آزمایش‌های شیشه‌ای تصفیه فاضلاب دامداری: دوزینگ شیمیایی، نتایج و ارزیابی فرآیند
شرکت بلووات کمیکالز هشت آزمایش شیشه‌ای آزمایشگاهی بر روی فاضلاب دامداری پس از پرس، فاضلاب روغنی دامداری، فاضلاب کود گاو و فاضلاب مخلوط دامداری انجام داد. این مقاله مواد شیمیایی تصفیه، دوزهای آزمایشگاهی، تغییرات pH، نتایج شفاف‌سازی قابل مشاهده و داده‌های موجود COD و آمونیاک-نیتروژن را ثبت می‌کند.
نتیجه‌گیری اول: آزمایش‌ها چه چیزی را نشان دادند؟
نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که تصفیه شیمیایی با استفاده از عامل رنگ‌زدا، PAC، تنظیم‌کننده pH و PAM آنیونی می‌تواند شفافیت بصری و جداسازی جامد-مایع فاضلاب دامداری را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. آب تصفیه شده در هشت مورد به pH تقریباً خنثی تنظیم شد و از فاضلاب کدر، سفید، زرد، قهوه‌ای یا قهوه‌ای تیره-سیاه به مایع رویی بی‌رنگ یا زرد شفاف تبدیل شد.
با این حال، نتایج اندازه‌گیری شده COD و آمونیاک-نیتروژن به طور قابل توجهی متفاوت بود. مورد ۷ کاهش COD تقریباً ۶۷.۸٪ را نشان داد، در حالی که مورد ۴ حدود ۱۹.۰٪ را نشان داد. مورد ۵ علی‌رغم بهبود بصری واضح، حذف COD را نشان نداد. بنابراین، تصفیه باید به عنوان یک فرآیند پیش‌تصفیه فیزیکوشیمیایی برای رنگ، مواد جامد معلق، کلوئیدها و جداسازی جامد-مایع در نظر گرفته شود - نه به عنوان یک تضمین مستقل برای انطباق با تخلیه نهایی.
نقش تصفیه اولیه
شفاف‌سازی فاضلاب دامداری و پیش‌تصفیه فیزیکوشیمیایی
مواد شیمیایی اصلی مورد آزمایش
عامل رنگ‌زدا، PAC، تنظیم‌کننده pH و PAM آنیونی
بهترین نتیجه COD ثبت شده
۷۱۶.۶ تا ۲۳۱ در مورد ۷، تقریباً ۶۷.۸٪ کاهش
محدودیت مهم
شفافیت بصری به تنهایی COD، آمونیاک یا انطباق با تخلیه را تأیید نمی‌کند
فاضلاب دامداری چیست؟
فاضلاب دامداری عمدتاً از ادرار حیوانات، شیرابه کود، آب شستشوی محل نگهداری حیوانات، سیستم‌های آب آشامیدنی نشتی، بقایای خوراک، آب شستشوی گرد و غبار، آب خنک‌کننده و فاضلاب ضدعفونی تشکیل می‌شود. برخی مزارع ممکن است این جریان‌ها را با فاضلاب خانگی یا رواناب اولین شستشو ترکیب کنند.
ادرار و شیرابه کود معمولاً حاوی غلظت بالای آلاینده‌ها هستند، در حالی که آب شستشوی محل نگهداری اغلب بیشترین حجم فاضلاب را به خود اختصاص می‌دهد. ضدعفونی‌کننده‌های باقی‌مانده ممکن است تصفیه بیولوژیکی پایین‌دست را مهار کنند و باید در طراحی پیش‌تصفیه در نظر گرفته شوند.
چالش‌های اصلی تصفیه
- غلظت بالای آلاینده‌های آلی.
- مقادیر زیاد مواد جامد معلق و مواد کلوئیدی.
- غلظت بالای آمونیاک-نیتروژن و نسبت نامتعادل کربن به نیتروژن.
- تغییرات قابل توجه در کیفیت فاضلاب و جریان روزانه.
- رنگ تیره و عملکرد ضعیف ته‌نشینی طبیعی.
- میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و بقایای احتمالی آنتی‌بیوتیک.
- فسفر که ممکن است نیاز به تصفیه اضافی داشته باشد.
