بهينه‌سازي فرايند تصفيه بيولوژيكي فاضلاب شهرك صنعتي در راكتور زيستي ناپيوسته منقطع با هوادهي متناوب

Optimization of Biological Treatment of an Industrial Wastewater in an Intermittent Aeration Sequencing Batch Reactor

در این مقاله، حذف همزمان كربن و مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) از فاضلاب شهرك صنعتی فرامان در یك راكتور زیستی ناپیوسته منقطع با كنترل زمان هوادهی بررسی شد. آزمایش‌ها بر اساس طراحی تركیب مركزی (CCD) سازمان‌دهی و سپس با استفاده از روش پاسخ سطحی ((RSM، تحلیل شدند. زمان واكنش و زمان هوادهی به‌منظور تحلیل، مدل‌سازی و بهینه‌سازی فرایند انتخاب شدند و نه پارامتر وابسته به‌عنوان پاسخ‌های فرایندی اندازه‌گیری و محاسبه شدند. دامنه تغییرات زمان واكنش و زمان هوادهی به ترتیب 12 تا 36 ساعت و 40 تا 60 دقیقه بر ساعت انتخاب شد. زمان واكنش به‌عنوان مهم‌ترین متغیر شناخته شد كه اثر كاهشی بر راندمان حذف كل اكسیژن شیمیایی مورد نیاز (TCOD)، سهم اكسیژن شیمیایی مورد نیاز با تجزیه‌پذیری بیولوژیكی آهسته sbCOD))، كل نیتروژن (TN) و كل فسفر (TP) نشان داد. شرایط بهینه عملكرد راكتور زیستی در زمان واكنش 12 تا 16 ساعت و زمان هوادهی 40 تا 60 دقیقه بر ساعت به‌دست آمد.

In this paper, the simultaneous removal of carbon and nutrients (nitrogen and phosphorus) from Faraman’s industrial wastewater (FIW) in a time-based sequencing batch reactor (SBR) was investigated. The experiments were conducted based on a central composite design (CCD) and analyzed using the response surface methodology (RSM). Reaction and aeration times were selected for the purposes of analyzing, modeling, and optimizing the process. Nine dependent parameters were monitored as process responses. The region of exploration for the process was taken as the area enclosed by the boundaries of reaction time (12-36 h) and aeration time (40-60 min/h). Reaction time was found to be the most effective variable and showed a decreasing impact on the total chemical oxygen demand (TCOD), slowly-biodegradable chemical oxygen demand (sbCOD), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) removal efficiencies. The optimum operating conditions were determined in the range of 12 to 16 h for the reaction time and 40 to 60 min/h for the aeration time.