بررسي تاثير ميدان مغناطيسي در ميزان توليد پلي‌هيدروكسي‌آلكانوات در لجن فعال

Effect of magnetic field on polyhydroxyalkanoate production by activated sludge

با هدف غلبه بر مشكلات زيست‌محيطي ناشي از تجمع پلاستيك‌هاي مصنوعي و لجن توليدشده در تصفيه‌خانه‌‌ها، پژوهش‌‌هاي متعدي در زمينه توليد پليمر‌‌هاي زيست‌تخريب‌‌پذير انجام شده است. پلي‌‌هيدروكسي‌‌‌آلكانوات‌‌ها (Polyhydroxyalkanoates) مشهورترين عضو خانواده بيوپليمر‌‌ها محسوب مي‌شوند كه به‌منزله منبع كربن و انرژي در ميكروارگانيسم‌ها تجمع مي‌يابند. اين تحقيق با هدف بررسي تاثير ميدان مغناطيسي در فرايند توليد پلي‌‌هيدروكسي‌‌‌آلكانوات (PHA) در لجن فعال انجام شده است. ميدان مغناطيسي در فرايند توليد PHA از لجن فعال تاثيرگذار است به طوري كه در برخي شدت‌‌هاي ميدان مغناطيسي توليد اين بيوپليمر نسبت به نمونه شاهد (بدون ميدان مغناطيسي) افزايش و در برخي كاهش يافته است. آزمايش‌هاي اين تحقيق در دومرحله انجام شده‌‌اند. در مرحله اول، مدت زمان هوادهي لجن فعال در فرايند توليد اين بيوپليمر براي نمونه شاهد بهينه‌سازي‌‌‌ شد كه معادل 30 ساعت بود. در مرحله دوم، تاثير ميدان مغناطيسي در كاهش يا افزايش توليد اين بيوپليمر بررسي شد. تاثير ميدان‌‌هاي مغناطيسي با شدت 5، 10، 15، 20، 25 و 50 ميلي‌تسلا در راكتور ناپيوسته توليد بيوپليمر در 30 ساعت بررسي شد. نتايج نشان دادند كه ميدان‌‌هايي با شدت 5، 10، 15 و 20 ميلي‌تسلا تاثير مثبتي در توليد PHA داشتند در حالي كه ميدان‌‌هاي 25 و 50 ميلي‌تسلا سبب كاهش توليد PHA نسبت به نمونه شاهد شده‌‌اند. ميزان توليد PHA در نمونه شاهد و ميدان‌‌هاي مغناطيسي 5، 20 و 50 ميلي‌تسلا به ترتيب 6/0، 73/0، 75/0 و 55/0 گرم بر ليتر بوده است. علاوه بر اين، نتايج نشان‌دهنده تاثيرگذاري ميدان مغناطيسي در نوع و ميزان مونومر‌‌هاي توليدشده در كوپليمر PHA بودند. به طوري كه در ميدان‌‌هاي مغناطيسي 20 و 50 ميلي‌تسلا درصد جرمي هيدروكسي‌‌والرات (HV) در كوپليمر (HB-co-HV) به ترتيب برابر با 26 و76 بوده است.

Many studies have been conducted on production of biodegradable polymers such as polyhydroxyalkanoates (PHA) with the aim of overcoming the environmental problems caused by synthetic plastics accumulation and excess activated sludge produced in municipal waste water treatment plants. In this study; effect of magnetic field of 5, 10, 15, 20, 25 and 50 mT was investigated on PHA production in activated sludge and simultaneously the results were compared with the results of PHA production without the magnetic field (control sample). Experiment procedure was included adding excess carbon source, aeration, sampling in defined times, measurement of PHA. In summary, this research indicates that, the maximum PHA contents are produced at 20 and 5 mT which are equivalent to 0.75 and 0.73 g.L-1, respectively. Whereas the lowest PHA content was observed at 50 mT (0.55 g.L-1). In addition, the magnetic field was influenced on type and amount of monomer produced in copolymer PHA at 20 and 50 mT. The maximum amount of butyrate and valerate monomer in copolymer is observed at 20 and 50 mT, respectively