حذف بیولوژیکی نیترات از آب آشامیدنی در سیستم هیبریدی بیوراکتور انوکسیک - بیوراکتور غشایی

نوع مقاله: مقالات علمی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی انرژی های تجدیدپذیر، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

2 استادیار، گروه محیط زیست، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

3 استادیار، گروه تبدیل و ذخیره انرژی، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

چکیده

هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی عملکرد سیستم بیولوژیکی ترکیبی بیوراکتور انوکسیک- بیوراکتور غشایی (MBR) هوازی با غشای غوطه ور میکروفیلتر برای حذف نیترات از آب آشامیدنی در طول مدت 34 روز عملیات بود. شرایط عملیاتی زمان ماند هیدرولیکی ثابت 17 و 36 ساعت به ترتیب، برای بیوراکتور انوکسیک و MBR و غلظت نیتروژن نیترات و نسبت کربن به نیتروژن ورودی mg NO3-N/L 9/33 و 2 به ترتیب بود. نتایج آزمایشها نشان داد که درصد حذف نیترات در بیوراکتور انوکسیک در محدوده %97 – 73 بود. غلظت نیتروژن نیتریت در خروجی سیستم ترکیبی نیز در محدودهmg/L 02/0-01/0 بود. غلظت نیترات و نیتریت در خروجی سیستم همواره کمتر از مقدار مجاز سازمان بهداشت جهانی بود. COD خروجی از سیستم ترکیبی همواره کمتر ازmg/L 15 و درصد حذف COD سیستم %1/0±8/92 بدست آمد. همچنین کدورت خروجی سیستم همواره کمتر از NTU 2 بود که نشان دهنده نقش موثر غشا در جلوگیری از خروج مخلوط میکروبی از سیستم بود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که سیستم بیولوژیکی هیبریدی بیوراکتور انوکسیک- MBR دارای پتانسیل بسیار خوبی در حذف نیترات از آب آشامیدنی می باشد.

کلیدواژه‌ها


رسولی‌کناری،ح.، صراف‌زاده، م.ح.، و مهرنیا، م.، (1388). "بهینه‌سازی فرایند نیتراته کردن و نیتریت‏زدایی هم‏زمان با بررسی برخی فاکتورهای مهم بر آن"، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 28 (2)، 97-101.

APHA, A.W., (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater, In: American Public Health Association, 18th Edition, Washington D.C.

Abdollahzadeh Sharghi, E., and Bonakdarpour, B., (2013), “The study of organic removal efficiency and halophilic bacterial mixed liquor characteristics in a membrane bioreactor treating hypersaline produced water at varying organic loading rates”, Bioresource Technology, 149, 486-495.

Buttiglieri, G., Malpei, F., Daverio, E., Melchiori, M., Nieman, H., and Ligthart, J., (2005), “Denitrification of drinking water sources by advanced biological treatment using a membrane bioreactor”, Desalination, 178(1), 211-218

Chang, J., Manem, J., and Beaubien, A., (1993), “Membrane bioprocesses for the denitrification of drinking water supplies”, Journal of Membrane Science, 80(1), 233-239.

Chipasa, K.B., (2001), “Limits of physicochemical treatment of wastewater in the vegetable oil refining industry”, Polish Journal of Environmental Studies, 10(3), 141-148.

Diyamandoglu, V., Marinas, B.J., and Selleck, R.E., (1990), “Stoichiometry and kinetics of the reaction of nitrite with free chlorine in aqueous solutions”, Environmental Science &Technology, 24(11), 1711-1716.

Ergas, S.J., and Rheinheimer, D.E., (2005), “Drinking water denitrification using a membrane bioreactor”, Water Research, 38, 3225–3232,

Freire, D.D.C., Commarota, M.C.C., and Santanna, G.L. Jr., (2001), “Biological treatment of oilfield produced water in a sequencing batch reactor”, Environmental Technology, 22, 1125-1135.

Jensen, V.B., Darby, J.L., Seidel, C., and Gorman, C., (2012), Technical Report 6: Drinking water treatment for nitrate with a focus on Tulare Lake basin and Salinas Valley groundwater, California Nitrate Project, Prepared for the California State Water Resources Control Board.

Kapoor, A., and Viraraghavan, T., (1997), “Nitrate removal from drinking water, Review”, Journal of Environmental Engineering, 123(4), 371-380.

Lenntech Water Treatment and Purification Holding B.V., (2009), “History of water treatment”, http://www.lenntech.com/history-water-treatment.htm.

Ma, Z., Lei, T., Ji, X.S., Gao, X.L., and Gao, C.J., (2015), “Submerged membrane bioreactor for vegetable oil wastewater treatment”, Chemical Engineering Technology, 38(1), 101-109.

McAdam, E.J., and Judd, S.J., (2006), “A review of membrane bioreactor potential for nitrate removal from drinking water”, Desalination, 196(1), 135-148.

Mohseni-Bandpi, A., Elliott, D.J., and Zazouli, M.A., (2013), Biological nitrate removal processes from drinking water supply-a review”, Journal of Environmental Health Science and Engineering, 11(1), 35.

Nuhoglu, A., Pekdemir, T., Yildiz, E., Keskinler, B., and Akay, G., (2002), "Drinking water denitrification by a membrane bio-reactor", Water Research, 36 (5), 1155-1166.

Ravnjak, M., Vrtovsek, J., and Pintar, A., (2013a), "Denitrification of drinking water in a two-stage biofilm membrane bioreactor", Desalination and Water Treatment, 51, 5402-5408.

Ravnjak, M., Vrtovsek, J., and Pintar, A., (2013b), "Denitrification of drinking water in a two-stage membrane bioreactor by using immobilized biomass", Bioresource Technology, 128, 804-808.

Rezvani, F., Sarrafzadeh, M.H., Ebrahimi, S., and Oh, H.M., (2017), “Nitrate removal from drinking water with a focus on biological methods: A review”, Environmental Science and Pollution Research, (in press).

Sahinkaya, E., Yurtsever, A., Aktaş, Ö., Ucar, D., and Wang, Z., (2015), “Sulfur-based autotrophic denitrification of drinking water using a membrane bioreactor”, Chemical Engineering Journal, 268, 180-186.

Shen, J., He, R., Han, W., Sun, X., Li, J., and Wang, L., (2009), "Biological denitrification of high-nitrate wastewater in a modified anoxic/oxic membrane bioreactor (A/O-MBR)", Journal of Hazardous Materials, 172, 595-600.

Zheng, M., Liu, Y.C., and Wang, C.W., (2014), “Modeling of enhanced denitrification capacity with microbial storage product in MBR systems”, Separation and Purification Technology, 126, 1-6.