علوم و مهندسی آب و فاضلاب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب

مقایسه ‎عملکرد‎ راکتور‎های ‎بیوفیلمی با بستر متحرک و لجن‎ فعال ‎تلفیقی با رشد ‎چسبیده برای حذف‎ کربن و مواد ‎مغذی از فاضلاب ‎شهرک‎های‎ صنعتی

نوع مقاله : مقالات علمی

نویسندگان
1 دانشیار گروه شیمی کاربردی، دانشکده نفت و گاز گچساران، دانشگاه یاسوج، کهگیلویه و بویر احمد، ایران.
2 دانشجوی کارشناسی، گروه شیمی کاربردی، دانشکده نفت و گاز گچساران، دانشگاه یاسوج، کهگیلویه و بویر احمد، ایران.
چکیده
از آنجایی ‎که تصفیه ‎فاضلاب برای حفاظت از محیطزیست، هدفی اصلی و امری حیاتی بهشمار می‎رود در اینمطالعه، بازده‎ تصفیه‎ فاضلاب ‎شهرک‎های‎ صنعتی‎ فرامان واقع در استان کرمانشاه در دو بیوراکتور راهبری ‎شده در شرایط یکسان مقایسه شدهاست. راکتورهای ‎زیستی ‎مورد ‎ مطالعه شامل راکتور ‎بیوفیلمی با بسترمتحرک(MBBR)  و لجن فعال‎ تلفیقی با رشد ‎چسبیده(IFAS)  است. عملکرد این‎ دو‎ سیستم با بررسی‎ سه‎ پارامتر ‎عملکردی شامل زمان‎ ماند ‎هیدرولیکی (HRT)، شدت ‎جریان‎ هوادهی (AFR) و درصد پرشدگی (FR) برای حذف ‎محتوای ‎کربن و نیتروژن از فاضلاب‎ مذکور مقایسه شد. با‎ استفاده از نرم‎افزار Design Expert 20­، شرایط ‎آزمایشی‎ مختلف طراحی شد و هفت ‎پاسخ مورد مطالعه قرارگرفت که شامل جمعیت‎ میکروارگانیسم‎های‎ چسبیده به حامل‎ها، حذف ‎محتوای کربنی، کدورت‎ خروجی و حذف ‎نیتروژن که خود شامل حذف‎ نیتریت و نیترات است. طبق‎ نتایج  ‎به‎دست ‎آمده علیرغم اینکه رشد ‎میکروارگانیسم‎های‎ چسبیده در سیستمMBBR  بالاتر بوده است، اما سیستم IFAS توانایی بالاتری را در حذف ‎محتوای کربنی و نیتروژن در کلیه ‎شرایط‎ راهبری از خود نشانداد. همچنین کدورت ‎سیستمIFAS  نیز کمتر از MBBR گزارش شد. در واقع نتایج ‎به‎دست ‎آمده بیانگر‎ اثر مثبت تلفیق ‎میکروارگانیسم­های ‎معلق و چسبیده بر راندمان‎ تصفیه ‎سیستم‎های ‎بیولوژیکی است.
کلیدواژه‌ها

