…………………………………………………… 40

جامعه و نمونه آماری…………………………………………………………………………………………………………………………….. 40

متغیرهای تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………………… 40

متغیر مستقل………………………………………………………………………………………………………………………………. 40

متغیر تعدیل کننده……………………………………………………………………………………………………………………. 40

متغیر وابسته ……………………………………………………………………………………………………………………………… 40

متغیر کنترل شده………………………………………………………………………………………………………………………. 41

متغیرکنترل نشده………………………………………………………………………………………………………………………. 41

ابزار تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 41

روش اجرا……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 42

تقسیم کردن آزمودنی ها ………………………………………………………………………………………………………….. 42

ورود به آزمایشگاه……………………………………………………………………………………………………………………….. 43

پیش آزمون…………………………………………………………………………………………………………………………………. 43

اکتساب………………………………………………………………………………………………………………………………………… 43

آزمون های یادداری……………………………………………………………………………………………………………………. 44

یاددادی فوری…………………………………………………………………………………………………………………… 44

هدف ثابت……………………………………………………………………………………………………………… 44

هدف متغیر……………………………………………………………………………………………………………. 44

افزونگی ثابت………………………………………………………………………………………………………….. 45

افزونگی متغیر……………………………………………………………………………………………………….. 45

یادداری تاخیری……………………………………………………………………………………………………………….. 45

تحلیل آماری داده ها……………………………………………………………………………………………………….. 45

آب، فاضلاب تولید شده در شهرها نیز افزایش چشم گیری داشت و طراحان همواره به دنبال روشهای نوین طراحی شبکه های نوین هستند.
روشهای مختلفی برای تصفیه فاضلاب خانگی شامل رشد الحاقی و رشد معلق وجود دارد. اما از نقطه نظر تکنیکی و اقتصادی هنوز موضوع تصفیه فاضلاب به عنوان یک مسئله پیچیده و پرهزینه در نظر گرفته می شود. اگرچه تکنولوژی در زمینه تجهیزات تصفیه خانه های بزرگ پیشرفت چشم گیری داشته، اما در بعضی شهرهای کوچک هنوز مشکل تصفیه فاضلاب وجود دارد. در میان پژوهش های انجام شده برای رسیدن به یک تکنولوژی قابل اجرا، استفاده از شبکه جمع آوری به عنوان رآکتور بیولوژیکی راهکار مناسبی است.
بهینه سازی توام شبکه های جمع آوری و تصفیه خانه های فاضلاب قدیمی در شهرهایی که جمعیت آن ها رشد بی رویه ای داشته، می تواند به عنوان راهکاری مناسب در برنامه ریزی های شهری در نظر گرفته شود.
استفاده از شبکه جمع آوری به عنوان تاسیسات پیش تصفیه با کاهش بار آلی فاضلاب، نیاز به تجهیزات تصفیه خانه را کاهش می دهد. همچنین در مناطقی که به دلیل هزینه های بالا، امکان احداث تصفیه خانه وجود ندارد و فاضلاب بدون هیچ گونه تصفیه وارد محیط پذیرنده می شود، با این راهکار می توان ضمن کاهش بار آلی، از ورود آلودگی بیشتر به محیط زیست جلوگیری کرد و از آن به عنوان راه حلی موقتی برای تصفیه استفاده کرد.
امروزه مهندسین تاثیر ظرفیت خودپالایی شبکه های جمع آوری را روی تاسیسات تصفیه خانه در نظر نمی گیرند که احتمالا به دلیل پیچیده بودن نحوه انجام این فرآیندها می باشد]6[. اغلب روابطی که به منظور توصیف این فرآیندها ارایه شده، به صورت تجربی می باشد. بنابراین تعداد مدل هایی که این فرآیندها را توصیف کرده و برهم کنش این فرآیندها را بیان می کند، محدود است.
با در نظر گرفتن این موضوع که فرآیندهای تصفیه از همان ابتدای ورود فاضلاب به شبکه جمع آوری شروع می شوند، طراحی بسیار کارآمدتر خواهد بود. علاوه براین باید رویکردهای کلی تری تحت عنوان توسعه پایدار، بهداشت عمومی، حفاظت از محیط زیست و بالا بردن استاندارد زندگی برای مجامع عمومی در نظر گرفته شود.
موارد فوق موید آن است که فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی که در شبکه های جمع آوری فاضلاب رخ می دهند، اهمیت زیادی داشته و بایستی به این بخش از عملکرد شبکه های جمع آوری بیشتر توجه شود. با افزایش قابلیت شبکه ها در حذف مواد آلی، ممکن است بتوان از شبکه ها به عنوان تاسیسات پیش تصفیه در مناطق محروم و روستایی استفاده نمود. همچنین در مناطق سردسیر و کوهستانی که امکان تصفیه ی فاضلاب در فصل های سرد سال عملا در تصفیه خانه ها امکان پذیر نیست، ممکن است بتوان از شبکه های جمع آوری به دلیل پایین بودن دمای فاضلاب در زیر زمین، جهت تصفیه ی فاضلاب استفاده نمود.
به منظور حرکت به سمت مدیریت پایداردر برنامه ریزی شهری، نیاز است طراحی و بهره برداری شبکه های جمع آوری و تصفیه خانه ها به صورت یکپارچه انجام شود. درک و شناسایی واکنش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی شبکه ها، امکان ترکیب جنبه های کیفی فاضلاب را با طراحی و بهره برداری از این تأسیسات را فراهم می سازد. در این صورت شبکه های جمع آوری در مدیریت فاضلاب شهری پایدار، علاوه بر سیستم های انتقال دهنده فاضلاب، تأسیساتی هستند که به منظور انجام واکنش های تصفیه نیز طراحی می شوند.

