حذف باكتري اشرشياكلي از آب‌هاي آلوده با استفاده از سيستم الكتروشيميايي دو قطبي

Removal of Escherichia coli from Contaminated Water Using Bipolar Electrochemical Systems

زمينه و هدف: حضور ميكروارگانيسم هاي مختلف بويژه پاتوژن هاي انساني در آب آشاميدني مشكلات بهداشتي فراواني را براي انسان ايجاد مي نمايد. به همين علت گندزدايي آب همواره يكي از اصلي ترين مراحل تصفيه آب آشاميدني مي باشد. باكتري اشرشياكلي به عنوان شاخصي مناسب در تعيين كيفيت ميكروبي آب و انجام گندزدايي مناسب شناخته شده است. فرآيندهاي الكتروشيميايي از جمله روش هاي توانمند در حذف آلاينده ها مي باشند كه توجه زيادي بويژه در حذف آلاينده هاي ميكروبي به خود جلب كرده اند كه اين امر به دليل اثرات زيست­محيطي اندك، سهولت استفاده و هزينه نسبي پايين آن مي­باشد. هدف از انجام اين پژوهش بررسي عملكرد سلول الكتروشيميايي با پيكربندي دو قطبي در حذف باكتري اشرشياكلي از آب و نيز بررسي اثر پارامترهاي مختلف بر كارآيي آن مي­باشد. مواد و روش كار: پس از ساخت راكتور كشت خالص باكتري اشرشياكلي، كارايي فرآيند در حذف باكتري اشرشياكلي تحت تاثير پارامترهاي دانسيته جريان، حمايت­كننده الكتروليتي و جمعيت اوليه باكتري مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها: بهترين كارآيي سيستم در دانسيته جريان  mA/cm2۶، غلظت ۲۵/۰ گرم بر ليتر NaCl و  Na2SO4به عنوان حمايت كننده الكتروليتي و جمعيت باكتريايي cfu/ml 100 حاصل گرديد. نتيجه‌گيري: با افزايش دانسيته جريان تا ميزان  mA/cm2۶، راندمان حذف باكتري به مقدار چشمگيري افزايش مي يافت. در مرحله بررسي اثر نوع و غلظت حمايت كننده الكتروليتي، با افزايش غلظت NaCl تا حدي مشخص، كارآيي حذف اشرشياكلي افزايش قابل توجهي نشان داد، اما چنين پديده‌اي در مورد Na2SO4 مشاهده نگرديد. با افزايش جمعيت اوليه باكتري اشرشياكلي، به مدت زمان بيشتري براي رسيدن به حذف كامل اين باكتري نياز است.

Background objectives: Presence of various microorganism, particularly human pathogens, in drinking water causes many health problems. Therefore, the water disinfection has been one of the main drinking water treatment processes. E. coli bacteria is known as an appropriate microbial water quality indicator. Electrochemical processes are very powerful for the removal of pollutants, particularly microbial contaminants, due to low environmental effects, ease of use and relative costs down for it. The aim of this study was to investigate the performance of electrochemical process in E. coli bacteria removal from water as well as the effect of various parameters on the performance of it. Material Methods: The electrochemical reactor was constructed and E. coli bacteria removal performance of under the influence of current density, initial bacteria population and supporting electrolyte type and concentration have evaluated. Results:  The best performance of the electrochemical system was obtained in the current density of 6 mA/cm2, concentrations of 0.25 g/l for each NaCl and Na2SO4 as supporting electrolyte and CFU/100 ml initial bacterial population. Conclusion: With the increasing current density up to 6 mA/cm2, efficiency of bacteria removal  was significantly increased. In investigation on effect of supporting electrolyte type and concentration were shown that by increasing the concentration of NaCl, the performance showed a significant increase E. coli removal. This performance has not been obtained in the case of Na2SO4 as supporting electrolyte.  With increasing of the initial bacteria number, higher time were needs to the complete elimination E.coli, when the initial bacterial number were increased. Key words: Electrochemical techniques, Escherichia coli, Polluted water