بررسي اثر گرانول سازي لجن فعال بر گرفتگي غشا در سيستم هاي تصفيه پساب

كارشناسي ارشد

اگرچه بيوراكتورهاي غشايي (MBR) بدون نياز به فرآيندهاي ته‌نشيني و گندزدايي، تصفيه پساب را امكان‌پذير نموده‌اند، اما با مشكل گرفتگي زود هنگام سطح و منافذ غشاها توسط رسوبات موجود در خوراك و همچنين لجن مواجه‌اند كه سبب كاهش بهره‌وري و افزايش هزينه‌ها مي‌گردد. در اين مطالعه به بررسي عوامل ميكروبي موثر بر گرفتگي غشاها و روش‌هاي مختلف مقابله با گرفتگي با تمركز بر گرانوله كردن ميكروب‌ها پرداخته شده است. گرانولاسيون لجن فعال در راكتورهاي منقطع ترتيبي (SBR) 1 ليتري با پساب سنتزي (حاوي فنل، نيتروژن و فسفات) با استفاده از دو نوع پايه: لجن متداول (AS) (سيستم S1) و لجن گرانوله¬ متلاشي¬شده (GAS) (سيستم G1) و استراتژي¬هاي مختلف خوراكدهي از نظر زمان سيكل (6، 12وhr 24) و نرخ بارگذاري آلي (OLR) (5/0 تا kgCOD/m3.day 4) انجام و عملكرد سيستم با آناليز اكسيژن‌خواهي شيميايي (COD)، شاخص حجمي لجن (SVI)، مواد جامد معلق محلول (MLSS)، محصولات ميكروبي محلول (SMP)، مواد پليمري برون سلولي (EPS)، آمونيوم، فسفات و همچنين مورفولوژي لجن در فرايند گرانولاسيون به وسيله پردازش تصوير مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه سيستم G1 سرعت گرانولاسيون را به مدت 20 روز كاهش و نرخ حذف آلاينده را به ميزان دو برابر افزايش مي‌دهد و بنابراين اين پايه براي ادامه كار انتخاب گرديد. كاهش زمان سيكل خوراكدهي از 24 به 6 ساعت (سيستم G126)، منجر به پايدارتر و مقاومتر سيستم در مقابل تنش‌هاي آلايندگي، كاهش زمان گرانولاسيون (14 روز)، كاهش SVI به كمتر از ml/g 20، افزايش قابل توجه ميزان توليد پروتئين و پلي‌ساكاريد بيرون سلولي EPS‌ لجن به ميزان mg/g.SS.h 15 گرديد و لذا زمان 6 ساعت براي سيكل خوراكدهي انتخاب گرديد. با افزايش OLR از دو به چهار kgCOD/m3.day (سيستم G146)، ماكسيمم قطر گرانول‌ها (بر مبناي پردازش تصوير) از mm 1 در سيستم S1 به ترتيب به mm 2/2 و mm 48/4 در سيستم‌هاي G126 و G146 افزايش و خواص ته‌نشيني بهبود يافت درحاليكه بدليل رشد بيشتر لايه هوازي گرانول¬ها، توانايي حذف هم‌زمان آلاينده آلي، فسفاته و نيتروژنه كاهش يافت. بنابراين در اين پژوهش OLR مناسب از نظر حذف همزمان تمام آلاينده‌ها در كمترين زمان گرانولاسيون، برابر با kgCOD/m3.day 2 و از نظر مورفولوژيكي و شاخص ته‌نشيني، برابر kgCOD/m3.day 4 مي¬باشد. به منظور بررسي تاثير گرانولاسيون بر گرفتگي غشايي, عملكرد سيستم‌هاي S1 با سيستم‌هاي G126 و G146 در يك MBR طراحي شده از جنس پلكسي گلس به حجم به ترتيب 5 ليتر با غشا از جنس PES آميخته با نانوذرات MEI-101 مقايسه گرديد. شار‌هاي گذردهي آب از غشا (Ji)، پس‌زني پروتئن (R)، مقاومت‌هاي غشايي (Ri) و قابليت بازيابي گذردهي غشا (FRR) سنجش شد. سيستم G146 شار فلاكس عبوري (Jp ) را تا 172% افزايش، ميزان گرفتگي سيستم را تا 2 برابر كاهش و FRR غشا را 25% داد. بنابراين تلفيق گرانولاسيون (پيش تيمار خوراك سيستم غشايي) و بيوراكتور غشايي به عنوان روشي موثر در تصفيه پساب‌ها پيشنهاد مي‌گردد.

195456

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي - بيوتكنولوژي

دكتر فرشته نعيم‌پور