حذف باكتري‌هاي اشرشياكلي و استافيلوكوكوس آرئوس از آب شرب با استفاده از انعقاد الكتريكي- شناورسازي الكتريكي

Removal of E.coli and S. aureus from aqueous solution by using electrocoagulation/ electroflotation process

زمينه و هدف: انعقاد الكتريكي يك روش الكتروشيميايي براي تصفيه آب است. در سال‌هاي اخير گندزدايي آب به روش الكتروليز رو به گسترش است. هدف از انجام اين تحقيق بررسي حذف باكتري هاي اشرشياكلي و استافيلوكوكوس اورئوس به روش انعقاد الكتريكي- شناورسازي الكتريكي با الكترودهاي استيل ضدزنگ- گرافيت نمدي به حالت تك‌قطبي موازي از آب آشاميدني مي باشد. روش بررسي: مطالعه حاضر به‌صورت تجربي و در سيستم ناپيوسته انجام گرديد. نمونه هاي آب آلوده با افزودن 104، 105 و 106 عدد باكتري اشرشياكلي و استافيلوكوكوس اورئوس در هر ميلي‌ليتر آب آشاميدني تهيه گرديد. متغيرهاي مستقل فرآيند شامل سويه هاي باكتريايي اشرشياكلي و استافيلوكوكوس اورئوس با غلظت هاي مختلف باكتريايي (104، 105 و 106 عدد در ميلي ليتر)، زمان واكنش (5، 10، 15 و 20 دقيقه)، pH اوليه (7، 8 و 9) فاصله بين الكترودها (1، 2 و 3 سانتي متر) و چگالي جريان (0/83، 1/67 و 3/3 ميلي‌آمپر بر سانتي متر مربع) جهت تعيين شرايط بهينه بررسي شد. براي تجزيه‌وتحليل نتايج از آناليز واريانس One-way ANOVA استفاده شد. يافته‌ها: نتايج نشان مي دهد كه در شرايط بهينه با افزايش pH از 7 به 9 راندمان حذف سويه هاي باكتريايي اشرشياكلي به‌طور معني‌داري از 100% به 80% و استافيلوكوكوس اورئوس از 100% به 83% كاهش پيدا مي كند. در غلظت اوليه 105 عدد باكتري در ميلي ليتر شرايط بهينه براي چگالي جريان، زمان واكنش و فاصله بين الكترودها به ترتيب در 3/3 ميلي‌آمپر بر سانتي متر مربع، 20 دقيقه و 2 سانتي متر به دست آمد. نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج، راندمان حذف سويه هاي باكتريايي اشرشياكلي و استافيلوكوكوس اورئوس در شرايط بهينه 100% به دست آمد؛ بنابراين مي توان از فرآيند انعقاد الكتريكي-شناورسازي الكتريكي در حذف باكتري هاي بيماري زاي از آب آشاميدني استفاده كرد.

Background and aims: Electrocoagulation is an electrochemical method for the treatment of water and waste water. Water disinfection by electrochemical methods has been increasingly carried out recently. The aim of this applied research is to investigate the removal of E. coli and S. aureus bacteria from drinking water by using Electrocoagulation (EC) - Electroflotation (EF) with Stainless Steel - Graphite felt electrodes parallel with the monopole mode. Methods: An experimental study was conducted in a batch system. In this study, the contaminated water samples were prepared by adding104, 105 and 106 CFU/ml E. coli and S. aureus. Independent variables Including: different concentrations of E.coli and S. aureus bacteria (104, 105 and 106 CFU/ml), reaction time (5, 10, 15 and 20 min), initial pH (7, 8 and 9), electrode gap (1, 2 and 3 cm), current density (0.83, 1.67 and 3.3 mA/cm2) to determine the optimum conditions were investigated. One-way ANOVA was used to analyze the results. Results: The results show that in the optimum conditions with increasing the pH from 7 to 9 removal efficiency of bacterial strains of E.coli and S. aureus were decreased significantly from 100% to 80% and 100% to 83%, respectively. In initial concentration of 105 CFU/ml, optimum conditions were obtained for current density, reaction time and electrodes gap; 3.3 mA/cm2, 20 min and 2 cm, respectively. Conclusion: According to the results, E.coli and S. aureus removal efficiency in optimum conditions was obtained, 100%. Thus, the EC/EF process can be used for removal of pathogenic bacteria from drinking water.