بررسی مشکلات احتمالی بیوفیلتر اصلی لندفیل و ارائه پیشنهادات مناسب از موارد دیگر است. پژوهش حاضر نشان داد که ستون بیوفیلتر با بهینه سازی های انجام شده می تواند در مقیاس اصلی جهت حذف سولفید هیدروژن از بیوگاز لندفیل استفاده شود.
واژههای کلیدی: گاز دفنگاه، سولفید هیدروژن، ورمیکمپوست، باکتری تیوباسیلوس، بیوفیلتر
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول
مقدمه…………………………………… 2
1-1-اهمیت موضوع و لزوم انجام مطالعه……… 3
1-2-اهداف……………………………… 5
1-3-نوآوری پایان نامه…………………… 5
فصل دوم
کلیات و تئوری…………………………… 7
2-1- تاریخچه لندفیل…………………….. 7
2-2- لندفیل های جدید…………………… 11
2-3- ساختار لندفیل…………………….. 14
2-4- بیوگاز لندفیل…………………….. 16
2-5- استفاده از گاز لندفیل……………… 17
2-5-1- روش های فیزیکی-شیمیائی…………. 23
2-5-2- روش های بیولوژیکی……………… 23
2-5-3- اصول روش تصفیه با بیوفیلتر……… 26
2-6- تصفیه گاز لندفیل………………….. 33
2-7- بررسی مدلهای بیوفیلتر……………… 33
2-7-1- شرح تئوری مدل Ottengraf…………… 34
2-7-2- شرح تئوری مدل Zarook……………. 38
2-7-3- بررسی مدل Hodge ……………….. 39
2-7-4- بررسی مدل Li…………………… 42
2-7-5- تئوری و آنالیز مدل Deshusses …….. 45
2-7-6- پارامترهای طراحی………………. 49
فصل سوم
پیشینه تحقیق……………………………. 54 ……………………………………………
3-1- مروری بر پژوهش های انجام شده……….. 54 …………………………………………..
فصل چهارم
مواد و روش کار………………………….. 67 …………………………………………… ………………………………………..
4-1- مواد و روشهای اندازهگیری…………… 67 ……………………………………… ………………………………………
4-1-1- روشهای اندازهگیری……………… 82
4-2- روش انجام آزمایش………………….. 83 …………………………………………..
فصل پنجم
نتایج و بحث…………………………….. 85
فصل ششم
نتیجه گیری و پیشنهادات………………….. 104
6-1- نتیجه گیری……………………….. 104
6-2- پیشنهادات………………………… 105
منابع ………………………………… 106 ………………………………………………… …………………………………………….
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل 2-1- تولید بیوگاز متان در لندفیل………. 12
شکل 2-2- انتقال بیوگاز لندفیل به نیروگاه و تولید برق 14
شکل 2-3- نمونه ای از ساختار بیوفیلتر ساده … 26
شکل 2-4- شماتیک مفهوم مدل بیوفیلم در یک مقطع عرضی در طول ستون بیوفیلتر……………………………….. 35
شکل 2-5- مدل بیوفیزیکی برای بیوفیلتر………. 39
شکل 2-6- ساختار کلی مدل برای موازنه جرم ….. 46
شکل 2-7- توضیح شماتیک مدل برای یک بخش ستون .. 46
شکل 4-1- رشد باکتری در محیط کشت مایع………. 70
شکل 4-2- کلنی های باکتری در محیط کشت جامد…. 72
شکل 4-3- کمپرسور استفاده شده……………… 75
شکل 4-4- بیوفیلتر استفاده شده…………….. 76
شکل 4-5- سکوی سیمانی ساخته شده……………. 77
شکل 4-6- نصب اتاقک فلزی………………….. 77
شکل 4-7- اتاقک فلزی نصب شده ……………… 78
شکل 4-8- استقرار بیوفیلتر در داخل اتاقک فلزی 78
شکل 4-9- خروجی بیوگاز از چاه (شیر سمت راست) و اتصال به شبکه (شیر میانی)…………………………………. 79
شکل 4-10- اتصال خروجی بیوگاز از چاه به کمپرسور 79
شکل 4-11- اتصال پمپ آب از طریق شیر تنظیم به ستون 80
شکل 4-12- پمپ آب استفاده شده جهت چرخش آب درون ستون 80
شکل 4-13- لوله تخلیه شیرابه از درون چاه ….. 81
شکل 14-4- ثبت غلظت سولفید هیدروژن ستون با دستگاه سنسور 81
شکل 4-15- سنسور گاز سولفید هیدروژن……….. 82
شکل 4-16- pH متر ……………………….. 83
شکل 5-1- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن خروجی ستون بیوفیلتر بر حسب دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250………………………… 87
