معمولاً از الگوي روزمره پيروي مي كند ، حجم كمي از فاضلاب در ازن ژنراتور در شب به كار تصفيه مي رسد و در صبح و اوايل شب جريان زيادي دارد (هلي و اوفلين ، 2011). تغييرات مشابه در تغييرات روزانه قدرت فاضلاب ديده مي شود ، همانطور كه در شكل 2-1 نشان داده شده است. در زمان بارندگي شديد ، به ويژه در مناطقي كه آب طوفان توسط فاضلاب ناپاك سختي گير مي شود و نيز حمل مي شود ، حجم فاضلابورود 15 واحد تصفيه فاضلاب به ميزان قابل توجهي افزايش مي يابد ، با يك اثر رقت مرتبط كه قدرت فاضلاب را كاهش مي دهد. براي كمك به طراحي تاسيسات تصفيه فاضلاب ، قدرت و حجم فاضلاب توليد شده توسط فعاليتهاي مختلف در يك واحد تصوري به نام معادل جمعيت (p.m.) دسته بندي مي شوند. اين مربوط به متوسط ​​حجم و قدرت فاضلاب توليد شده در سپتيك تانك در هر شخص در يك خانه معمولي خانگي است و در حال حاضر در 150 ليتر فاضلاب در مخازن پروپيلن تعريف شده است ، حاوي 60 گرم تقاضاي اكسيژن بيوشيميايي لوله كاروگيت و 8 گرم نيتروژن آمونياك به عنوان N

فرايند رنگ آميزي الياف طبيعي ذاتاً ناكارآمد است ، در حالي كه 12-12٪ از رنگها در اثر پردازش منسوجات به فاضلاب از دست مي روند (Coughlinet al.، 2002). علاوه بر مولكول هاي رنگ استفاده نشده ، پساب خانه نيز حاوي گونه هاي فلزي محلول ، بقاياي مواد شيميايي چسب استفاده شده براي چسباندن فرش به مواد پشتي و مواد شيميايي است كه از محصول در برابر حمله ميكروارگانيسم ها و حشرات محافظت مي كند.رنگهاي 1 آزو با وجود يك يا چند پل آزو ، پيوندهاي دوگانه نيتروژن و نيتروژن (−𝑁 = 𝑁 -) (Van der Zee et al. 2003a) ، از دسته رنگهايي هستند كه به طور معمول در صنعت استفاده مي شوند ، تقريباً 70٪ از كل مواد رنگي مورد استفاده (Coughlinet al.، 2002). اگرچه توسط خانه هاي رنگي تجاري به طور گسترده اي استفاده نمي شود (ويلكينسون 2007) ، رنگ آزو كه بيشتر در مطالعات تخريب در ادبيات استفاده مي شود اسيد 1-فنيلازو-2-نفتل-4'-سولفونيك است كه معمولاً با نام Acid Orange 7 (AO7) يا نارنجي دوم . در سال 2007 ، توليد جهاني رنگهاي آزو در حدود 500000 تن تخمين زده شد (Pandeyet al. ، 2007). فرايندهاي توليد و مرگ ذاتاً ناكارآمد هستند ، به اين معني كه حداقل 4٪ از رنگهاي توليد شده هدر مي رود ، و در نهايت به توليدات خانگي و صنعتي منجر مي شود. جريان هاي فاضلاب (Coughlinet al. ، 2002). اگرچه اين منجر به حجم قابل توجهي كمتر از فاضلاب از حجم توليد شده توسط شهرداري ها مي شود ، اما طبيعت رنگي باعث ايجاد پساب رنگ آزو در مردم مي شود.

فاضلاب به هر آبي گفته مي شود كه توسط فعاليت هاي انساني آلوده شده باشد. اين تركيبي از زباله هاي مايع و آب است كه توسط اقامتگاه ها ، ساختمان هاي تجاري و صنعتي توليد مي شود. همراه با طوفان و آبهاي زيرزميني كه وارد سيستم فاضلاب در لوله كاروگيت و ازن ژنراتور مي شوند (Tchobanoglous و Burton ، 1991b). اگر اجازه تجمع بدون تصفيه داده شود ، مشكلات زيادي ايجاد مي شود. مولكول هاي آلي موجود در اين آب آلوده (مانند قندها ، چربي ها ، پروتئين ها) توسط ميكروارگانيسم ها منشعب مي شوند ، تمام اكسيژن محلول موجود را مصرف مي كنند تا ديگر براي ماهي ها و ساير موجودات آبزي در دسترس نباشد و بوهاي نامطبوع توليد كند (به عنوان مثال سولفيد هيدروژن) . علاوه بر اين ، فاضلاب ممكن است داراي مواد مغذي باشد كه باعث رشد بيش از حد گياهان آبزي مي شود. تركيبات جهش زا و سرطان زا و ميكروارگانيسم هاي بيماري زا كه از سيستم هاي هضم انسان و ساير حيوانات اهلي سرچشمه مي گيرند. به منظور محافظت از سلامت انسان و محيط زيست در برابر اين تهديدها ، رشته مهندسي فاضلاب توسعه يافته است. اين رشته كه شامل شيمي ، زيست شناسي ، مهندسي عمران و شيمي است ، مربوط به تمام جنبه هاي زيرساخت فاضلاب است ، از جمع آوري در خانه هاي خانگي و مكان هاي صنعتي كه در آن توليد مي شود تا تصفيه آن و دفع يا استفاده مجدد آن.تقريباً هر نوع فعاليت انساني فاضلاب توليد مي كند. تركيب و دبي در طول زمان و به عنوان تابعي از فعاليت توليد كننده آن با ازن ژنراتور بسيار متفاوت خواهد بود.14 اين پايان نامه بر راه حل نياز به به روزرساني تكنيك ها و تأسيسات فعلي تصفيه فاضلاب متمركز در مخازن پروپيلن است ، با تأكيد بر دو نوع خاص پسماند: (اول) فاضلاب شهري.اصطلاح فاضلاب شهري به آن فاضلاب گفته مي شود كه از محل سكونتگاه هاي داخلي و املاك تجاري (مانند رستوران ها ، مغازه ها و دفاتر) توليد مي شود. در كنار محصولات تجزيه كننده مدفوع و ادرار ، فاضلاب شهري حاوي بقاياي مواد غذايي و ساير مواد جامد ، مواد شوينده لباس و ساير مواد شيميايي تميز كننده در سپتيك تانك خواهد بود.

