علوم و مهندسی آب و فاضلاب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب

تاثیر میدان الکتریکی پالسی (PEF) در غیرفعال‎نمودن عوامل بیولوژیکی در فرآیند تصفیه پساب تصفیه‌خانه‌های متداول آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار گروه شیمی دارویی، دانشکده شیمی دارویی، دانشگاه علوم پزشکی آزاد اسلامی تهران، تهران، ایران.
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی دارویی، دانشگاه علوم پزشکی آزاد اسلامی تهران، تهران، ایران.
3 مدیر عامل و رئیس هیات مدیره شرکت مهرگان طب تجهیز آریا (METASU)، تهران، ایران.
چکیده
در این مقاله، عوامل بیولوژیکی موجود در فرآیند تصفیه و همچنین تشکیل ترکیبات جانبی نظیر تری‌هالومتان‌ها در آن مورد بررسی قرارگرفته است. با استفاده از تکنولوژی میدان الکتریکی پالسی (PEF) غیرفعال نمودن بار بیولوژیکی از جمله نماتدها، دیاتومه‌ها، سیانوفیسه‌ها و کلروفیسه‌ها در این پساب‌ها بررسی شد، که هم از نظر اقتصادی در درازمدت مقرون به‎صرفه بوده و هم از تولید ترکیبات جانبی جلوگیری به‌عمل می‌آید. در این بررسی بیولوژیکی پساب حاصل از شستشوی فیلترهای تصفیه‎خانه آب شرب به‎صورت کیفی با ولتاژهای متفاوت در دامنه 1 تا 13 کیلوولت با بازه 1 کیلوولت با فرکانس ثابت 500 هرتز در زمان‌های متفاوت (10، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه) در معرض تماس قرارگرفته و سپس در زیر میکروسکوپ مورد ارزیابی کیفی قرارگرفت. این بررسی کیفی نشان داد محدوده 1 تا 6 کیلوولت هیچ‎گونه تاثیری روی عوامل بیولوژیکی موجود در پساب از جمله نماتدها را نداشته و تاثیر غیرفعال‌سازی میدان الکتریکی پالسی بر روی عوامل بیولوژیکی در محدوده 6 -13 کیلوولت اتفاق می‌افتد. این تحقیق نشان داد که در سیستم میدان‌الکتریکی پالسی، نوع عوامل بیولوژی، مقدار ولتاژ، زمان تماس و درصد غیرفعال‌سازی عوامل بیولوژی در روتیفرها؛ 13 کیلوولت با زمان تماس60 دقیقه حداکثر 20 درصد،  نماتدها؛ 13 کیلوولت با زمان تماس60 دقیقه حداکثر 25 درصد، دیاتومه‌ها؛ 11 کیلوولت و زمان تماس60 دقیقه حداکثر 75 درصد، کلروفیسه‌ها؛ 10 کیلوولت و زمان تماس 60 دقیقه حداکثر 90 درصد و سیانوفیسه‌ها؛ 10 کیلوولت و زمان تماس 60 دقیقه حداکثر 90 درصد در غیرفعال‌سازی آن‎ها موثر بوده است.
کلیدواژه‌ها