فهرست مطالب


عنوان صفحه

1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………. 2
1-1- کلیات………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
1-2- ضرورت انجام تحقیق………………………………………………………………………………………………………… 4
1-3- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-4- نوآوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………… 6
1-5- ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………………………………………. 7
2- پیشینه و تئوری تحقیق………………………………………………………………………………………………………..9
2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2-1- انواع جاذب…………………………………………………………………………………………………………………….9
2-2-1-1- پوسته برنج………………………………………………………………………………………………………………..9
2-2-1-2- کربن فعال………………………………………………………………………………………………………………11
2-2-1-3- پوسته گردو…………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-4- خاک اره………………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-5- نانو ذرات کربنی……………………………………………………………………………………………………..13

عنوان صفحه

2-2-1-6- سایر جاذب ها…………………………………………………………………………………………………………14
2-2-2- انجام آزمایشات با استفاده از سیستم ستون………………………………………………………………15
استفاده از روش پاسخ سطح (RSM) در مدلسازی آزمایش……………………………………16
انجام آزمایشات با استفاده از سیستم ستون و مدلسازی توسط روش RSM…………18
2-3- تئوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..18
2-3-1- روش سطح پاسخ(RSM)……………………………………………………………………………………….. 18
2-3-1-1-روش شناسی سطح پاسخ………………………………………………………………………………………..18
2-3-1-2- طرحهای آزمایشی برای برازانیدن سطح های پاسخ……………………………………………..20
2-3-1-3- انواع طرح های سطح پاسخ……………………………………………………………………………………21
2-3-1-4- طرح های مرکب مرکزی (CCD)………………………………………………………………………. 24
2-3-2- تئوری جذب سطحی………………………………………………………………………………………………….27
2-3-2-1- ایزوترم جذب پایه…………………………………………………………………………………………………..29
2-3-2-2- مدل های تجربی برای مدلسازی نتایج آزمایشها…………………………………………………..31
2-3-2-2-1- مدل Adam-Bohart…………………………………………………………………………………….31
2-3-2-2-2- مدل توماس……………………………………………………………………………………………………….32
2-4-جمع بندی……………………………………………………………………………………………………………………33
3- مواد و روشها ……………………………………………………………………………………………………………………….35
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………..35
3-2- مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………..35
3-2-1- جاذب مورد استفاده: شلتوک برنج اصلاح شده بازی……………………………………………….35
3-2-2- فاضلاب مصنوعی حاوی فلز سنگین………………………………………………………………………….36
3-2-3- سایر مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………36
3-3- دستگاههای مورد استفاده……………………………………………………………………………………………37
3-4- روشهای مورد استفاده………………………………………………………………………………………………….37
عنوان صفحه

3-4-1- آماده سازی ستون………………………………………………………………………………………………………37
3-4-2- طراحی آزمایشها به کمک روش RSM……………………………………………………………………39
3-4-3- روش تعیین بازدهی جذب در هر آزمایش…………………………………………………………………41
3-4-4- روش انجام آزمایش غیر پیوسته…………………………………………………………………………………43
4- نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………………….46
4-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………46
4-2- نتایج آزمایش های غیر پیوسته…………………………………………………………………………………..46
4-3- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ به منظور بررسی عوامل موثر بر بازدهی جذب فلز سنگین…………………………………………………………………………………………………..49
4-4- تحلیل نتایج…………………………………………………………………………………………………………………52
4-4-1- تحلیل واریانس……………………………………………………………………………………………………………68
4-4-1-1- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای مرتبه دوم……………………………………………………..68
4-4-1-2- تحلیل واریانس مدل خطی…………………………………………………………………………………….72
4-4-2- تعیین بهترین رابطه…………………………………………………………………………………………………..74
4-5- ترکیبات مختلف پارامتر ها در اهداف تعیین شده مجموعه آزمایش ها……………………….79
4-6- تطبیق نتایج بدست آمده از آزمایش های پیوسته با مدل های تجربی………………………..81
5- نتیجه گیری و پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………….85
5-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………85
5-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………86
فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………..88