اين پايان نامه BioSettler TM را معرفي مي كند ، يك تصفيه خانه فاضلاب بهداشتي  و  فاضلاب صنعتي نوفلور كه همانطور كه در اينجا توضيح داده شده توسعه يافته و از آن استفاده شده است (Groomet al.، 2009). BioSettler با تركيب هوادهي غشايي (با بيوفيلم همراه) در زير صفحه شيب دار ، دو فناوري موجود بيوفيلم هاي هوادهي غشايي و صفحه هاي تمايل شيب دار را تركيب مي كند (شكل 1-7).شكل 1-7: محل غشا در BioSettler اگرچه در نوع خود تاسيس شده است ، اما اعتقاد بر اين است كه اين پروژه در تركيب اين دو سيستم در يك فناوري اسمزمعكوس واحد بي نظير است. بكارگيري چنين سيستمي در تصفيه خانه هاي فاضلاب دو مزيت عمده به همراه خواهد داشت: اين فناوري منجر به افزايش پتانسيل مخزن ته نشيني نهايي براي حذف مواد جامد و تأمين BOD اضافي ، حذف آمونياك و كل نيتروژن مي شود. همچنين ، از آنجا كه اين فناوري به عنوان يك بسته مقاوم سازي در دسترس خواهد بود ، براي ارتقا of تصفيه فاضلاب در لوله كاروگيت گزينه بسيار كم هزينه تري خواهد بود (روبينو ، 1996). علاوه بر اين ، اين ارتقا بدون نياز به مخازن اضافي حاصل خواهد شد ، و اين فناوري را براي استفاده در شرايطي كه رد پا محدود است ، مناسب مي كند.اين كار با هدف: بررسي عوامل مختلفي كه بر انتقال بدون حباب اكسيژن به آب تأثير مي گذارد ، به طور خاص: نوع غشا؛ ؛ فشار هوا12o جريان هوا ؛ تلاطم سمت آب.  توسعه درك تصفيه فاضلاب شهري در MABfR ، به ويژه از فاضلاب حاوي غلظت آلاينده ها كه در پساب ثانويه در جلسه عدم رضايت وجود دارد. اين شامل: o بررسي تأثير فشار هواي ورودي بر حذف آلاينده ها ؛ o بررسي تأثير تغيير در تركيب فاضلاب در حذف آلاينده ها ؛ o ساخت مدل براي پيش بيني عملكرد MABfR. استفاده از بيوفيلم هوادهي غشايي را براي تصفيه فاضلاب هاي صنعتي ، به ويژه آنهايي كه از خانه هاي رنگي و حاوي رنگ هاي آزو هستند ، كاوش كنيد. مفهوم BioSettler را با يك كارخانه مقياس آزمايشي در WWTW شهرداري نشان دهيد.به طور فزاينده اي كه تقاضاي روزافزون قانون حاكم بر تخليه پساب فاضلاب ، همراه با فشارهاي افزايش يافته و جمعيت گذرا به اين معني است كه ارتقا of زيرساخت هاي تصفيه فاضلاب موجود در سراسر جهان پيشرفته مورد نياز است. علاوه بر اين ، افزايش آگاهي از محيط زيست و هزينه هاي انرژي ، توسعه فن آوري هاي تصفيه فاضلاب را كه داراي صرفه جويي در مصرف انرژي بيشتري هستند ، ضروري مي كند ، زيرا در حال حاضر هنر جايگزين آنها خواهد شد در حالي كه با اثربخشي تصفيه اي كه ارائه مي دهند ، جايگزين مي شوند.استفاده از بيوفيلم هاي هوادهي ممبران يكي از رويكردهايي است كه در تلاش براي دستيابي به اين اهداف قابل بررسي است. بيوفيلم هاي هوادهي غشايي هنگامي كه به عنوان بخشي از فناوري مخازن اسيد مورد استفاده قرار مي گيرند ، مي توانند شرايط هوازي و بي اكسيژن را همزمان و در يك مخزن فراهم كنند و اجازه دهند انواع مختلف آلاينده هاي فاضلاب كاني شوند. اين پايان نامه عملي بودن اين فناوري براي تصفيه فاضلاب را كشف خواهد كرد.