در این پژوهش ریزسازواره های بی هوازی استات زا و متان زای موجود در لجن گرانوله راکتور uasb تصفیه کننده پساب صنایع لبنی به طور جداگانه در سه گروه غنی سازی و با نسبت های مختلف متان زاها به استات زاها برای بررسی اثر عوامل میکروبی، عملیاتی و شیمیایی بر عملکرد فرآیند هضم مخلوط اسیدهای چرب فرار و برهم کنش های آنها در چهار هاضم با رشد مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. طراحی آزمایش ها به روش rsm–ccd انجام و تعداد 47 آزمایش در دمای معتدل دوست و گرمادوست در هر راکتور صورت گرفت. آزمایش های ناپیوسته و پیوسته با غلظت های بالای اسیدهای چرب فرار (در محدوده 15000-5000 میلی گرم cod بر لیتر) انجام شد. تحلیل نتایج آزمایش ها با استفاده از نرم افزار dx–7، نشان داد که لجن های غنی شده از پایداری بالایی نسبت به لجن اولیه برخوردار بوده و حتی در شرایط ph اسیدی (5/5-5/4) توانایی انجام واکنش های استات زایی و متان زایی برخورد تغذیه ای را دارند. برهم کنش های عوامل مختلف نشان داد که در برخی موارد نتایج واقعی تا حدودی برخلاف شواهد و دانسته های معمول می باشد، به طور نمونه براساس تجربیات و نتایج برخی از پژوهشگران همواره انتظار می رفت که بازدارندگی پروپیونات بر روی عملکرد فرآیند برخورد تغذیه ای هضم بی هوازی بیش از استات باشد، اما در عمل بازدارندگی استات بیش از پروپیونات بود. این نتایج نقش مهم یک عامل فیزیکی و عملیاتی، یعنی فاصله میان ریزسازواره ها با برخورد تغذیه ای و همجواری فضایی انواع مختلف آنها را نمایان می کند. عملکرد فرآیند هضم برخورد تغذیه ای اسیدهای چرب فرار در راکتورهای پیوسته هم زن دار و بسترثابت بیوفیلمی اختلاف محسوسی نداشته و راکتور uasb (با رشد گرانوله) در مقایسه با راکتورهای دیگر بسیار موثرتر و بهتر عمل می نماید. حداکثر راندمان فرآیند در راکتور uasb در شرایط ورودی hac، hpr، hbu، به ترتیب برابر با 5/2501، 7/2149، 4/1925 میلی گرم برلیتر و m/a برابر با 5/2 و hrt برابر با 22 ساعت به دست آمد. نتایج فرآیند معتدل دوست و گرمادوست نشان داد که عملکرد آنها به طورکلی تفاوت بسیار جزئی دارد و استفاده از فرآیند گرمادوست نسبت به فرآیند معتدل دوست برتری ندارد.

بررسی فرآیند انعقادالکتریکی/شناورسازی جهت تصفیه شیرابه ی محل دفن چکیده: تصفیه شیرابه حاصل از محل های دفن مواد زاید شهری، به عنوان یکی از مهمترین مسائل زیست محیطی، بندرت در ایران مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه ارزیابی راندمان حذف cod و tss از شیرابه محل دفن کارخانه زیست کمپوست سنندج توسط فرایند انعقاد الکتریکی/شناورسازی بود. این بررسی یک مطالعه تجربی در مقیاس آزمایشگاهی بود که در فرآیند ناپیوسته در یک مخزن از جنس پلکسی گلاس به حجم 6 لیتر (حجم موثر 3/5 لیتر) حاوی 2 الکترود صفحه ای آهن و آلومینیوم با آرایش های al-al، fe-fe، al-fe و fe-al و در فرآیند پیوسته در یک مخزن با حجم موثر 1/5 لیتر حاوی 2 الکترود صفحه ای از جنس آلومینیمی مورد استفاده قرار گرفت. الکترودها به روش دو قطبی به یک منبع تغذیه به منظور تبدیل جریان برق متناوب به مستقیم متصل شدند. طراحی آزمایش ها به روش rsm–ccd انجام و تعداد 29 آزمایش برای هر یک از آرایش الکترودها در هر راکتور صورت گرفت. آزمایش های ناپیوسته و پیوسته با غلظت های بالای cod ورودی (در محدوده 19125-625 میلی گرم بر لیتر) انجام شد. تحلیل نتایج آزمایش ها با استفاده از نرم افزار dx–7، نشان داد که فرآیند انعقاد الکتریکی/شناورسازی توانایی بالایی در حذف cod و tss شیرابه محل دفن دارد. نتایج حاصله برای فرآیند ناپیوسته نشان داد که راندمان حذف cod و tss در شرایط بهینه cod ورودی 12627 میلی گرم بر لیتر، ولتاژ 19 ولت، فاصله بین الکترودها 3 سانتیمتر و مدت زمان الکترولیز 75 دقیقه، برای حالت al-al به ترتیب 96 و 99 درصد و برای حالت fe-fe در شرایط بهینه cod ورودی 12037 میلی گرم بر لیتر، ولتاژ 21 ولت، فاصله بین الکترودها 3 سانتیمتر و مدت زمان الکترولیز 75 دقیقه، به ترتیب 91 و 72 درصد و برای حالت al-fe (آند آلومینیمی) در شرایط بهینه cod ورودی 14031 میلی گرم بر لیتر، ولتاژ 20 ولت، فاصله بین الکترودها 3 سانتیمتر و مدت زمان الکترولیز 74 دقیقه، به ترتیب 96 و 97 درصد و برای حالت al-fe (آند آهنی) در شرایط بهینه، cod ورودی 9885 میلی گرم بر لیتر، ولتاژ 21 ولت، فاصله بین الکترودها 5 سانتیمتر و مدت زمان الکترولیز 75 دقیقه، به ترتیب 91 و 78 درصد بدست آمدند. همچنین نتایج حاصله برای فرآیند پیوسته نشان داد که راندمان حذف cod و tss در شرایط بهینه cod ورودی 13766 میلی گرم بر لیتر، ولتاژ 20 ولت، فاصله بین الکترودها 3 سانتیمتر و مدت زمان الکترولیز 75 دقیقه، برای حالت al-al به ترتیب 96 و 99 درصد بدست آمد.