شکل 5-2- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن خروجی ستون بیوفیلتر بر حسب دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350………………………… 89
شکل 5-3- تغییرات ظرفیت حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250………………………… 90
شکل 5-4- تغییرات ظرفیت حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350………………………… 91
شکل 5-5- تغییرات راندمان حذف بر حسب بار جرمی با غلظت 
سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 92
شکل 5-6- تغییرات راندمان حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 93
شکل 5-7- تغییرات راندمان حذف بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 94
شکل 5-8- تغییرات راندمان حذف بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 95
شکل 5-9- تغییرات راندمان حذف بر حسب دبی ورودی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 96
شکل 5-10- تغییرات راندمان حذف بر حسب دبی ورودی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 97
شکل 5-11- تغییرات غلظت خروجی بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 98
شکل 5-12- تغییرات غلظت خروجی بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 99
شکل 5-13- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 1 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان………………. 99
شکل 5-14- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 2 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان……………… 100
شکل 5-15- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 3 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان……………… 101
شکل 5-16- تغییرات راندمان حذف سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه…….. 102
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 2-1- نمونهای از ترکیب گاز دفنگاه……… 15
جدول 2-2- مشخصات سه سیستم بیولوژیکی……….. 24
جدول 2-3- نمونهای از بسترهای استفاده شده در بیوفیلتراسیون گازها………………………………………. 29
جدول 2-4 خصوصیات مهم برخی از باکتری‌ها که در تجزیه سولفید هیدروژن و دیگر ترکیبات گوگرددار استفاده شده‌اند 32
جدول 2-5- پارامترهای عملیاتی بیوفیلتر……… 52
جدول 4-1- محیط کشت استفاده شده برای باکتری Thiobacillus thioparus 69
جدول 5-1- ترکیب گاز دفنگاه شهر شیراز در منطقه برمشور 85
جدول 5-2- ترکیب ورمیکمپوست بر اساس گزارش آزمایشگاه 86
فهرست نشانههای اختصاری
ضریب نفوذ مؤثر
ضخامت لایه بیولوژیکی
k ثابت سرعت واکنش درجه صفر
عدد Thiele
مختصه بیبعد طول
m ضریب تقسیم
h ارتفاع بستر بیوفیلتر
سطح لایه بیولوژیکی
سرعت ظاهری گاز
غلظت آلاینده در فاز گاز
غلظت آلاینده در فاز بیوفیلم
ماکزیمم سرعت رشد ویژه
ثابت سینتیکی
غلظت اکسیژن در بیوفیلم
ضریب پراکندگی
V سرعت درون شبکهای محوری
تخلخل ماده فیلتر
ثابت سرعت بیولوژیکی
جرم دیاکسید کربن به جرم سوبسترا
L طول بیوفیلتر
متوسط غلظت ورودی آلاینده
H ثابت هنری
ضریب انتقال فیلم گاز-بیوفیلم
سطح نفوذ مؤثر به ازای واحد حجم بستر
زمان اقامت
تخلخل بستر بیوفیلتر
R شعاع متوسط ماده پکینگ بیوفیلتر
قابلیت نفوذ در فاز بیوفیلم
G دبی کل گاز
W تعداد کل لایهها
J شار نفوذ
سرعت تجزیه بیولوژیکی
N تعداد کل زیربخشهای بیوفیلم
ثابت بازدارندگی
EC ظرفیت حذف
فصل اول