عروجی، ن.، تکدستان، ا.، عظیمی، ع ا.، و کریمی، ف.، (1397)، "اثرغلظت پارانیتروفنل موجود در فاضلاب بر کارایی فرایند تصفیه بیولوژیکی هوازی و میزان لجن مازاد دفعی"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 3(3)، 17-28، https://doi.org/10.22112/jwwse.2018.122189.1075.
فریدی راد، ف.، قلی‎نژاد، م.، تبریزی، ف.، و سلابرزی، ن.، (1400)، "بررسی حذف نماتد توسط واحدها و یکان‎های تصفیه‌خانه آب شرب پردیس"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 6(2)، 27-37، https://doi.org/10.22112/jwwse.2021.242138.1218.
ژیان، ح.، (1387)، " استفاده از روش ازناسیون برای تصفیه آب‎های معدنی"، انسان و محیط زیست، 7(20)، 1-53،
https://civilica.com/doc/1965686.
معمارزاده، م.، نجفی، پ.، و افیونی، م.، (1388)، "بررسی راندمان استفاده از کانی گارنتدرصافی سه لایه‎ای در تصفیه‎خانه آب اصفهان"، سومین همایش و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط زیست، تهران، ایران،
 https://civilica.com/doc/68347.
Alavian, A., Osouleddini, N., and Hakimi, L., (2024), “Biochar and vermicompost modulated Pb toxicity in summer savory (Satureja Hortensis L.) plants through inducing physiological and biochemical changes”, Arabian Journal of Chemistry, 17(2), 105547,  https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2023.105547.
Anderson, S., Barton, A., Clayton, S., Dutkiewicz, S., and Rynearson, T., (2021), “Marine phytoplankton functional types exhibit diverse responses to thermal change”, Nature Communications, 12(1), 6413,  https://doi.org/10.1038/s41467-021-26651-8.
Dehghani, M.H., Jahed, G.-R., and Zarei, A., (2013), “Investigation of low-pressure ultraviolet radiation on inactivation of Rhabitidae Nematode from water”, Iranian Journal of Public Health, 42(3), 314.
 El-Hag, A.H., Jayaram, S.H., and Griffiths, M.W., (2006), “Inactivation of naturally grown microorganisms in orange juice using pulsed electric fields”, IEEE Transactions on Plasma Science, 34(4), 1412-1415,  https://doi.org/10.1109/TPS.2006.878382.
Ferrer, C., Rodrigo, D., Pina, M., Klein, G., Rodrigo, M., and Martínez, A., (2007), “The Monte Carlo simulation is used to establish the most influential parameters on the final load of pulsed electric fields E. coli cells”, Food Control, 18(8), 934-938,  https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2006.05.009.
Ji, F., Sun, J., Sui, Y., Qi, X., and Mao, X., (2022), “Microbial inactivation of milk by low intensity direct current electric field: Inactivation kinetics model and milk characterization”, Current Research in Food Science, 5 1906-1915,  https://doi.org/10.1016/j.crfs.2022.10.015.
Karandish, F., and Mousavi, S.-S., (2018), “Climate change uncertainty and risk assessment in Iran during twenty-first century: evapotranspiration and green water deficit analysis”, Theoretical and Applied Climatology, 131(1), 777-791,  https://doi.org/10.1007/s00704-016-2008-2.
Karimnezhad, K., Moghimi, A., Adnan, R., and Abniki, M., (2023), “An alternative method of dispersive solid-phase extracting Hg (II) from environmental aqueous solutions using carboxylic functionalized carbon nanotubes”, Micro & Nano Letters, 18(1), e12150,  https://doi.org/https://doi.org/10.1049/mna2.12150.
Ma, L., (2022), “High voltage pulsed electric field technology to kill bacteria or pathogens in sewage”, Academic Journal of Agricultural Sciences, 3(2), 13-25, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127382.
Osouleddini, N., Moradi, M., Khosravi, T., Khamotian, R., and Hooshmand, Sh., (2018), “The iron modification effect on performance of natural adsorbent scoria for malachite green dye removal from aquatic environments: modeling, optimization, isotherms, and kinetic evaluation”, Desalination and Water Treatment, 123, 348-357,
https://doi.org/10.5004/dwt.2018.22658.
Osouleddini, N., Tajik, L., and Moradi, M., “Degradation of amoxicillin by persulfate activated with Fe3O4/GO nanocomposite in aqueous solution Desalination and Water Treatment, 153, 392-401,
https://doi.org/10.5004/dwt.2019.23970.
Poniewozik, M., and Lenard, T., (2022), “Phytoplankton composition and ecological status of lakes with cyanobacteria dominance”, International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(7), 3832,  https://doi.org/10.3390/ijerph19073832.
Seth, A., George, M., Bewtra, J., and Sharma, V., (1968), “Nematode removal by rapid sand filtration”, Journal‐American Water Works Association, 60(8), 962-968,  https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1968.tb03629.x.
Shirkavand, B., Abniki, M., Rahmani, Z., Esmaili Salmi, R., and Rezaei Behbahani, P., (2023), “The process of removing paratoleic acid by advanced oxidation process from the effluent of terephthalic acid production in textile fiber production industries”, Journal of Textile Science and Technology, 12(1), 17-26, https://doi.org/20.1001.1.21517162.1402.12.1.2.1.
Singh, G.L., Dudheria, G., Kumar, H.A., Kruthika, S., Palati, M., and Banerjee, S., (2016), “Application of pulsed electric field for food preservation”, International Conference on Circuits, Controls, Communications and Computing (I4C), Kollam, India, IEEE, (pp. 1-4).
Sournia, A., (1982), “Form and function in marine phytoplankton”, Biological Reviews, 57(3), 347-394,  https://doi.org/10.1111/j.1469-185X.1982.tb00702.x.
Wang, B., Luo, L., Mei, L., and Zeng, H., (2024), “Temporal and spatial distribution of Phytoplankton and role of environment factors in the Shending River backwater in the Danjiangkou reservoir area”, Water, 16(2), 326,  https://doi.org/10.3390/w16020326.
Yadav, K., Bharti, L., and Chaubey, A.K., (2023), “Role of Entomopathogenic nematodes in organic farming and sustainable development”, In: K. Rehman Hakeem (Ed.), Organic Fertilizers - New Advances and Applications, (pp. 358), Rijeka, Croatia, https://doi.org/intechopen.1001578.
دوره 9، شماره 3
پاییز 1403
صفحه 42-50

  • تاریخ دریافت 08 آبان 1402
  • تاریخ بازنگری 09 دی 1403
  • تاریخ پذیرش 02 بهمن 1403