بررسي تأثير pH بر عملكرد زيست راكتور غشايي نوري در رشد زيست‌توده و حذف مواد مغذي از پساب شهري

Investigation of pH Effect on Optical Membrane Bioreactor Performance in Biomass Growth and Nutrient Removal from Municipal Wastewater

تصفيه پساب شهري و توليد، به‌طور هم‌زمان يك روش نوين و كارآمد در صنعت تصفيه است، با به‌كارگيري محيط كشت مصنوعي، پساب شهري به‌عنوان منبع غذايي ريزجلبك به‌كار مي‌رود. كشت ريزجلبك در پساب، مرحله‌اي با‌اهميت در تصفيه فاضلاب محسوب مي‌شود كه افزون بر تصفيه پساب، توليد هم‌زمان زيست‌توده نيز انجام مي‌شود كه مي‌تواند براي مصارف متعدد به‌كار رود و ارزش زيادي دارد. در اين پژوهش تأثير pH اوليه بر عملكرد زيست راكتور غشايي نوري در رشد زيست‌توده و حذف مواد مغذي از پساب شهري بررسي شد. در اين پژوهش ابتدا ريزجلبك كلرلا ولگاريس در يك زيست راكتور نوري غشايي با شدت نور 300 ميكرومول فوتون بر مترمربع در ثانيه در سيكل نوري 24 ساعت روشنايي و غلظت اوليه 1 گرم در ليتر وزن خشك ريزجلبك در سه pH اوليه 4، 7 و 10 كشت داده شد. سپس با توجه به رابطه مستقيم رشد ريزجلبك و حذف مواد مغذي بهترين pH اوليه در حذف نيترات و فسفات از پساب شهري بررسي شد. با توجه به نتايج، ريزجلبك پس از 9 روز با پساب شهري سازگار شده و در pH اوليه برابر 7 بيشترين نرخ رشد ريزجلبك برابر بر با 37/2 گرم وزن خشك در ليتر و حذف نيترات و فسفات به‌ترتيب 88 و 87 درصد به‌دست آمد و همچنين در روز پانزدهم در همان pH اوليه بيشترين مقدار حذف نيترات و فسفات از پساب شهري به‌ترتيب 92 و 91 درصد به دست آمد. نتايج نشان داد كه تنظيم pH اوليه ريزجلبكي مي‌تواند تأثير انكارناپذيري بر رشد ريزجلبك‌ها داشته باشد و همچنين تأثير قابل‌توجهي در حذف نيترات و فسفات از پساب شهري از طريق كشت ريزجلبك‌ها داشته باشد كه با بهينه كردن pH اوليه اين درصد حذف افزايش پيدا كرده است.

Municipal wastewater treatment and algal biomass production are simultaneously new and efficient methods in the treatment industry. Using artificial culture medium, urban wastewater is used as a food source for microalgae. Cultivation of microalgae in wastewater is an important step in wastewater treatment that, in addition to wastewater treatment, simultaneous production of biomass is done which can be used for many purposes and is of great value. Method: in the present study, the effect of initial pH on the performance of membrane photobioreactor in biomass growth and nutrient removal from municipal wastewater was investigated. In this study, first Chlorella vulgaris microalgae in a membrane optical bioreactor with a light intensity of 300 μmol photons m-2. s-1 in the 24-hour light cycle and an initial concentration of 1 g/L dry weight of microalgae in the initial three pH (4, 7 and 10) were cultivated. Then, due to the direct relationship between microalgae growth and nutrient removal, the best initial pH in nitrate and phosphate removal from municipal wastewater was investigated. According to the results, microalgae were adapted to municipal effluent after 9 days and at the initial pH of 7, the highest growth rate of microalgae equal to 2.37 g dry weight per liter, and removal of nitrate and phosphate were 88 and 87%, respectively. Also, on the 15th day at the same initial pH, the highest amount of nitrate and phosphate removal from municipal effluent was 92% and 91%, respectively. The results show that the regulation of the initial pH of microalgae can have an undeniable effect on the growth of microalgae. It also has a significant effect on the removal of nitrate and phosphate from municipal wastewater through the cultivation of microalgae. By optimizing the initial pH, this removal percentage has increased.