- بوی تولید شده در طول ذخیره‌سازی و تجزیه بیولوژیکی.
فرآیند تصفیه شیمیایی چگونه کار می‌کند
- عامل رنگ‌زدا: مواد رنگ‌زا، کلوئیدها و بخشی از مواد آلی را بی‌ثبات می‌کند.
- PAC: به عنوان یک منعقد کننده معدنی عمل می‌کند و تشکیل لخته‌های کوچک را ترویج می‌دهد.
- تنظیم‌کننده pH: فاضلاب را به محدوده pH مناسب برای انعقاد و لخته‌سازی می‌آورد.
- PAM آنیونی: ذرات کوچک را به لخته‌های بزرگتر متصل می‌کند و ته‌نشینی یا شناورسازی را بهبود می‌بخشد.
در مواردی که هر چهار مرحله تصفیه مورد نیاز است، یک توالی معمول آزمایشگاهی به شرح زیر است:عامل رنگ‌زدا → PAC → تنظیم pH → PAM آنیونی. مواد شیمیایی و دوزها باید بر اساس نمونه واقعی فاضلاب انتخاب شوند.
موارد و نتایج آزمایش شیشه‌ای آزمایشگاهی
دوزهای زیر سوابق آزمایشگاهی برای نمونه‌های خاصی که در زیر توضیح داده شده‌اند. اینها دوزهای عملیاتی جهانی برای هر تصفیه‌خانه فاضلاب دامداری نیستند.
مورد ۱ آزمایش شیشه‌ای: فاضلاب دامداری پس از پرس
منبع فاضلاب: فاضلاب دامداری پس از پرس مکانیکی.
انواع تصفیه آزمایش شده:
- PAC ۲۵۰۰ ppm → ۱۸۲۵ PAM آنیونی ۵ ppm → ته‌نشینی.
- PAC ۲۵۰۰ ppm → ۱۸۲۵ PAM آنیونی ۱۰ ppm → ته‌نشینی.
- ۰۱ عامل رنگ‌زدا ۵۰۰ ppm → PAC ۳۸۰۰ ppm → ۱۸۲۵ PAM آنیونی ۱۰ ppm → ته‌نشینی.
آب خام
pH ۸؛ ظاهر خاکستری-سیاه؛ آمونیاک نیتروژن ۱۲۸۰ میلی‌گرم در لیتر
آب تصفیه شده
pH ۷؛ ظاهر زرد شفاف؛ آمونیاک نیتروژن ۹۹۲ میلی‌گرم در لیتر
تغییر محاسبه شده
کاهش تقریباً ۲۲.۵٪ آمونیاک-نیتروژن
نتیجه بصری
بهبود ته‌نشینی و مایع رویی شفاف‌تر
مورد ۱ آزمایش شیشه‌ای: مقایسه گروه‌های تصفیه PAC، عامل رنگ‌زدا و PAM آنیونی.
مورد ۲ آزمایش شیشه‌ای: فاضلاب روغنی دامداری
منبع فاضلاب: فاضلاب روغنی از عملیات دامداری.
- عامل رنگ‌زدا کامپوزیت ۲۰۲ را در دوز ۲۵۰ ppm اضافه کنید.
- تنظیم‌کننده pH را در ۸۰ ppm اضافه کرده و فاضلاب را به pH ۷ تنظیم کنید.
- PAM آنیونی ۱۸۲۵ را در ۱ ppm اضافه کنید.
- نمونه را برای شناورسازی لجن و شفاف‌سازی قرار دهید.
آب خام
pH ۵-۶؛ ظاهر سفید کدر
آب تصفیه شده
pH ۷؛ مایع بی‌رنگ و شفاف
مورد ۲ آزمایش شیشه‌ای: مایع شفاف بی‌رنگ به دست آمده پس از تصفیه شیمیایی و شناورسازی لجن.
مورد ۳ آزمایش شیشه‌ای: فاضلاب کود گاو با کدورت بالا
منبع فاضلاب: فاضلاب کود گاو با ظاهر سفید کدر.
- عامل رنگ‌زدا ۰۸A را در دوز ۸۵۰۰ ppm اضافه کنید.
- PAC را در ۱۶۰۰ ppm اضافه کنید.
