اثرغلظت پارانیتروفنل موجود در فاضلاب بر کارایی فرایند تصفیه بیولوژیکی هوازی و میزان لجن مازاد دفعی

نوع مقاله: مقالات علمی

نویسندگان

1 دانشجو دکترا مهندسی محیط زیست

2 اهواز- دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز-دانشکده بهداشت- گروه مهندسی بهداشت محیط

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر ، اهر، ایران

4 کارشناس ارشد مهندسی عمران، مدیر عامل و رئیس هیئت مدیره شرکت آب و فاضلاب اهواز ، اهواز، ایران.

10.22112/jwwse.2018.122189.1075

چکیده

هدف این مطالعه کاهش  پارانیتروفنل  از پساب  با استفاده از  فرایند بیولوژیکی هوازی تصفیه فاضلاب به‏روش SBR و  اثر غلظت پارانیتروفنل موجود در فاضلاب بر میزان کاهش لجن تولیدی و قابلیت ته‏نشینی لجن است. در این تحقیق از 2 راکتور SBR به حجم 20 لیتر که توسط سیستم برخط کنترل می‌شود استفاده شد. پس از ایجاد شرایط پایدار در راکتورها در خلال 12 ماه تحقیق، نمونه‏برداری و آزمون پارامترهایی از قبیل COD، MLSS، MLVSS، PH، DO، SV1، SOUR، پارانیتروفنل (PNP) و در نهایت میزان کاهش تولید جامدات بیولوژیکی انجام شد. نتایج نشان داد که در میزان PNP تزریقی بیش از 100 میلی‏گرم درلیتر به راکتور میزانCOD  از 772 به 193 میلی‏گرم در لیتر رسید و راندمان حذفCOD  به 75 درصد و غلظتPNP  به 7/36 میلی‏گرم بر لیتر کاهش یافت. میزان جامدات بیولوژیکی قابل ته‏نشینی در حدود 5/49 درصد نسبت به راکتور شاهد کاهش یافت. از طرفی در این دوز تزریقی PNP میزان  SOUR به  mgO2/h.gVSS 31 و میزانSVI  به کمتر از ml/g 48 رسید. در دوز 150 میلی‏گرم در لیتر PNP به راکتور هیچ لجن بیولوژیکی تولید نشد، اما میزان COD و PNP در پساب خروجی افزایش یافت. وجود ترکیبات آلی سمی و مقاوم نظیر پارانیتروفنل در فاضلاب در غلظت‏های بالا، اگرچه باعث کاهش راندمان حذف مواد آلی شده، اما منجر به کاهش جامدات بیولوژیکی نیز می‏شود و در نتیجه میزان لجن دفعی کاهش می‏یابد.

کلیدواژه‌ها


 

حسینی‎پناه، ا.، و تکدستان، ا.، (1394)، "امکان‎سنجی حذف کل هیدروکربن نفتی از کنده حفاری به‎همراه لجن هضم شده با استفاده از کرم خاکی"، مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ۲۵‎(۱۳۳)، ۳19-324.

کردانی، م.، و تکدستان، ا.، (1394)، "حذف کل هیدروکربن‎های نفتی با استفاده از گیاه وتیور و تغییرات جمعیت میکروبی در خاک‎های آلوده به نفت در منطقه اهواز"، مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ۲۵(۱۳۱)، 87-97.

Alavi, N., Shirmardi, M., Babaei, A., Takdastan, A., and Bagheri, N., (2015), “Waste electrical and electronic equipment (WEEE) estimation: A case study of Ahvaz City, Iran”, Journal of the Air and Waste Management Association, 65(3), 298-305.

A.P.H.A, A.W.W.A, and W.P.C.F., (2008), Standard method for the examination of water and wastewater, 19th Edition, A.P.H.A.N.W, Washington D.C.

Bhatti, Z.I., Toda, H., Furukawa, K., (2002), “p-Nitrophenol degradation by activated sludge attached on nonwovens”, Water Research, 36(5), 1135-1142. 

Chen, G.H., An, K.J., Saby, S., Brois, E., and Djafer, M., (2003), “Possible cause of excess reduction in an oxic-settling-anaerobic activated sludge process (OSA process)”, Water Research, 37(16), 2277-2283.

Fazelipour, M., Takdastan, A., and Jou, M.S.S., (2011), “Survey on chlorine application in sequencing batch reactor waste sludge in order to sludge minimization”, Asian Journal of Chemistry, 23, 2994-2998.

Goh, C.P., Seng, C.E., Sujari,A.N.A., and Lim, P.E., (2009), “Performance of sequencing batch biofilm and sequencing batch reactors in simultaneous p-nitrophenol and nitrogen removal”, Environmental Technology, 30(7), 725-736.

Hajsardar, M., Takdastan, A., Ahmadi, M., and Hasani, A.H., (2011), “Study of reducing waste biosolids insequencing batch reactor by ozonation to waste biosolids”, Asian Journal of Chemistry, 23(8), 3615-3619.

Hormozi Nejad, M., Takdastan, A., Jaafarzadeh, N., Ahmadi Mogadam, M., and Mengelizadeh, N., (2013), “Removal of orthophosphate from municipal wastewater using chemical precipitation process in Ahvaz wastewater treatment plant, Iran”, Asian Journal of Chemistry, 25(5), 2565-2571.

Huang, X., Liang, P., and Qian, Y., (2007), “Excess sludge reduction induced by Tubifex in a recycle sludge reactor”, Journal of Biotechnology, 127(3), 443-453. 

Jafari, A.J., Kakavandi, B., Kalantary, R.R., Babaei, A.A., and Takdastan, A., (2016), “Application of mesoporous magnetic carbon composite for reactive dyes removal: Process optimization using response surface methodology”, Korean Journal of Chemical Engineering, 33(10), 2878-2890.

Liu, Y., (2003), “Chemically reduced excess sludge production in the activated sludge process”, Chemosphere, 50(1), 1-7. 

Liu, Y., (2000), “Effect of chemical uncoupler on the observed growth yield in batch culture of activated sludge”, Water Research, 3(4), 2025-2030.

Liu, Y., and Tay, J.H., (2000), “A kinetic model for energy spilling-associated product formation in substrate-sufficient continuous culture”, Journal of Applied Microbiology, 88(4), 663-668.

Liang, P., Huang, X., and Qain, Y., (2006), ‘Excess sludge reduction in activated sludge process through predation of Aeolosoma hemperichi”, Chemistry Engineering Journal, 28(2), 117-122. 

Liang, C., Huang, X., Qian, Y., Wei, Y., and Ding, G., (2006), “Determination and comparison of sludge reduction rates caused by microfaunas predation”, Bioresource Technology, 97(6), 854-861.

Low, E.W., and Chase, H.A., (2003), “Reducing production of excess biomass during wastewater treatment, Water Research, 33(5), 1119-1132.

Low, E.W., and Chase, H.A., (1998), “The use of chemical uncouplers for reducing biomass production during biodegradation”, Water Science and Technology, 37(4-5), 399-402.

Low, W., and Chase, A., (2000), “Uncoupling of metabolism to reduce biomass production in the activated sludge process”, Water Research, 44(12), 3204-3212.

Martín-Hernández, M., Carrera, J., Pérez, J., and Suárez-Ojeda, M.E., (2009), “Enrichment of a K-strategist microbial population able to biodegrade p-nitrophenol in a sequencing batch reactor”, Water Research, 43(15), 3871-3883.   

Martín-Hernández, M., Suárez-Ojeda, M.E., and Carrera, J., (2012), “Bioaugmentation for treating transient or continuous p-nitrophenol shock loads in an aerobic sequencing batch reactor”, Bioresource Technology Journal, 123, 150-156.   

Mahmoudi, P., Takdastan, A., Alavi, N., Mousavi, A.A., Kaydi, N., (2013), “Study of excess sludge reduction in conventional activated sludge process by heating returned sludge”, Asian Journal of Chemistry, 25(5), 26-27.

Mayhew, M., and Stephenson, T., (1998), “Biomass yield reduction: Is biochemical manipulation possible without affecting activated sludge process efficiency”, Water Science and Technology, 38(8-9), 137-144.

Pazoki, M., Takdastan, A., Jaafarzadeh, N., (2010), “Investigation of minimization of excess sludge production in sequencing batch reactor by heating some sludge”, Asian Journal of Chemistry, 22(3), 1751-1759.

Rocher, M., Roux, G., Goma, G., Begue, A.P., Louvel, L., and Rols, J.L., (2001), “Excess sludge reduction in activated sludge processes by integrating biomass alkaline heat treatment”, Water Science and Technology, 44(2-3), 437-444.

Salehi,  Z.,  Sohrabi,  M.,  Vahabzade, F.H.,  Fatemi, S., and Kawase, Y., (2010), “Modeling of p-nitrophenol biodegradation by Ralstonia eutropha via application of the substrate inhibition concept”, Journal of Hazardous Materials, 177, 582-585.

Saby, S., Djafer, M., and Chen, G.H., (2001), “Feasibility of using a chlorination step to reduce excess sludge in activated sludge process”, Water Research, 36(3), 656-666.

Strand, S.E., Harem, G.H., and Stensel, H.D., (1999), “Activated-sludge yield reduction using chemical uncouplers”, Water Environment Research, 71(4), 454-458.   

Suja, E., Nancharaiah, Y.V., and Venugopalan, V.P., (2012), “p-Nitrophenol biodegradation by aerobic microbial granules”, Applied Biochemistry and Biotechnology, 167(6), 1569-1577.  

Takdastan, A., Mehrdadi, N., Azimi, A.A., Torabian, A., and Nabi Bidhendi, G., (2009), “Intermittent chlorination system in biological excess sludge reduction by sequencing batch reactor”, Iranian Journal of Environmental Health Science Engineering, 6(1), 53-60.

Takdastan, A., Azimi, A., and Jaafarzadeh, N., (2010), “Biological excess sludge reduction in municipal wastewater treatment by chlorine”, Asian Journal of Chemistry, 22, 1665-1670.

Takdastan, A., Mehrdadi, N., Torabian, A., Azimi, A.A., and Nabi Bidhendi, Gh., (2009), “Investigation of excess biological sludge reduction in sequencing bach reactor”, Asian Journal of Chemistry, 21(3), 2419-2427.

Takdastan, A., and Eslami, A., (2013), “Application of energy spilling mechanism by para-nitrophenol in biological excess sludge reduction in batch-activated sludge reactor”, International Journal of Energy and Environmental Engineering, 4(1), 1-7.

Takdastan, A., and Pazoki, M., (2011), “Study of biological excess sludge reduction in sequencing batch reactor by heating the reactor”, Asian Journal of Chemistry, 23(1), 29-33.

Yang, X.F., Xie, M.L., Liu, Y., (2003), “Metabolic uncouplers reduce excess sludge production in an activated sludge process”, Process Biochemistry Journal, 38(9), 1373-1377.