فهرست جدول­ها

عنوان و شماره صفحه

جدول 2-1- خلاصه نتایج تحقیقات صورت گرفته بر روی حذف فلزات سنگین مختلف به کمک پوسته برنج (سعادت، 1391) 10
جدول 2-2- ترکیب های مختلف کد شده پارامتر ها در طرح متشکل از 3 پارامتر 26
جدول 2-3- مقایسه بین جذب فیزیکی و شیمیایی 28
جدول 3-1- پارامترهای مستقل طرح و سطوح مقادیر و کد های مربوطه 40
جدول 3-2- پارامترهای مورد نظر در این مطالعات و ترکیبات مختلف آزمایشها 41
جدول 4-1- مقدار غلظت تعادلی نیکل، بازدهی جذب و مقدار نیکل جذب شده در واحد جرم جاذب در آزمایش های غیرپیوسته 47
جدول 4-2- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ 50
جدول 4-3- میزان غلظت خروجی نیکل را در زمان های مختلف از ستون با حداکثر بازدهی جذب نیکل 52
جدول 4-4- نتایج آنالیز برنامه Design Expert جهت انتخابمدل ریاضی60
جدول 4-5- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای درجه دوم (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 69


عنوان و شماره صفحه

جدول 4-6- ضرایب ثابت، اثرات خطی، مربعی و متقابل پارامتر های مدل مرتبه دوم 70
جدول 4-7- تحلیل واریانس مدل خطی (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 72
جدول 4-8- ضرایب ثابت و اثرات خطی پارامتر های مدل خطی 74
جدول 4-9- نتایج مقایسه درصد حذف نیکل حاصل از کاربرد روابط مرتبه دوم و خطی 75
جدول 4-10- ترکیبات مختلف پارامتر ها را در مدل مرتبه دوم برای بدست آوردن حداکثر راندمان 80
جدول 4-11- پارامتر های مدل Adam-Bohart 82
جدول 4-12- پارامتر های مدل توماس 83


















فهرست شکل­ها


عنوان و شماره صفحه
شکل 2-1- طرح مرکب مرکزی (CCD) 24
شکل 2-2- ایزوترم جذب 28
شکل 3-1- شمای شماتیک سیستم پیوسته 38
شکل 3-2- سیستم پیوسته به هنگام انجام آزمایش ها 39
شکل 3-3- شمای شماتیک نمودار جذب 42
شکل 4-1- نمودار ایزوترم جذب نیکل در آزمایش های غیر پیوسته 48
شکل 4-2- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل لانگمویر 48
شکل 4-3- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل فروندلیچ 49
شکل 4-4- نمودار شکست آزمایش شماره 4 با راندمان حداکثر برابر با 8/69 % 51
شکل 4-5- نمودار نرمال باقیمانده ها در مدل های مرتبه دوم و خطی 55
شکل 4-6- نمودار باقیمانده ها در مقابل مقادیر پیش بینی شده 56
شکل 4-7- نمودار باقیمانده ها در برابر ترتیب اجرای آزمایش 57
شکل 4-8- نمودار پریشیدگی پارامتر های مختلف در پارامتر ها 58


عنوان و شماره صفحه

شکل 4-9- نمودار اثر ارتفاع جاذب بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 62
شکل 4-10- نمودار اثر دبی بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 63
شکل 4-11- نمودار اثر غلظت اولیه نیکل بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 64
شکل 4-12- نمودار خطوط پاسخ اثر تغییرات ارتفاع جاذب و دبی ورودی بر بازدهی جذب 65
شکل 4-13- نمودار اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 66
شکل 4-14- نمودار سه بعدی اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 67
شکل 4-15- نمودار مقایسه نتایج روابط شماره 4-3 و 4-5 با نتایج واقعی بازدهی حاصل از انجام آزمایشها 77
شکل 4-16- اختلاف نتیجه بازدهی بر اساس روابط 4-3 و 4-5 با مقدار واقعی بازدهی از آزمایشها 78
شکل 4-17- نمودار میله ای مطلوبیت ترکیبات تعریف شده در اهداف 80
شکل 4-18- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل Adam-Bohart 82
شکل 4-19- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل توماس 83
شکل پ-1- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 75/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 76 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-2- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-3- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96


عنوان و شماره صفحه

شکل پ-4- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96
شکل پ-5- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-6- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-7- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-8- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-9- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 90 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-10- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 20 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-11- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی5/17میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-12- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 10 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-13- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی9میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ- 14- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ-15- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102
عنوان و شماره صفحه

شکل پ-16- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102
شکل پ-17- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 103
شکل پ-18- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 103
شکل پ-19- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 104
شکل پ-20- نمودار خطوط پاسخ اثر تغییرات ارتفاع جاذب و غلظت نیکل ورودی بر بازدهی جذب 105

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- بر پژوهش های انجام شده……….. 54 …………………………………………..

