مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله عملکرد سنگ پامیس به عنوان بستر ثابت بیوفیلم در راکتور بیوفیلمی هوازی
محمدعلی شربت ملکی - کارشناس ارشد مهندسی عمران - مهندسی محیط زیست ، دانشگاه صنعتی شریف
سیدمهدی برقعی - دانشیار دانشکده مهندسی شیمی و نفت ، دانشگاه صنعتی شریف
چکیده مقاله:
در این پژوهش قابلیت به کارگیری سنگ پامیس در فرآیند بیوفیلمی با بستر ثابت برای تصفیه فاضلاب سینتیک نسبتاً غلیظ کارخانه قند مورد بررسی قرار گرفته است. سنگ پامیس نوعی بازالت است که در مناطقی از کشورمان به طور فراوان یافت شده و دارای قیمت بسیار مناسب در مقایسه با سایر آگنه های تجاری موجود در بازار می باشد. آزمایشها بر روی راکتور جریان رو به بالا با بستر ثابت سنگ پامیس و با حجم موثر 14/2 لیتر سیال انجام گرفت. پس از طی دوره راه اندازی ، با راهبری راکتور به مدت 222 روز در زمانهای ماند هیدرولیکی 12، 16 و 24 ساعت و COD محلول ورودی 2250، 1500 و 750 میلی گرم در لیتر ، راندمان حذف سوبسترات 89 تا 97 درصد در طی 9 حالت مختلف بارگذاری حاصل گردید. نتایج حاصل نشان می دهند که در بارگذاری های ارگانیک بین 750 تا 4500 mg.COD/m3.dayبا شرایط فوق الذکر ، راندمان سیستم با استفاده از آکنه های پامیس راضی کننده و قابل توجه است . همچنین در ادامه ، مدل های سینتیکی مرتبه اول گراو و استوور - کن کانن در چارچوب داده های تجربی به دست آمده مورد بررسی قرار گرفتند . نتایج نشان داد که مدل های گراو و استوور - کن کانن ضرایب همبستگی خوبی را ارائه می دهند. همچنین براساس این مدل های سینتیکی و پارامترهای حاصل شده از این پژوهش ، روابطی برای طراحی بیوفیلترهای مشابه ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها:
بیوفیلم ، بستر ثابت ، تصفیه بیولوژیکی ، هوازی ، فاضلاب کارخانه قند ، سنگ پامیس

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله عملکرد سنگ پامیس به عنوان بستر ثابت بیوفیلم در راکتور بیوفیلمی هوازی
محمدعلی شربت ملکی - کارشناس ارشد مهندسی عمران - مهندسی محیط زیست ، دانشگاه صنعتی شریف
سیدمهدی برقعی - دانشیار دانشکده مهندسی شیمی و نفت ، دانشگاه صنعتی شریف
چکیده مقاله:
در این پژوهش قابلیت به کارگیری سنگ پامیس در فرآیند بیوفیلمی با بستر ثابت برای تصفیه فاضلاب سینتیک نسبتاً غلیظ کارخانه قند مورد بررسی قرار گرفته است. سنگ پامیس نوعی بازالت است که در مناطقی از کشورمان به طور فراوان یافت شده و دارای قیمت بسیار مناسب در مقایسه با سایر آگنه های تجاری موجود در بازار می باشد. آزمایشها بر روی راکتور جریان رو به بالا با بستر ثابت سنگ پامیس و با حجم موثر 14/2 لیتر سیال انجام گرفت. پس از طی دوره راه اندازی ، با راهبری راکتور به مدت 222 روز در زمانهای ماند هیدرولیکی 12، 16 و 24 ساعت و COD محلول ورودی 2250، 1500 و 750 میلی گرم در لیتر ، راندمان حذف سوبسترات 89 تا 97 درصد در طی 9 حالت مختلف بارگذاری حاصل گردید. نتایج حاصل نشان می دهند که در بارگذاری های ارگانیک بین 750 تا 4500 mg.COD/m3.dayبا شرایط فوق الذکر ، راندمان سیستم با استفاده از آکنه های پامیس راضی کننده و قابل توجه است . همچنین در ادامه ، مدل های سینتیکی مرتبه اول گراو و استوور - کن کانن در چارچوب داده های تجربی به دست آمده مورد بررسی قرار گرفتند . نتایج نشان داد که مدل های گراو و استوور - کن کانن ضرایب همبستگی خوبی را ارائه می دهند. همچنین براساس این مدل های سینتیکی و پارامترهای حاصل شده از این پژوهش ، روابطی برای طراحی بیوفیلترهای مشابه ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها:
بیوفیلم ، بستر ثابت ، تصفیه بیولوژیکی ، هوازی ، فاضلاب کارخانه قند ، سنگ پامیس