چکیده پژوهش حاضر به جهت بررسی توانایی راکتور چند محفظه ایی بی هوازی (abr) در تصفیه ی شیرابه کمپوست انجام شد. abr هاضمی بی هوازی است که به دلیل مزایای منحصر به فردی هم چون مقاومت در برابر شوک های آلی و هیدرولیکی، قابلیت جداسازی فازهای اسید زایی و متان زایی و راندمان بالا در تصفیه پساب ها، اخیراً توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. تأثیر برهم کنش عوامل عملیاتی cod ورودی، زمان ماند هیدرولیکی (hrt) و نسبت cod/n بر روی راندمان حذف cod و نرخ تولید گاز زیستی که پاسخ های سامانه بودند، رابطه بندی و تحلیل شد. در نهایت تحلیل نتایج نشان داد که به ازای cod برابر با 8250 میلی گرم بر لیتر، hrt مساوی با 46 ساعت و نسبت cod/n برابر با 70، بیشترین راندمان حذف cod (3/81 درصد) و بیشترین نرخ تولید گاز زیستی (4/75 میلی لیتر بر میلی گرم بر ساعت) اتفاق می افتد، در نتیجه این نقطه به عنوان نقطه بهینه انتخاب شد. مقدار بازه اطمینان برابر با 95 درصد، نشان دهنده ی انطباق خوب داده های آزمایشگاهی با مقادیر پیش بینی شده حاصل از نرم افزار بود. با توجه به تحلیل نتایج، نسبت cod/n و hrt به ترتیب بیشترین تأثیر را بر روی راندمان حذف cod و نرخ تولید گاز زیستی دارند. به جهت بررسی عملکرد سامانه، راندمان حذف tss و تغییرات ph و پتانسیل اکسیداسیون-احیا (orp) در محفظه های متوالی راکتور اندازه گیری و مورد بحث قرار گرفت. بهمنظور بهبود کیفیت خروجی راکتور abr در حد استانداردهای تخلیه، از فرآیند انعقادسازی الکتریکی/شناورسازی به عنوان فرآیند تصفیه نهایی شیرابه در شرایط ثابت (زمان الکترولیز = 75 دقیقه، فاصله بین الکترودها = 3 سانتی متر، ولتاژ = 20 ولت) استفاده شد که نتایج حاصل از آزمایش ها بیانگر موثر بودن این فرآیند و بهبود کیفیت پساب تا حد استانداردهای تخلیه می-باشد.