- تنظیم‌کننده pH را در ۲۴۰ ppm اضافه کرده و فاضلاب را به pH ۷ تنظیم کنید.
- PAM آنیونی ۱۸۲۵ را در ۵ ppm اضافه کنید.
- اجازه دهید لخته‌ها ته‌نشین شوند.
آب خام
pH ۸-۹؛ ظاهر سفید کدر
آب تصفیه شده
pH ۷؛ مایع رویی بی‌رنگ و شفاف
مورد ۳ آزمایش شیشه‌ای: شفاف‌سازی قابل مشاهده و ته‌نشینی لخته در فاضلاب کود گاو.
مورد ۴ آزمایش شیشه‌ای: فاضلاب کود گاو با اندازه‌گیری COD
منبع فاضلاب: فاضلاب زرد کود گاو.
- عامل رنگ‌زدا کامپوزیت ۲۰۲ را در دوز ۱۰۰۰ ppm اضافه کنید.
- از تنظیم‌کننده pH برای دستیابی به pH آزمایشگاهی هدف ۷.۵ استفاده کنید.
- PAM آنیونی را در ۵ ppm اضافه کنید.
- اجازه دهید لخته‌ها ته‌نشین شوند.
آب خام
pH ۸.۵؛ زرد؛ COD ۲۰۷۳؛ آمونیاک نیتروژن ۲.۸۱۲
آب تصفیه شده
pH ۷؛ زرد کم‌رنگ شفاف؛ COD ۱۶۷۹؛ آمونیاک نیتروژن ۲.۷۸۲
تغییر COD
کاهش تقریباً ۱۹.۰٪
تغییر آمونیاک-نیتروژن
کاهش تقریباً ۱.۱٪
مورد ۴ آزمایش شیشه‌ای: آب زرد کم‌رنگ شفاف‌تر به دست آمده پس از تصفیه فیزیکوشیمیایی.
مورد ۵ آزمایش شیشه‌ای: شفاف‌سازی بصری بدون کاهش COD
منبع فاضلاب: فاضلاب زرد کود گاو.
- عامل رنگ‌زدا کامپوزیت ۲۰۲ را در دوز ۱۰۰۰ ppm اضافه کنید.
- از تنظیم‌کننده pH برای دستیابی به pH آزمایشگاهی هدف ۷.۵ استفاده کنید.
- PAM آنیونی را در ۵ ppm اضافه کنید.
- اجازه دهید لخته‌ها ته‌نشین شوند.
آب خام
pH ۹؛ زرد؛ COD ۶۳.۳؛ آمونیاک نیتروژن ۶.۱۸
آب تصفیه شده
pH ۷؛ بی‌رنگ و شفاف؛ COD ۶۵.۷؛ آمونیاک نیتروژن ۶.۰۵۹
تغییر COD
COD کمی از ۶۳.۳ به ۶۵.۷ افزایش یافت
تغییر آمونیاک-نیتروژن
کاهش تقریباً ۲.۰٪
تفسیر مهم: این مورد بهبود بصری قابل توجهی را ایجاد کرد اما COD را کاهش نداد. آب شفاف نباید به طور خودکار به عنوان آب مطابق یا اثبات حذف آلاینده‌های آلی محلول تفسیر شود.
مورد ۵ آزمایش شیشه‌ای: ظاهر شفاف حاصل شد، اگرچه نتیجه COD بهبود نیافت.
مورد ۶ آزمایش شیشه‌ای: رنگ‌زدایی فاضلاب تیره دامداری
منبع فاضلاب: فاضلاب تیره قهوه‌ای-سیاه دامداری.
- عامل رنگ‌زدا ۰۱ را در دوز ۴۰۰ ppm اضافه کنید.
- PAC را در ۵۰۰۰ ppm اضافه کنید.
- PAM آنیونی را در ۵ ppm اضافه کنید.
- اجازه دهید لخته‌ها ته‌نشین شوند.
آب خام
pH ۸؛ ظاهر قهوه‌ای تیره-سیاه
آب تصفیه شده
pH ۷؛ مایع رویی زرد شفاف
مورد ۶ آزمایش شیشه‌ای: فاضلاب تیره به جامدات ته‌نشین شده و مایع رویی زرد شفاف جدا شد.
مورد ۷ آزمایش شیشه‌ای: فاضلاب دامداری با کاهش ۶۷.۸٪ COD
منبع فاضلاب: فاضلاب قهوه‌ای دامداری.
- عامل رنگ‌زدا ۰۱ را در دوز ۳۰۰ ppm اضافه کنید.
- PAC را در ۱۰۰۰ ppm اضافه کنید.
- PAM آنیونی را در ۱۰ ppm اضافه کنید.
- اجازه دهید لخته‌ها ته‌نشین شوند.
آب خام
pH ۸؛ ظاهر قهوه‌ای؛ COD ۷۱۶.۶
آب تصفیه شده
pH ۷؛ زرد روشن شفاف؛ COD ۲۳۱
تغییر COD
کاهش تقریباً ۶۷.۸٪
نتیجه جداسازی
لخته‌های بزرگ با شفافیت مایع رویی بهبود یافته بصری
مورد ۷ آزمایش شیشه‌ای: COD پس از شفاف‌سازی شیمیایی از ۷۱۶.۶ به ۲۳۱ کاهش یافت.
مورد ۸ آزمایش شیشه‌ای: آزمایش کاهش دوز PAC
منبع فاضلاب: فاضلاب قهوه‌ای دامداری.
- عامل رنگ‌زدا ۰۱ را در دوز ۳۰۰ ppm اضافه کنید.
- PAC را در ۷۵۰ ppm اضافه کنید.
- PAM آنیونی را در ۱۰ ppm اضافه کنید.
- اجازه دهید لخته‌ها ته‌نشین شوند.
آب خام
pH ۹؛ ظاهر قهوه‌ای
آب تصفیه شده
pH ۷؛ مایع رویی زرد شفاف
مورد ۸ آزمایش شیشه‌ای: آزمایش شفاف‌سازی با استفاده از ۳۰۰ ppm عامل رنگ‌زدا، ۷۵۰ ppm PAC و ۱۰ ppm PAM آنیونی.
ارزیابی عملکرد کلی
۱. رنگ و شفافیت بصری
هر هشت آزمایش شفاف‌سازی بصری را تولید کردند. فاضلاب تیره، قهوه‌ای، زرد یا کدر پس از لخته‌سازی و جداسازی به مایع رویی بی‌رنگ، زرد شفاف یا زرد کم‌رنگ تبدیل شد.
۲. مواد جامد معلق و تشکیل لخته
عکس‌ها تشکیل لخته، ته‌نشینی یا شناورسازی متمایز را نشان می‌دهند. این نشان می‌دهد که ترکیبات تصفیه برای بی‌ثبات کردن مواد جامد معلق و کلوئیدی در نمونه‌های آزمایش شده مؤثر بوده‌اند.
۳. حذف COD
عملکرد COD وابسته به نمونه بود. مورد ۷ قوی‌ترین کاهش COD ثبت شده را به دست آورد، در حالی که مورد ۵ نشان داد که شفافیت بصری می‌تواند بدون کاهش COD متناظر بهبود یابد.
۴. حذف آمونیاک-نیتروژن
در مواردی که آمونیاک نیتروژن اندازه‌گیری شد، کاهش در مقایسه با نتیجه شفاف‌سازی بصری محدود بود. بنابراین، بسته به هدف نهایی تصفیه، ممکن است تصفیه بیولوژیکی اضافی، هوادهی آمونیاک، کلرزنی نقطه شکست یا سایر فرآیندهای حذف نیتروژن مورد نیاز باشد.
۵. کاربرد در مقیاس کامل
دوزهای آزمایشگاهی نباید مستقیماً در یک تصفیه‌خانه در مقیاس کامل کپی شوند. تقاضای شیمیایی با منبع فاضلاب، نوع حیوان، ترکیب خوراک، فرکانس تمیز کردن، غلظت جامدات، pH، دما و زمان ذخیره‌سازی تغییر می‌کند. آزمایش‌های شیشه‌ای نماینده و در صورت امکان، یک آزمایش پایلوت باید قبل از استفاده مداوم تکمیل شود.
