بررسي و مقايسه‌ حذف فورفورال از فاضلاب توسط راكتور بيولوژيكي سيكلي (CBR) و گرانول‌هاي قارچ فوزاريوم كولموروم

The Investigation and Comparison of Furfural Removal from Wastewater using Cyclic Biological Reactor (CBR) and Fusarium Culmorum Granules

زمينه و هدف: فورفورال با فرمول شيميايی C5H4O2 يك تركيب شيميايی سمی و خطرناك برای انسان و محيط زيست محسوب می‌شود. فورفورال و مشتقات آن مانند الكل فورفوريل را به تنهايی و يا با فنول، استون و يا اوره، عمدتا برای توليد رزين‌های جامد استفاده می‌كنند. دومين كاربرد مهم فورفورال مربوط به توليد حلال‌هايی مثل فوران و تترافوران است كه به عنوان يك حلال انتخابی در توليد، تصفيه و پالايش روغن‌ها و روان‌كننده‌ها از محصولات نفتی كاربرد فراوانی دارد. در زمينه‌ حذف و بازيابی فورفورال تحقيقات چندی انجام گرفته است ولی با توجه به مزايايی كه روش‌های بيولوژيكی دارند در اين مطالعه استفاده از اين روش‌های دوست‌دار محيط زيست مورد بررسی قرار گرفته است. روش بررسی: در اين مطالعه از راكتور بيولوژيكی سيكلی (CBR) و گرانول‌های قارچ فوزاريوم كولموروم برای تجزيه بيولوژيكی غلظت‌های مختلف فورفورال و COD معادل در شرايط راهبری مختلف استفاده شد. سنجش‌ها بر مبنای تعيين ميزان تجزيه فورفورال توسط دستگاه اسپكتروفتومتر در طول دوره‌ راهبری و اندازه‌گيری تغييرات COD ورودی و خروجی به روش رفلاكس راكتور بسته بود. يافته‌ها: راكتور بيولوژيكی سيكلی با دبی‌های مختلف فاضلاب حاوی فورفورال و برای دوره‌های زمانی متفاوت راهبری شد. در تمام دبی‌های استفاده شده، ميزان تجزيه فورفورال و COD به‌ترتيب بيش از 99% و 90% حاصل شد. گرانول‌های قارچ فوزاريوم نيز در دماهای متفاوت با غلظت‌های مختلف فورفورال در مواجهه قرار داده شدند كه توانايی بالايی در حذف فورفورال از خود نشان دادند. نتيجه‌گيری: تحت شرايط متفاوت راهبری سيستم‌های بيولوژيكی، راندمان‌های بالايی از حذف فورفورال مشاهده شد ولی به طور كلی CBR در مقايسه با گرانول‌های قارچ فوزاريوم در زمان‌های كوتاهی به راندمان مطلوب و مورد نظر رسيد. بنابراين با توسعه‌ اين سيستم‌ها می‌توان از آنها به‌جای روش‌های شيميايی در تصفيه فاضلاب‌های حاوی فورفورال استفاده نمود.

Background and Objectives: Furfural with a chemical formula of C5H4O2 is a toxic and hazardous substance for human and environment. Furfural and its derivatives such as furfuryl alcohol, alone or in combination with phenol, acetone or urea are used mainly in the production of resin. The second major application of furfural is in the production of solvents such furan and tetrafuran frequently used as a selective solvent in the production, treatment, and refining lubricants from petroleum products. A few studies have recently been done in terms of removal or recovery of furfural. Due to advantages of biological methods, the uses of theses environmentally friendly methods are being investigated in this study. Materials and Methods: We used cyclic biological reactor (CBR) and Fusarium culmorum granules to biologically degrade different concentration of furfural and equivalent of COD under different operating conditions. The analysis was based on the measurement of furfural degradation efficiency during operational period using spectrophotometer and measuring influent and effluent COD variations using a closed reflux method. Results: cyclic biological reactor was operated in various flow rate (Q) of furfural-containing wastewater for a different period. For all of the flow rate used, furfural degradation and COD removal efficiency was over 99 and 90 percent respectively. Fusarium culmorum granules were also exposed to different concentrations of furfural at different incubation temperatures showing high furfural removal capacity. Conclusion: Under different operating conditions of biological systems, high removal efficiency of furfural was observed, but CBR in comparison with Fusarium culmorum granules reached the optimum and desired removal efficiency in shorter time. Therefore, these systems can be developed and replaced with chemical methods to treat furfural containing wastewater.