بسترهای فواره ای به عنوان تماس دهنده های گاز-جامد، به طور گسترده ای در فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی نظیر خشک کردن ذرات جامد، صنایع دارویی، پوشش دهی ذرات جامد، گرانوله سازی و صنعت تصفیه آب و فاضلاب به کار برده می شوند. به لطف توانایی های محاسباتی با پیشرفت الگوریتم های عددی و درک عمیق تر از پدیده های جریان چندفازی، مدل سازی با روش دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) در سال های اخیر به ابزاری قدرتمند برای فهم جریان گاز-جامد تبدیل شده است. با مروری بر پژوهش های انجام گرفته در زمینه مدل سازی و شبیه سازی بسترهای فواره ای، دیده می شود که علی رغم بررسی های فراوان صورت گرفته در زمینه هیدرودینامیک این سامانه ها، بررسی های انجام گرفته در زمینه توزیع حرارت اندک می باشد. در بسیاری از کاربردهای بسترهای فواره ای هم چون خشک کردن ذرات، راکتورهای شیمیایی و فرآیندهای زیستی دمای نقاط مختلف بستر باید تحت کنترل باشد و آگاهی از توزیع حرارت در نقاط مختلف بستر امری ضروری می باشد. بنابراین برای استفاده موثر از بسترهای فواره ای، باید از توزیع حرارت درون بستر اطلاع کافی داشت. در این پژوهش، شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار fluent به منظور بررسی توزیع حرارت در بسترهای فواره ای انجام گرفت. برای انجام شبیه سازی، از دیدگاه اولرین-اولرین به کمک تئوری جنبشی جریان دانه ای استفاده شد. با توجه به اینکه به منظور انجام دادن یک شبیه سازی مناسبی از توزیع حرارت، باید شبیه سازی هیدرودینامیک به درستی انجام گرفته باشد، در این پژوهش شبیه سازی هیدرودینامیک با دقت بالایی انجام گرفت. مقادیر مختلف ضریب پراکندگی و ضریب ارتجاعی مورد بررسی قرار گرفته و با مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی، مقادیر بهینه آنها مشخص گردید. اثر آشفتگی بر روی نتایج مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت مقایسه ای بین شبیه سازی دوبعدی و سه بعدی صورت گرفت. اعتبارسنجی در زمینه هیدرودینامیک به صورت کیفی و کمی انجام گرفت. بعد از انتخاب مدل مناسب برای پیش گویی رفتار جریان ذرات، مدل های حرارتی نیز به¬منظور بررسی توزیع حرارت در این سامانه ها اضافه شده و توسط نرم افزار fluent حل شدند. نتایج توزیع حرارت حاصل از شبیه سازی، با نتایج تجربی مقایسه شده و مطابقت قابل قبولی دیده شد. در نهایت اثر متغیرهای مختلف بر روی انتقال حرارت در این سامانه ها مورد بررسی قرار گرفت.

امروزه وجود ترکیبات و مواد مقاوم و سمی در منابع آب، کاربرد فرآیندهای متداول تصفیه آب را محدود و در برخی موارد ناتوان کرده است. از طرفی طی دو دهه گذشته استانداردهای زیست محیطی سخت¬گیرانه تر شده است بنابراین در طی سال های اخیر فن آوری های تصفیه از لحاظ اقتصادی و فنی توسعه پیدا کرده اند. یکی از این فن آوری های تصفیه فرآیند انعقاد الکتریکی می¬باشد. در این تحقیق عملکرد فرآیند انعقاد الکتریکی در حذف نیترات از منابع آبی بررسی شد. انعقاد الکتریکی یک واکنش الکترولیز است که با اعمال پتانسیل الکتریکی بین صفحات فلزی که به عنوان آند و کاتد عمل می¬کنند همراه است، در این تحقیق از فلز آلومینیوم، آهن و استیل به عنوان آند استفاده شد. یون¬های فلزی تولید شده در آند با یون¬های نیترات محلول توده¬هایی را تشکیل می¬دهند که توسط گازهای هیدروژن تولید شده در کاتد و هوای خروجی از سنگ¬های هوای تعبیه شده در کف راکتور به سطح منتقل و یا ته¬نشین می¬شوند و بدین ترتیب یون¬های نیترات از منابع آبی حذف خواهند شد. در این تحقیق عوامل مؤثر بر فرآیند انعقاد الکتریکی از جمله ph اولیه محلول، فاصله قرارگیری صفحات آند و کاتد از یکدیگر، مدت زمان الکترولیز، ولتاژ و غلظت اولیه نیترات به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفتند. در نهایت تحلیل نتایج نشان داد که راندمان حذف نیترات در شرایط بهینه غلظت اولیه نیترات 120 میلی¬گرم بر لیتر، ph اولیه محلول 8، ولتاژ 17 ولت، فاصله بین الکترودها 3 سانتی-متر و مدت زمان الکترولیز 240 دقیقه، برای حالت آند آلومینیوم و کاتد آهن 93 درصد و برای حالت آند آهن و کاتد آلومینیوم در شرایط بهینه غلظت اولیه نیترات 160 میلی¬گرم بر لیتر، ph اولیه محلول 5/8، ولتاژ 22 ولت، فاصله بین الکترودها 2 سانتی¬متر و مدت زمان الکترولیز 203 دقیقه، 86 درصد و برای حالت آند استیل و کاتد آهن در شرایط بهینه غلظت اولیه نیترات 210 میلی¬گرم بر لیتر، ph اولیه محلول 7/8، ولتاژ 20 ولت، فاصله بین الکترودها 5/3 سانتی¬متر و مدت زمان الکترولیز 125 دقیقه، 87 درصد بدست آمدند که نتایج حاصل از آزمایش¬ها بیانگر مؤثر بودن این فرآیند در حذف نیترات از منابع آبی می¬باشد. همچنین بررسی نتایج نشان داد که استفاده از آند آلومینیوم و کاتد آهن با توجه به راندمان بالا، میزان خوردگی و هزینه کمتر مناسب¬ترین آرایش برای حذف نیترات از منابع آبی می باشد.