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

توانایی باکتریها برای چسبیدن به سطوح، به ویژه در ارگانیسم های پاتوژن که از این خاصیت برای شروع بیماری استفاده می کنند. به عنوان یک پدیده مهم ، شناخته شده است.
• اصطلاح بیوفیلم به سلولهایی گفته می شود که روی یک سطح تثبیت شده و عموما” بوسیله یک ماتریکس از مواد پلیمری آلی ، با منشاء میکروبی احاطه شده اند. بیوفیلم می تواند از یک گونه و یا مخلوطی از چند گونه تشکیل شده باشد. بیوفیلم در مکانهای مختلفی تشکیل می شود ولی تشکیل آن در صنایع معمولا” باعث آسِب و کاهش راندمان می شود.اصولا” باکتریها به علت داشتن پیلی بخصوص در یک محیط آبی تمایل برای چسبیدن به سطوح مختلفی دارند.در بعضی سیستم ها مانند صنایع غذایی، تصفیه پساب بیوفیلم به عنوان یک عامل مهم در سیستم می باشد ولی در صنایع مرتبط با نفت، برج های خنک کننده وبدنه کشتی بیوفیلم یک مشکل مهم و جدی می باشد. اگر تک تک باکتریهای تشکیل دهنده بیوفیلم جداسازی شوند وحساسیت آنها بر روی مواد میکروب کش نیز مطالعه گردد ولی به علت وجود روابط سی نرژیسم و همزیستی در بیوفیلم معمولا” مواد ضد میکروبی کمتر در بیوفیلم موثر می باشد.
• اصولا”باکتریها وقتی تشکیل بیوفیلم می دهند مقاومت آنها نسبت به شرایط نامساعد محیطی و بیوسایدها زیاد می شوند و از طرف دیگردر بیوفیلم مواد را نگه داری و تغلیظ می نمایند واز مواد متابولیکی یکدیگر مصرف مِی کنند.در یک بیوفیلم ممکن است جذب مواد آلی و تغذیه کمتر از زمانی باشد که باکتریها آزاد هستند ولی پایداری ژنتیکی در آنها بیشتر است و پلاسمیدها در بیوفیلم پایدارترمی باشند.(میکروبیولوژی و کنترل آلودگی آب، هوا و پساب) تشکیل بیوفیلم باکتریها را نسبت به مواد ضد باکتری مقاومتر می سازد. نتایج به دست آمده نشان داده است که شرایط استرس سبب افزایش چسبیدن باکتریایی می شود در حالیکه ، توانایی چسبیدن به سویه باکتریایی ارتباط دارد ولی متناسب با غلظت ماده غذایی نیست.در طبیعت میکروارگانیسم ها ، اغلب در ارتباط نزدیک با سطوح جامد رشد می کنند،که این سطوح ممکن است بافتهای نرم زنده ، یا سطوح غیر زنده، مواد غوطه ور و یا ذرات خاک باشد ارتباط و پیوستگی با سطوح جامد منجر به تشکیل بیوفیلم میکروبی می شود که به صورت مجموعه ای از میکروارگانیسم ها در درون اگزوپلیمر گسترده گلیکوکالیکس دیده می شود.بیوفیلم ها یی که توسط یک نوع باکتری به وجود می آید monoculture و بیوفیلم های تشکیل شده بر روی سطوح مخاطی مـثل روده اغلب حاوی مخلوطی از گونه های مختلف باکتری می باشند و عموما" باکتریهای محیطی، با اتصال به قارچها و جلبک ها و پروتوزوئرها تشکیل یک توده نا متجانس واقعی را می دهند. سلولها در بخش های مختلف بیوفیلم ، احتمالا" از نظر دسترسی به مواد غذایی و شرایط فیزیکوشیمیایی در وضعیت های متفاوتی قرار می گیرند. بنابراین بیوفیلم ها نه تنها غالبا" مخلوط و حاوی گونه های مختلف هستند بلکه از فنوتیپ های متفاوت از یک گونه تشکیل شده اند. میزان رشد ، احتمالا" در اعماق بیوفیلم کند است وبا شیب غلظت غذایی افزایش می یابد. تشکیل بیوفیلم تصور می شود که منافع زیادی برای ارگانیسم های متشکله دارد از جمله حفاظت آنها در برابر سیستم ایمنی میزبان در invivo ، مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها همچنین حفظ و نگهداری محیط فیزیکوشیمیایی مناسب برای رشد و بقا، بنابراین آنها قادرند در شرایط نامسائد محیطی مقاومت کرده و به حیات خود ادامه دهند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب