روش‏ های کنترل تولید و انتشار سولفید هیدروژن در شبکه ‏های جمع آوری فاضلاب

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 7، دوره 2، شماره 2 - شماره پیاپی 5، اسفند 1394، صفحه 43-50   

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v2i2.49569

نویسندگان

احسان عظیمی قالیباف^{* 1}؛ سعیدرضا خداشناس²؛ الهام قربانی³؛ کیوان صائب³

¹دانشگاه فردوسی- واحد بین الملل

²دانشگاه فردوسی مشهد

³دانشگاه آزاد اسلامی واحد تنکابن

چکیده

تولید سولفید یکی از مهم‏ترین مشکلات بهره‏ برداری شبکه‏ های فاضلاب می‏باشد که از اوایل سال 1900 میلادی به عنوان مهم‏ترین عامل ایجاد خوردگی در شبکه ‏های فاضلاب بتنی شناخته شد. انتشار سولفید هیدروژن در مجاری فاضلاب منجر به مشکلات متعددی از جمله خوردگی بیولوژیکی بتن، آزاد شدن بوهای نامطبوع به اتمسفر شهری و سمیت گاز سولفید برای کارگران اشاره کرد. عوامل متعددی نظیر بالابودن غلظت سولفات، مواد آلی، دما، زمان ماند فاضلاب، pH، ظرفیت اکسیداسیون احیا، سرعت جریان، مساحت سطح می‏توانند در میزان انتشار سولفید موثر باشند. در سال‏ های اخیر مطالعات گسترده‏ای در زمینه کنترل تولید سولفید در شبکه ‏های فاضلاب به دلیل اثرات مخرب این ماده شیمیایی صورت گرفته است که از مهم‏ترین آن‏ها می ‏توان به تزریق هوا، نیترات، H2O2 و نمک آهن اشاره کرد. هدف از پژوهش ‏های انجام شده یافتن راه‏ حل بهینه جهت کنترل انتشار سولفید هیدروژن با توجه به شرایط عملیاتی و بهره روری اقتصادی بوده است. این مقاله مروری بر مطالعات صورت گرفته جهت کنترل تولید سولفید در شبکه‏ های جمع‏ آوری فاضلاب بوده و مزایا و معایب روش‏ های استفاده شده در این مطالعات را بررسی می‏ کند. براساس بررسی‏ های انجام شده استفاده از فرمالدهید، MgO2/CaO2،اMFCها، نیترات و میکروب‏خوارها برای کنترل سولفید موثر می‌باشد. نتایج حاصل از این پژوهش ضمن نشان‏دادن موثر و مقرون به صرفه ‏بودن استفاده از این ترکیبات شیمیایی و بیولوژیکی برای برطرف نمودن و کنترل چالش‏ های حاصل از تولید سولفید هیدروژن در شبکه‏ های فاضلاب، نشان می‏ دهد که این روش‏ ها نخست موجب حفاظت از شبکه ‏های فاضلاب در برابر خوردگی و سپس رسیدن به محیط زیستی سالم و عاری از بو و سمیت می‏ شود.

کلیدواژه‌ها

شبکه جمع ‏آوری فاضلاب؛ گاز سولفید هیدروژن؛ روش ‏های کنترل تولید گاز H2S

مراجع

ASCE. 1989. Sulfide in Wastewater Collection and Treatment Systems. Manuals and Reports on Engineering Practice. American Society of Civil Engineers, New York 69.

Bertran de Lis F., Saracevic E. and Matsche N. 2007 . Control of Sulphide problems in pressure sewers. Institute for Water Quality, Resources and Waste Management Vienna University of Technology. SESSION 4.3. A - 1040 Vienna, Karlsplatz 13/E 226, Austria.

Bentzen G., Smith AT., Bennett D., Webster NJ., Reinholt F., Sletholt E. and Hobson J. 1995. Controlled dosing of nitrate for prevention of H2S in a sewer network and the effects on the subsequent treatment processes. Water Sci Technol, 31(7): 293–302.

Boon A.G. 1995. Septicity in sewers: causes, consequences and containment. Water Sci Technol, 31(7): 237–253.

Charron I., Feliers C., Couvert A., Laplanche A., Patria L. and Requieme B. 2004. Use of hydrogen peroxide in scrubbing towers for odor removal in wastewater treatment plants. Water Sci Technol, 50(4): 267–74.

Derek CWS. 1995. The control of septicity and odours in sewerage systems and at sewage treatment works operated by Anglian water service limited. Water Sci Technol, 31(7): 283–272.

Delgado S., Alvarez M., Rodriguez-Gomez L.E. and Aguiar E. 1999. H2S generation in a reclaimed urban wastewater. J. Water Res, 33(2): 539–547.

Einarsen A.M., Æsøy A., Rasmussen A., Bungum S. and Sveberg M. 2000. Biological prevention and removal of hydrogen sulphide in sludge at Lillehammer wastewater treatment plant. Water Sci, Technol, 41 (6): 175–187.

Elmaleh S., Delgado S., Alvarez M., Rodriguez-Gomez L.E. and Aguilar E. 1998. Forecasting of H2S build-up in a reclaimed wastewater pipe. J. Water Sci. & Tech, 10: 241–248.

Garcia De Lomas J., Corzo A., Gonzalez J.M., Andrades J.A., Iglesias E. and Montero M.J. 2005. Nitrate promotes biological oxidation of sulfide in wastewater: experiment at plant-scale. Biotechnol. Bioeng, 93 (4): 801–811.

Hobson J. and Yang G. 2000. The ability of selected chemicals for suppressing odor development in rinsing mains. J. Water Sci. & Tech, 41(6): 165–173.

Holder GA. and Leow JM. 1994. In-sewer oxygenation of wastewater using venturi side-stream dissolvers. Water Sci Technol, 30(1): 185–194.

Jensen A. 1990. How Tempe controls manhole odors. Public works, 121(4): 57–58.

Lomas J.G., Corzo A., Gonzalez J. M, Andrades J.A., Iglesias E. and Montero M.J. 2005. Nitrate promotes biological oxidation of sulfide in wastewaters: experiment at plant-scale. J. Biotech. Bio-eng, 93(4): 801–811.

Okabe S., Ito T., Satoh H. and Watanabe Y. 2003. Effect of nitrite and nitrate on biogenic sulfide production in sewer biofilms determined by the use of microelectrodes. Water Sci, Technol, 47(11): 281–288.

Nielsen, A.H., Hvitved-Jacobsen T. and Vollertsen J. 2006. Recent findings on sinks for sulfide in gravity sewer networks. Water Sci. Technol. 52: Sewerage Systems. US Environmental Protection Agency Technology Transfer Office, Washington, DC EPA-625/1-74-005.

Nielsen A.H., Vollertsen J. and Hvitved-Jacobsen T. 2005c. Kinetics and stoichiometry of sulfide oxidation by sewer biofilms. Environ, Water Res, 39: 4119–4125.

Sercombe DCW. 1995. The control of septicity and odors in sewerage systems and at sewage treatment works operated by Anglian Water Services Limited. Water Sci Technol, 31(7): 283–292.

Takatoshi O., Mitsuo K. and Syuji T. 1998. Controlling sulphide generation in force mains by air injection. Water Sci Technol, 37(1): 87–95.

Tanaka N. and Takenaka K. 1995. Control of hydrogen sulfide and degradation of organic matter by air Injection into a wastewater force-main. Water Sci Technol, 31(7): 273–282.

Tomar M. and Abdullah T.A. 1994. Evaluation of chemicals to control the generation of malodorous hydrogen sulfide in waste water. Water Res, 28(12): 2542–2552.

Pomeroy R.D. and Kienow K.E. 1982. Prediction of Sulfide Buildup in Sanitary Sewers. Jounral of Environmental Engineering Division, 108(5): 941-956.

Padival N.A., Kimbell W.A. and Redner J.A. 1995. Use iron salts to control dissolved sulfide in trunk sewers. J Environ Eng ASCE, 121(11): 824–829.

Poulton W.S., Krom M.D., Rijn J.V. and Raiswell R. 2002. The use of hydrous iron (III) oxides for the removal of hydrogen sulphide in aqueous systems. Water Res, 3(6): 825–834.

Rodriguez-Gomez L.E., Delgado S., Alvarez M. and Elmaleh S. 2005. Inhibition of sulfide generation in a reclaimed wastewater pipe by nitrate dosage and denitrification kinetics. Water Environ, Res, 77: 193–198.

US Environmental Protection Agency (EPA). 1974. Process Design Manual for Sulfide Control in Sanitary Sewerage Systems. US Environmental Protection Agency Technology Transfer Office. Washington. DC EPA- 625/1-74-005.

US Environmental Protection Agency (EPA). 1991. Hydrogen sulphide corrosion in wastewater collection and treatment system. Technical Report, 430/09-91-010.

USEPA. 1985. Design manual for odor and corrosion control in sanitary sewerage systems and treatment plants. Center for Environmental Research Information, USEPA. Office of Research and Development. Cincinnati; EPA/625/1-85/018.

Waltrip G.D. and Snyder G.E. 1985. Elimination of odor at six major wastewater treatment plants. J, WPCF, 57: 1027–1032.

Yang W., Vollertsen J. and Hvitved-Jacobsen T. 2005. Anoxic sulfide oxidation in wastewater of sewer networks. Water Sci, Technol, 52(30): 191–199.

Zhang L., DeSchryver P., DeGusseme B., DeMuynck W., Boon N. and Verstraete W. 2008. Chemical and biological technologies for hydrogen sulfide emission control in sewer systems: A review. Water Research, 42(1-2): 1-12.