فصل چهارم
مواد و روش کار………………………….. 67 …………………………………………… ………………………………………..
4-1- مواد و روش­های اندازه­گیری…………… 67 ……………………………………… ………………………………………
4-1-1- روش های اندازه گیری……………… 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 باکتری ها که در تجزیه سولفید هیدروژن و دیگر ترکیبات گوگرددار استفاده شده اند 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
Vسرعت 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

3-2 مبانی تئوریکی روشهای شبکه ای 42
3-2-1 معادله ی حاکم بر روش شبکه ای 42
3-2-2 معادله ی جبری حاکم بر روش شبکه ای در حالت ماندگار 45
3-2-3 تأثیر ناهمگنی و ناهمسانی بر معادلات جبری حاکم 50
3-2-4 تزریق و برداشت 51
3-2-5 معادله ی جبری حاکم بر روش شبکه ای در حالت ناماندگار 51
3-2-6 آبخوان محصور و آزاد 52
3-2-7 اصلاح روش شبکه ای 53
3-2-7-1 بهبود با استفاده از افزایش اتصال گره ها 53
3-2-7-2 بهبود با استفاده از نحوه ی مدل کردن گره های مرزی 57
3-2-8 معادله ی حاکم در حالت کلی 59
3-2-9 تأثیر شکل هندسی مجاری بر روش شبکه ای 61
3-2-9-1شکل مجاری 61
3-2-9-2 معادله ی حاکم 62
3- 3 مدل آزمایشگاهی 70
3-3-1 مقدمه 70
3-3-2 نحوه ی ساخت مدل آزمایشگاهی 70
3-3-3 روش انجام آزمایش 71
3-3-3-1محیط همگن و همسان با هد ثابت 72
3-3-3-2 آزمایش آبخوان آزاد 72
3-3-3-3 آزمایش لایه ی غیر قابل نفوذ 72
3-3-3-4 آزمایش ناهمگن و ناهمسان بودن محیط متخلخل 73
3-3-3-5 آزمایش جریان ناماندگار 74

4. مثالهای عددی و آزمایشگاهی و بحث در نتایج به دست آمده 75

4-1 مقدمه 75
4-2 مثالهای عددی 76
4-1-1 مثال 1) مسأله ی حالت ماندگار در محدوده ی مربعی و شرایط مرزی شكل 4-1 76
4-1-2 مثال 2) مسأله ی حالت ماندگار در محدوده ی مربعی و شرایط مرزی شكل 4-5 87
4-1-3 مثال 3) مسأله ی حالت ماندگار در محدوده ی مستطیلی و شرایط مرزی شكل 4-8 91
4-1-4 مثال 4) مسأله ی حالت ماندگار در محدوده ی مثلثی و شرایط مرزی شكل4-11 94
4-1-5 مثال 5) مسأله ی حالت ماندگار با وجود چاه در محدوده ی مستطیلی و شرایط مرزی شكل 4-14 97
شكل و شرایط مرزی شكل 4-17 99
4-1-7 مثال 7) مسأله ی حالت ناماندگار یك بعدی 101
4-1-8 مثال 8) مسأله ی حالت ناماندگار دو بعدی 104
4-1-9 مثال 9) مسأله ی حالت ماندگار با شرایط مرزی منحنی 107
4-1-10 مثال 10) مسأله ی حالت ماندگار در محدوده ی مستطیلی و شرایط مرزی شكل 4-25 110
4-1-11 مثال 11) مسأله ی حالت ماندگار در محدوده ی مثلثی و شرایط مرزی شكل 4-27 113
4-3 مثالهای آزمایشگاهی 116
4-3-1 آزمایش 1) جریان در اطراف یك مانع مستطیلی 117
4-3-2. آزمایش 2) جریان با شرایط مرزی مركب 120
4-3-3 آزمایش 3) جریان از زیر پرده ی آب بند 122
4-3-4 آزمایش 4) جریان در آبخوان آزاد 124
4-3-5 آزمایش 5) جریان در آبخوانی ناهمگن و ناهمسان 127

5. نتیجه گیری و پیشنهادات 132