اسدی، آ.، احمدی، ف.، زینتیزاده، ع.، و نامور اصل، ع.، (1400)، " مروری بر عوامل موثر در روش فقر و غنا برای تولید پلاستیک زیستی از لجن مازاد تصفیه بیولوژیکی فاضلاب"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 6(1)، 15-29، https://doi.org/10.22112/jwwse.2020.230356.1207
چوپان، ی.، و امامی، س.، (1399)، "بررسی امکانسنجی بهره‎گیری از پساب تصفیه‎خانه فاضلاب شهری تربت‎حیدریه برای آبیاری محصولات کشاورزی"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 5(1)، 39-45،  https://doi.org/10.22112/jwwse.2020.154348.1118
هاشمزاده، ف.، و اکبرزاده، ع.، (1401)، "بررسی عملکرد بیورآکتور مستغرق غشایی (SMBR) در تصفیه فاضلابهای شهری و نساجی شاهینشهر اصفهان"،  علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 7(3)، 72-84، https://doi.org/10.22112/jwwse.2022.324258.1305
Asadi, A., Zinatizadeh, A., Sumathi, S., Rezaie, N., and Kiani, S., (2013), "A comparative study on performance of two aerobic sequencing batch reactors with flocculated and granulated sludge treating an industrial estate wastewater: Process analysis and modeling", IJE Transaction B, 26(2). 105-116, https://doi.org/10.5829/idosi.ije.2013.26.02b.01.
Dolatshah, M., Asadi, A., Gholami, F., and Nazari, S., (2024), "Development and modeling of an integrated fixed-film activated sludge (IFAS) system for simultaneous nitrogen and carbon removal from an industrial estate wastewater", Biotechnology Reports, 41, e00831, https://doi.org/10.1016/j.btre.2024.e00831.
Dolatshah, M., Zinatizadeh, A.A., Zinadini, S., and Zangeneh, H., (2023), "A new UV-grafted photocatalytic membrane for advanced treatment of biologically treated baker’s yeast (BTY) effluent: Fabrication, characterization and performance evaluation", Process Safety and Environmental Protection, 170, 608-622,             https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.11.060.
Gao, X., Zhang, L., Peng, Y., Ding, J., and An, Z., (2023), "The successful integration of anammox to enhance the operational stability and nitrogen removal efficiency during municipal wastewater treatment", Chemical Engineering Journal, 451, 138878, https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138878.
Hou, H., Mengting, Z., Duan, L., Zhao, Y., Zhang, Z., Yao, M., Zhou, B., Zhang, H., and Hermanowicz, S.W., (2022), "Removal performance and biodegradation mechanism of sulfonamides antibiotic contained wastewater by IFAS-MBR bioreactor", Journal of Molecular Liquids, 367, 120572, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.120572.
Huang, Y., Yuan, B., Wang, X., Dai, Y., Wang, D., Gong, Z., Chen, J., Shen, L., Fan, M., and Li, Z., (2023), "Industrial wastewater source tracing: The initiative of SERS spectral signature aided by a one-dimensional convolutional neural network", Water Research, 232, 119662, https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119662.
Jalali, F., Zinatizadeh, A., Asadi, A., and Zinadini, S., (2023), "A moving bed biofilm reactor coupled with an upgraded nanocomposite polyvinylidene fluoride membrane to treat an industrial estate wastewater", Chemical Engineering Journal, 470, 144128, https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144128.
Li, R., Speed, D., Siriwardena, D., Fernando, S., Thagard, S. M., and Holsen, T.M., (2021), "Comparison of hydrogen peroxide-based advanced oxidation processes for the treatment of azole-containing industrial wastewater", Chemical Engineering Journal, 425, 131785, https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131785.
Liu, L., Chen, Z., Zhang, J., Shan, D., Wu, Y., Bai, L., and Wang, B., (2021), "Treatment of industrial dye wastewater and pharmaceutical residue wastewater by advanced oxidation processes and its combination with nanocatalysts: A review", Journal of Water Process Engineering, 42, 102122, https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2021.102122.
Luostarinen, S., Luste, S., Valentin, L.,  and Rintala, J., (2006), "Nitrogen removal from on-site treated anaerobic effluents using intermittently aerated moving bed biofilm reactors at low temperatures", Water Research, 40(8), 1607-1615, https://doi.org/10.1016/j.watres.2006.02.022.
Mirghorayshi, M., Zinatizadeh, A.A., and Van Loosdrecht, M., (2018), "Evaluating the process performance and potential of a high-rate single airlift bioreactor for simultaneous carbon and nitrogen removal through coupling different pathways from a nitrogen-rich wastewater", Bioresource Technology, 260, 44-52, https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.03.048.
Prasanna, K., (2022), "A novel adsorption process for the removal of salt and dye from saline textile industrial wastewater using a three-stage reactor with surface modified adsorbents", Journal of Environmental Chemical Engineering, 10(6), 108729, https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108729.
Rice, E.W., Baird, R.B., Eaton, A.D., and Clesceri, L.S., (2012), Standard methods for the examination of water and wastewater, Amercian Public Health Association, Washangton DC.
Veuillet, F., Lacroix, S., Bausseron, A., Gonidec, E., Ochoa, J., Christensson, M., and Lemaire, R., (2014), Integrated fixed-film activated sludge ANITA™ Mox process, A new perspective for advanced nitrogen removal", Water Science and Technology, 69(5), 915-922, https://doi.org/10.2166/wst.2013.786.
Waqas, S., Bilad, M.R., Man, Z., Wibisono, Y., Jaafar, J., Mahlia, T.M.I., Khan, A.L., and Aslam, M., (2020), "Recent progress in integrated fixed-film activated sludge process for wastewater treatment: A review", Journal of Environmental Management, 268, 110718, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110718.
Zhang, L., Liu, M., Zhang, S., Yang, Y., and Peng, Y., (2015), "Integrated fixed-biofilm activated sludge reactor as a powerful tool to enrich anammox biofilm and granular sludge", Chemosphere, 140, 114-118, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.02.001.
Zhang, X., Xiong, S., Liu, C.X., Shen, L., Wang, S.L., Lang, W.Z., and Wang, Y., (2021), "Smart TFC membrane for simulated textile wastewater concentration at elevated temperature enabled by thermal-responsive microgels", Desalination, 500, 114870, https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114870.
Zinatizadeh, A., and Ghaytooli, E., (2015), "Simultaneous nitrogen and carbon removal from wastewater at different operating conditions in a moving bed biofilm reactor (MBBR): Process modeling and optimization", Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 53, 98-111, https://doi.org/10.1016/j.jtice.2015.02.034.
 
دوره 10، شماره 4
زمستان 1404
صفحه 3-14

  • تاریخ دریافت 25 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 06 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 29 مرداد 1404