پديد آورندگان :
خوشوقت، هدي دانشگاه خوارزمي , دلنواز، محمد دانشگاه خوارزمي - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي عمران , ليلي، مصطفي دانشگاه علوم پزشكي همدان
كليدواژه :
راكتور بيولوژيكي سيكلي , استامينوفن , تصفيه بيولوژيكي , تركيبات دارويي
چكيده فارسي :
با پيشرفت صنايع و افزايش جمعيت، آلاينده هاي شيميايي نوظهور ازجمله تركيبات دارويي وارد منابع آب هاي طبيعي شده اند كه تصفيه آن ها به منظور حفظ محيط زيست و ارتقا سطح بهداشت و سلامت جامعه امري ضروري است. در اين پژوهش حذف آلاينده دارويي استامينوفن (ACT) كه يكي از پرمصرف ترين تركيبات دارويي شيميايي است با استفاده از روش بيولوژيكي سيكلي (CBR) بررسي شده است. اين مطالعه با استفاده از فاضلاب مصنوعي حاوي استامينوفن در مقياس آزمايشگاهي انجام شد. در مرحله اول آزمايش سازگاري ميكروارگانيسم هاي تجزيه كننده استامينوفن به مدت حدود 50 روز انجام شد. براي بذر دهي اوليه راكتور، از لجن حوض ته نشيني ثانويه واحد تصفيه خانه يك شركت داروسازي استفاده گرديد. در ادامه اثر پارامترهاي مهم مانند زمان سيكل (hr 6-24)، زمان ماند هيدروليكي (hr 10-27)، غلظت آلاينده ورودي (mg/L 100-1000)، غلظت COD ورودي (mg/L 360-7600) و دما (°14-30) بر عملكرد راكتور مورد بررسي قرار گرفت. در تمامي مراحل مقدار pH كنترل و در حدود 7 تنظيم گرديد. درنهايت نيز عملكرد دو راكتور CBR و SBR باهم مقايسه شد. نتايج نشان داد كه CBR، با ميانگين راندمان حذف ACT و COD به ترتيب برابر با %94/97 و %94/70در سيكل 18 ساعته، بهترين عملكرد را دارد. در مرحله كنترل غلظت آلاينده ورودي نتايج نشان داد تا غلظت mg/L 500 و زمان ماند هيدروليكي 44/38 ساعت با سيكل هوادهي 16 ساعته، CBR مي تواند بيش از %99 استامينوفن و %97 از COD را حذف نمايد. همچنين راندمان حذف ACT و COD در همين شرايط تا غلظت ورودي mg/L1000 به ترتيب بيش از %96 و %94 بود. نتايج بررسي اثر دما بر عملكرد سيستم نشان داد كه عملكرد راكتور در حذف COD به افزايش دما حساس است. بطوريكه با افزايش دما راندمان حذف كاهش پيدا مي كند. با افزايش دما از °C 14 به °C30، راندمان حذف COD حدود %16 كاهش يافت. نتايج مقايسه عملكرد دو راكتور CBR و SBR نيز بسيار قابل توجه بود، به طوري كه در شرايط كاملا يكسان، راندمان حذف ACT و COD در SBR به ترتيب حدود %10 و %15 كاهش يافتند. با توجه به عملكرد راكتور بيولوژيكي سيكلي كه تزريق آلاينده به صورت قطره اي با عملكرد پيوسته است، همواره با توجه به زياد بودن نسبت ميكروارگانيسم ها به مواد غذايي موجود در لحظه، مواد غذايي با سرعت بيشتري توسط ميكروارگانيسم ها جذب مي گردد، كه اين خصوصيت سبب افزايش راندمان حذف مواد آلي نسبت به ساير سيستم هاي با جريان پيوسته مي شود. همچنين اين ويژگي باعث مي شود كه راكتور به شدت در مقابل شوك بار آلي اعمالي مقاوم باشد. در CBR، با توجه به اينكه تمامي عمليات، شامل واكنش، ته نشيني و تخليه، در يك مخزن صورت مي گيرد، بدون هيچ نگراني از خروج MLSS از طريق پساب خروجي مي توان مقدار آن را تا حد بسيار بالايي افزايش داد.
چكيده لاتين :
As a result of progressing of industries and population growth, new chemical contaminants have entered to natural water resources that in order to protect the environment and promote hygiene, they should be purified. Acetaminophen is the most widely used chemical pharmaceutical compound. In this study has been tried to omit acetaminophen from water solutions by cyclic biologic procedures. This kind of procedures are friendly environment. The CBR process is a modification of the sequential split reactor (SBR) process. However, instead of the wastewater being injected into the reactor, the contaminant is injected into the process using a continuous drip pump, thus the possibility of shock to the reactor. The purification process is reduced. This treatment system can be used for treatment of various types of municipal and industrial wastewater. In this study synthetic sewage includes acetaminophen, in laboratory scale, has been treated. The first phase of the test involved the adaptation of acetaminophen-degrading microorganisms that lasted for 50 days. Secondary settling sludge from a pharmaceutical company was used for primary seeding. Then the effect of cycle time (6-24 hours), hydraulic retention time (10.03-27.30 hours), density of inlet contaminant (100-1000 mg/L), density of inlet COD (360-7600 mg/L), and temperature (14-30°C), on the reactorchr('39')s performance was investigated. The pH value has been checking and setting on 7 at all stages. At the end of study, the performance of the two CBR and SBR reactors was compared. During the tests, the concentration of ACT was measured by UV-Vis set. The other parameters were measured based on the standard procedures. The results showed the reactor had the best performance in 18 hourschr('39') cycle. The average of removal efficiency of COD and ACT in during this period was 94.70% and 94.97%, respectively. In the phase of control of the concentration of inlet contaminant, the result showed in density of inlet acetaminophen 500 mg/L, hydraulic retention time 44.38 hours, and the 16 hourschr('39') aeration cycle, the reactor can remove more than 99% of acetaminophen and 97% of COD in the contaminants. In the same condition and concentration of inlet acetaminophen up to 1000 mg/L, removal efficiency of ACT and COD was more than 96% and 94%, respectively. Also temperature changes had a great effect on the reactor performance, so that with increasing temperature up to 30°C, COD removal efficiency decreased by 16% to 78%. Whereas with the change of temperature from 14° to 30°C the ACT mean removal was 97.8%. The results of comparing the performance of the two CBR and SBR reactors were also significant, so that, in the same condition, in the SBR, the removal efficiency of COD and ACT were decreased 15% and 10%, respectively. Since the cyclic biological reactor is injected by stepwise process, the results show foodstuffs are more rapidly absorbed by microorganisms, because microorganisms are more than foods. This feature increases the removal efficiency of organic matter in this system over continuous flow systems. Also, due to this feature, the reactor is highly resistant against of load shock. Given that all the phases, settling and discharging processes, take place in one storage, without worrying about leaving MLSS through the effluent, it can be greatly increased.