نکته فنی: نتایج این مقاله عملکرد تصفیه فیزیکوشیمیایی آزمایشگاهی را برای نمونه‌های خاص فاضلاب توصیف می‌کند. این نتایج به تنهایی انطباق با هیچ استاندارد تخلیه محلی را نشان نمی‌دهند. انطباق باید با استفاده از مجموعه شاخص‌های کامل مورد نیاز، که ممکن است شامل COD، BOD، آمونیاک نیتروژن، کل نیتروژن، کل فسفر، مواد جامد معلق، رنگ، عوامل بیماری‌زا و سایر پارامترهای تحت نظارت محلی باشد، تأیید شود.
سوالات متداول
آیا می‌توان از یک دوز شیمیایی برای هر تصفیه‌خانه فاضلاب دامداری استفاده کرد؟
خیر. ترکیب فاضلاب دامداری بسیار متفاوت است. دوزهای عامل رنگ‌زدا، PAC، تنظیم‌کننده pH و PAM باید از طریق آزمایش‌های شیشه‌ای با استفاده از فاضلاب نماینده از سایت واقعی انتخاب شوند.
توالی توصیه شده افزودن مواد شیمیایی چیست؟
در مواردی که هر چهار ماده شیمیایی مورد نیاز است، یک توالی معمول شامل عامل رنگ‌زدا، سپس PAC، تنظیم pH و در نهایت PAM آنیونی است. هر ماده شیمیایی باید قبل از افزودن ماده بعدی به اندازه کافی پراکنده شود.
چرا PAM پس از PAC و تنظیم pH اضافه می‌شود؟
PAC ابتدا ذرات کلوئیدی را بی‌ثبات می‌کند. پس از اصلاح pH مورد نیاز، PAM آنیونی ذرات بی‌ثبات شده را به لخته‌های بزرگتر متصل می‌کند. این ترتیب به PAM کمک می‌کند تا عملکرد ساخت لخته خود را مؤثرتر انجام دهد.
آیا آب تصفیه شده شفاف به معنای COD پایین است؟
لزوماً نه. آب شفاف ممکن است هنوز حاوی آلاینده‌های آلی محلول باشد. مورد ۵ آب شفاف بی‌رنگ تولید کرد، اما COD آن کاهش نیافت. برای تأیید حذف واقعی آلاینده‌ها، تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی لازم است.
آیا تصفیه شیمیایی می‌تواند آمونیاک نیتروژن را به طور کامل حذف کند؟
آزمایش‌های ثبت شده فقط حذف محدود آمونیاک-نیتروژن را نشان دادند. شفاف‌سازی شیمیایی عمدتاً برای رنگ، مواد جامد معلق و مواد کلوئیدی استفاده می‌شود. ممکن است هنوز تصفیه بیولوژیکی یا سایر تصفیه‌های اختصاصی حذف نیتروژن لازم باشد.
آیا می‌توان از این دوزهای آزمایشگاهی مستقیماً در یک تصفیه‌خانه استفاده کرد؟
خیر. مقادیر نتایج مرجع برای نمونه‌های خاص هستند. دوزینگ در مقیاس کامل باید با آزمایش‌های شیشه‌ای تازه، محاسبات جریان فاضلاب و یک آزمایش بهینه‌سازی در محل تأیید شود.
چه اطلاعاتی قبل از انجام آزمایش شیشه‌ای فاضلاب دامداری مورد نیاز است؟
اطلاعات مفید شامل منبع فاضلاب، جریان روزانه، pH، رنگ، COD، BOD، آمونیاک نیتروژن، کل نیتروژن، کل فسفر، مواد جامد معلق، فرآیند تصفیه فعلی و هدف آب تصفیه شده مورد نیاز است.
نیاز به آزمایش شیشه‌ای فاضلاب دامداری دارید؟
بلووات کمیکالز می‌تواند نمونه‌های نماینده فاضلاب را ارزیابی کرده و ترکیبات مناسب عامل رنگ‌زدا، PAC و PAM را مقایسه کند.
برای یک ارزیابی اولیه مفیدتر، منبع فاضلاب، حجم تصفیه روزانه، pH آب خام، COD، آمونیاک نیتروژن، مواد جامد معلق، رنگ و هدف تصفیه مورد نیاز را ارائه دهید.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski