پژوهشی 

 

 

مجـلـــــه دانشــــگاه عــلـــــوم پزشــکـــــی مــازنــــــدران  دوره بیست و یکم   ویژه نامه 1   اسفند   سال 1390   (49-41)

 

بررسی عملکرد سیستم ترکیبی GAC-SBR در حذف   رنگ راکتیو یلو3 و دیسپرس یلو3 از فاضلاب 

 

ذبیح اله یوسفی1

انوشیروان محسنی بندپی2        رمضانعلی دیانتی تیلکی1        رضاعلی محمدپور3        افشین ملکی4        اسمعیل قهرمانی5 

 

چکیده

سابقه و هدف: رنگ های شیمیایی که در صنایع نساجی به کار می رود؛ دارای خطرات بالقوهای از جمله سرطا ن زایـیو جهش زایی برای انسان می باشند. به علاوه نفوذ  رنگهای متفاوت به                آبهای سطحی و زیرزمینی باعث رنگی شدن منابع آبی می شود، لذا هدف از این مطالعه بررسی راندمان حذف رنگ های راکتیو یلو3 و دیسپرس یلو3 توسـط سیـستم ترکیبـیGAC-SBR می باشد.

مواد و روش ها: این مطالعه تجربی در مقیـاسBach  صـورت گرفـت. از دو راکتـورSBR  بـرای انجـام ایـن مطالعـهاستفاده شد. فاضلاب مورد استفاده به صورت سنتتیک (1800COD= ) بود. پس از راه اندازی راکتورها رنـگ هـای راکتیـویلو3 و دیسپرس یلو3 به سیستم تزریق شد و راندمان حذف آن در زمان واکنش های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. پـساز تعیین کارایی سیستم SBR در حذف رنگ و COD به بررسی کارایی سیستم GAC-SBR پرداخته شد.

یافته ها : در زمان واکنش 24 ساعت راندمان حذف سیستم های SBR و GAC-SBR برای رنگ راکتیو یلو3 به ترتیب برابر با 58 و 72 درصد و برای رنگ دیسپرس یلو3 ، 85 و 91 درصد شـد. همچنـین در زمـان واکـنش 14 سـاعت رانـدمانحذف COD در سیستم SBR و GAC-SBR به ترتیب 98 و 5/98 درصد شد.

استنتاج: کارایی سیستمGAC-SBR  در حذف رنگ راکتیو یلو3 و دیسپرس یلو3 بیشتر از سیستمSBR  بود . ولـی دوسیستم جهت حذفCOD  تفاوت چندانی نداشتند. در کل با افزایش زمان واکنش کارایی سیستم ها افزایش  مییافـت و دریک زمان واکنش مشخص راندمان حذف حالت یکنواختی پیدا می کرد.

 

واژه های کلیدی: رآکتورهای ناپیوسته متوالی(SBR)، کربن فعال دانه ای(GAC)، حذف رنگ، صنایع نساجی

 

مقدمه

 

در حـال حاضـر 100هـزار نـوع رنـگ مختلـف در

 

مولف مسئول: انوشیروان محسنی بندپی– تهران: دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، دانشکده بهداشت                                E-mail: [email protected]

1. گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، مرکز تحقیقات علوم بهداشتی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران

2. گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی

3. گروه آمار زیستی، دانشکده بهداشت، مرکز تحقیقات علوم بهداشتی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران

4. گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کردستان

5. دانشگاه علوم پزشکی مازندران

) تاریخ دریافت : 15/12/89          تاریخ ارجاع جهت اصلاحات : 1/4/90           تاریخ تصویب : 27/6/90

سراسر دنیا تولیـد مـی شـود کـه میـزان تولیـد سـالانه آن

حـدود700 هـزار تـا یـک میلیـون تـن مـی باشـد. صـنایع نساجی بیشترین مصرف          رنگها را دارند. برآوردها نشان  میدهد که 15 تا 20 درصد از رنگ مصرفی در این صنایع وارد پساب خروجی شان می شود. طبـق یـک نظـر دیگـرمقدار رنگ ورودی به پساب خروجی نساجی از 2 درصـد  برای رنگ های پایه و 50 درصد برای رنگ هـای راکتیـومتغیـر اسـت. در کـل مـصرف رنـگ در صـنایع نـساجی باعث تولید  پسابهای رنگی با غلظت رنـگ بـین 10 تـا100 میلیگرم در لیتر میشود(4-1). روزانه میلیون ها لیتـر ازپساب های رنگی توسط صنایع رنگرزی و کارخانـه هـایتولید رنگدانه ها تولید می شود؛ هر لیتـر از ایـن پـسابهـامـی توانـد حـاوی بـیش از 20 گـرم از رنگدانـ ههـا و حـد واسط هایی ناشی از تجزیـه آن هـا باشـد کـه باعـث بـروزمسائل زیست محیطـی مـی شـوند (5،6) ایـن رنـگ هـا دارای خطرات بـالقوهای از جملـه سـرطان زایـی و جهـش زایـیبرای انـسا ن مـی باشـند (7،8). بـه عـلاوه نفـوذ رنـگ هـای  متفـــاوت بـــه آب هـــای ســـطحی و زیرزمینـــی باعـــث رنگی شدن منابع آبی مـی شـود (9،10). برخـی  رنـگهـا ومواد تشکیل دهندۀ  آنها مانند نمـک هـای کـروم، روی،کادمیوم، مس و نیکل نیز بـرای  مـاهیهـا سـمی هـستند.

رنگ های سنتتیک به طور وسیعی در صنایع نساجی مورداستفاده قرار می گیرنـد . ایـن رنـگ هـا اغلـب دارای وزنمولکولی بالا و ساختار آروماتیکی هستند در نتیجـه ایـنساختار آرومـاتیکی آن هـا را بـه حالـت پایـدار درآوردهاســت و تجزیــه        آنهــا را مــشکل کــرده اســت(13-10). رنـگ هـای راکتیـو (یکـی از پرکـاربردترین رنـگ هـای نساجی) می توانند با سیستم ایمنـی بـدن            واکـنشدهنـد وحالت حساسی را به وجود بیاورنـد بـه نحـوی کـه وقتـیشخص برای بار دوم در معرض این رنـگ قـرار گرفـتخیلی حساس می شود و زود واکنش نشان می دهد(14).

از میان روش های مختلفی که برای تصفیه فاضـلابصنایع نساجی به کار میرود مـیتـوان بـه روش انعقـاد ولخته سازی اشاره کرد . با توجه به این که در حذف رنـگاز الیاف نخی مؤثر نیست و حجم لجن تولیـدی آن زیـاداســت روش مطلــوبی نمــی باشــد(17- 15). اســتفاده از اکــسیدان هــایی مثــل کلــر و ازن نیــز بــه دلیــل تولیــدفراورده های جانبی  (تری هالو متـان) و بـالا بـودن هزینـهآن ه ا کـاربرد زیـادی نـدارد. روش کلرزنـی در بهتـرین شرایط توانـسته 10 درصـد رنـگ و اکـسیژن مـورد نیـازشیمیاییCOD)) را حذف کند ولی  ازنزنی توانسته بیشاز 90 درصــد رنــگ را حــدف کنــد(18). اســتفاده از هیپوکلریت کلسیم ناموفق بـوده اسـت بـه  طـوریکـه دربیشترین دوز آن حـداکثر رانـدمان 35 درصـد بـه وجـودآمـده اسـت(18). رانـدمان فرآینـد الکتروشـیمیایی نـسبتاً پایین است؛ به طوری کـه در بهتـرین شـرایط حـداکثر 50 درصد رنگ و 39 درصدCOD  را حذف کنـد(18). هـرچند به  کار  بردن روش های فیزیکی – شیمیایی در حذفرنگ ها و دیگر مواد آلی غیر قابل تجزیه صنایع  میتواند مؤثر باشد ولی در عوض نسبت به روش های بیولـوژیکیبه انرژی و مـواد شـیمیایی بیـشتری نیـاز دارد و از لحـاظانعطاف پذیری نیز محدود هستند(3). روش های بیولـوژیکی ساده ترین و اقتصادی ترین راه حل جهت حـذف رن ـگهـا  است. امـروزه  فرآینـدهای بیولـوژیکی بـه دلیـل سـهولتبهره برداری و دوست دار محیط زیست بودن، پرکاربردترین روش مــورد اســتفاده بــرای تــصفیه پـ ـسابهــای رنگــی می باشند.

از میان روش های بیولوژیکی دو روش لجن فعـال ورآکتورهای ناپیوسته متوالی (SBR) بیـشترین کـاربرد رابرای تصفیه پـساب صـنایع نـساجی دارنـد. سیـستم لجـنفعال دارای راندمان خوبی در حذف رنـگ و مـواد آلـیاست ولـی بـه علـت نیـاز بـه حـوض  تـهنـشینی از لحـاظاقتصادی زیاد به صـرفه نیـست(11،22-19). سیـستمSBR  یک سیستم ساده و انعطاف پذیر است کـه بـدون نیـاز بـهحوض ته نشینی کل واکـنش هـا در یـک راکتـور انجـاممیشود و به وفور برای تـصفیه فاضـلاب صـنایع بـه کـارمی رود. این سیستم قادر به حذف  آلاینـدههـای مختلـففاضلاب از جمله مواد آلـی، رنـگ و ترکیبـات کلـرداراست(23). هزینه  راهانـدازی و بهـره بـرداری سیـستم هـایSBR برابر با 40 درصد از  هزینههـایی اسـت کـه صـرفلجن فعال می شود. همچنین سیستم SBR به زمان مطابقـتکمتـــری نـــسبت بـــه سیـــستم لجـــن فعـــال نیـــاز دارد   یعنی میکروارگانیزم ها در این سیـستم زودتـر بـا شـرایطسازگار میشوند(24). مطالعات نشان میدهد کـه سیـستمSBR کارایی خوبی در حـذف رنـگ فاضـلاب نـساجی هستند(28-25). البته از محدودیت هـای کـاربردSBR  درحذف رنگ پـساب نـساجی وجـود مـواد حـد واسـط ازتجزیه ای است  (مثل آمین های آروماتیکی ) این مواد حدواسط گاهاً سمی بوده و کارایی سیستم را تحت تأثیر خـود  قرار میدهد و  آمین هـای آرومـاتیکی کـه ممکـن اسـتسمی باشد و تا حدودی در محیط به کندی تجزیـه شـود را کـاهش مـی دهنـد(29). بنـابراین تجزیـه برخـی از ایـن رنگ ها نمیتواند مشکلات زیست محیطی آنهـا را حـلکند و نیاز به یک جـاذب کـه بتوانـد رنـگ هـای تجزیـهشده را جـذب کنـد بعـضاً ضـروری اسـت در ایـن میـانکربن فعـال گرانـولی[1] نیـز دارای ظرفیـت بـالا درجـذبمواد آلـی، رنـگ هـای مختلـف و مـواد غیرقابـل تجزیـهاست(30،31). لذا این تحقیق با تلفیقی از سیستمSBR  (به دلیـل کـارآیی مناسـب در حـذف رنـگ و مـواد آلـی ) وGAC (به عنـوان جـاذب ترکیبـات سـمی و رنـگ هـایتجزیه شـده و ترکیبـات غیرقابـل تجزیـه) طراحـی شـدهاست تا بازده این سیستم تلفیقی جهت حذف رنگ هـایمتداول راکتیـو یلـو3 و دیـسپرس یلـو3 از پـساب صـنایعنــساجی بــا اســتفاده از سیــستم ترکیبــی رآکتورهــای ناپیوسـته متـوالی و کـربن فعـال دانـه ای ((SBR GAC افزایش یابد.

 

مواد و روش ها

این مطالعه که از نـوع تجربـی- مداخلـه ای بـود، در مقیــاس منقطــع[2] صــورت گرفــت. در آن از دو راکتــور شیشه ای با ابعاد 25 × 25 × 25 استفاده شد. برای هریکاز راکتورها دو شیر تخلیه پساب و یک شیر تخلیـه لجـن(در کـف) تعبیـه شـد. بـرای تـامین گرمـای لازم جهـت فعالیت میکروارگانیسم ها دو عدد بخاری آکواریم برای هر راکتور نصب شد. برای کنترل دما و نشان دادن هر لحظۀدمای راکتور از دماسنج های صفحه ای اسـتفاده شـد. بـرای  تامین هوای لازم جهت فعالیت ارگانیزمهای هوازی  نیـز،دو عددپمپ آکواریوم (مدل Royal U-9900) بـه کـاربرده شد . برای تنظیم جریان ورودی به راکتـور نیـز از دومخزن 10 لیتری استفاده گردید. برای راه انـدازی راکتورهـا به هر کدام از آن ها 2 لیتر لجن اضافه شد. (لجـن تزریـقشده از واحد برگشت لجن تصفیه خانه فاضلاب شهرکیصرب قائم شهر برداشـته شـد). میـزان غلظـت جامـداتمعلق مایع مخلوط (MLSS) لجن تزریقـی حـدود 8000 میلی گرم در لیتر بود . برای تغذیه روزانه این راکتورهـا ازفاضـلاب صـناعی اسـتفاده شـد. ویژگـی و ترکیـب ایـن فاضلاب در جداول شماره  1و2 ارائه شده اسـت. سـیکلزمانی و ویژگـی سیـستمSBR  مـورد اسـتفاده مطـابق بـاجــداول شــماره 3 و 4 بــود. پــس از ســازگاری زیــستی سیستم به یکی از راکتورها، ابتـدا رنـگ راکتیـو یلـو3 وسپس رنگ دیسپرس یلو3 تزریق شد. رنگ هـای تزریـقشده از پرکاربردترین رنگ های مورد استفاده در صـنایعنساجی بودند  که مشخصات  آن ها در  جداول شماره 5 و 6 آورده شده است. جهت درست نمودن محلول رنـگ بـاغلظت موردنظر بر اساس درصد خلوص رنگ و دانـسیتهآن و حجــم محلــول داخــل رآکتــور عمــل مـ ـیشــد.

اندازه گیری این رنگ ها توسط دسـتگاه اسـپکتوفتومتری(visible Hatch DR2800) انجــام شــد و طــول مــوجمـاکزیمم بـرای رنـگ راکتیـو یلـو 393 نـانومتر و بـرای دیــسپرس یلــو3   412 نــانومتر بــود. کلیــه آزمایــشات و ساخت محلول های استاندارد رنگ جهت درجهبندی بـراساس رهنمودهای کتاب          روشهای استاندارد آزمایشاتآب و فاضلاب (استاندارد متـد) انجـام شـد(32). در ایـنمطالعه پس از اندازه گیری حذف رنگ در راکتور SBR به آن کربن فعال گرانولی اضافه شد و کارایی سیستم در

 

 

 

راکتیو یلو 3 (RY3) نام شیمیایی
راکتیو کلاس
  13254 شاخص رنگ (CI) *
  592/992 وزن مولکولیg/Mol) )
                    393                                  طول موج ماکزیمم (nm) **

ساختار شیمیایی

میزان پارامترها
  (3/4-3/8) 3/8  (DO) (mg/l) اکسیژن محلول
  7/8   pH
  (20-22)21   (°C) دما
  (2400-2650) 2500   (mg/l) MLSS
  (119-142) 130 شاخص حجمی لجن (SVI)
63/0 درصد غلظت لجن (درصد)
      (9/2-15) 13 سرعت ویژه جذب اکسیژن (SOUR) (گرم اکسیژن در ساعت به ازای یک گرم MLSS)
  10 سن لجن (روز)
  0/384 نسبت غذا به میکروارگانیزم (F/M)

این حالت نیـز مـورد بررسـی قـرار گرفـت. کـربن فعـال                                                                                                                      جدول شماره 5 : ویژگی های رنگ راکتیو3  گرانولی به کار رفته در ایـن پـژوهش دارای سـایز 5/2 ، ساخت شرکتMerck  آلمان اسـتفاده شـد. حـذف ایـنرنگ ها در زمان ماندهای مختلـف (2، 4، 6، 8، 10، 12، 14و 24 ساعت) مورد بررسی قرارگرفت.

 

جدول شماره 1 : ویژگی فاضلاب صناعی مورد استفاده

 

 

است. طبـق نمـودار شـماره 2 بـا افـزایش زمـان واکـنش

سیستمSBR  زیاد بالا نبود و در بهتـرین حالـت در زمـانواکنش 24 ساعت بازده حذف 58 درصد شد، و با زمانواکنش 12 ساعته (بازده 56 درصد ) به دست آمد کـه ازلحاظ آمـاری تفـاوت بـازده  حـذف رنـگ در دو زمـانواکنش 12 و 24 ساعته  معنیدار نبـوده اسـت(05/0<α).

بازده حذف رنگ دیسپرس یلو3 بالاتر از راکتیو یلـو3 وبه لحاظ آماری دارای تفـاوت معنـی دار بـود(05/0>α).

 

بیشترین بازده حذف رنگ دیـسپرس یلـو3 در زمـان 24 ساعت بود که بـازده  حـذف 85 درصـد بـه دسـت آمـد.

میزان حذفCOD  نیز در این سیستم مورد ارزیابی قـرارگرفـت کـه کـارایی بـسیار بـا لا بـود. COD ورودی بـه سیستم در حدود 1800 میلی گرم در لیتر بود. بـا افـزایشزمــان واکــنش هــوازی بــازده حــذف COD افــزایش می یافت. شدت این افزایش تا زمـان واکـنش 10 سـاعتهبالا بود ولی از 10 ساعت به بعد نمـودار بـه سـمت ثابـتشدن تمایل پیدا می کـرد  (نمـودار  شـماره  3). در شـرایط

بهینه بازده حذفCOD  توسـطSBR  در زمـان واکـنش14 ساعت به 98 درصد رسید. در مرحله بعـد بـه سیـستمSBR مورد مطالعه کربن فعال گرانولی اضافه شد و بازده حذف رنگ های راکتیو یلو3 و دیـسپرس یلـو3، در ایـنشرایط ارزیابی شد. در این شرایط نیـز بـا افـزایش زمـانواکنش هوازی بـازده  حـذف رنـگ بیـشتر شـد، بـا ایـنتفاوت که بـازده  حـذف بیـشتر از زمـانی بـود کـهSBR  بدون کربن فعـال گرانـولی راه انـدازی مـی شـد . بـه ایـنسیستم ترکیبیGAC-SBR  گفته می شود. غلظت کـربنفعال گرانولی اضافه شده یک گـرم در لیتـر بـود. میـزانحذف رنگ های دیسپرس یلو3 و راکتیو یلو3 در سیستم GAC-SBR در نمودار شماره 4 نـشان داده شـده اسـت.

همان طور کـه ملاحظـه مـی شـو د بیـشترین بـازده  حـذفرنگ راکتیو یلو3 در این سیستم (با غلظت رنگ ورودی 100 میلی گرم در لیتر) در زمـان 24 سـاعته (72 درصـد) بود. البته در زمان واکنش 16 ساعته نیز تقریباً ایـن بـازده  به دست آمد. بازده این سیستم برای رنگ دیـسپرس یلـو 3 هم بازده حذف با اضافه کردن کربن فعـال بیـشتر شـدبه طوری که در بیشترین بازده خود توانست 91 درصد آن را حذف کنـد. بـازده  حـذفCOD  نیـز در ایـن سیـستممورد بررسی قرار گرفت که بازده حذف بسیار بالا بـود. بازده حذفCOD  در ایـن سیـستم در نمـودار  شـماره 5 نشان داده شده است. همان طورکه مـشاهده     مـیشـود درزمان واکنش هـای پـایین بـازده  حـذفCOD  نـسبت بـهسیستمSBR  بـالاتر، ولـی در زمـان  واکـنشهـای بـالاترتفاوت آماری  معنیداری مشاهده  نمیشد.

y = 14.079ln(x) + 44.365 y = 11.427ln(x) + 25.94

R² = 0.9656                   R² = 0.9417

100 90

80

70

60                                                                                         Disperse Removal

50

40                                                                                         Reactive Removal

30

20

10

0

0    2    4    6    8   10  12  14  16  18  20  22  24  26

Time

  نمودار شماره 1 : بازده حـذف رنـگهـای راکتیـو یلـو3 و دیـسپرس

یلو3 با افزایش زمان درسیستم SBR

y = 20.63ln(x) + 47.70

120                                           R² = 0.965

100

80

60

40

20

0

0           2           4           6           8          10         12         14         16

Time

  نمودار شماره 2 :              بازده حذفCOD درسیستمSBR با افزایش زمان واکنش 

y = 13.25ln(x) + 53.2                         y = 10.88ln(x) + 42.29

R² = 0.942                                              R² = 0.911

100 90

80

70

60                       Removal Disperse 50               Removal Reactive

40

30

20

10

0

0            5           10 Time 15          20         25          30

  نمودار شماره 3 : بازده حذف  رنـگهـای راکتیـو یلـو3 و دیـسپرسیلو3 با افزایش زمان درسیستم GAC-SBR 

نمودار شماره 4 : بازده حذفCOD  در سیستمGAC-SBR  با افزایش  زمان واکنش

 

بحث

سیستمSBR  یک سیستم ساده و انعطاف پذیر اسـتکه بدون نیاز به حوض ته نشینی کل واکـنش هـا در یـکراکتور انجام میشود و بـه وفـور بـرای تـصفیه فاضـلابصــنایع بــه کــار م ی رود. ایــن سیــستم قـادر بــه حــذفآلاینده های مختلف فاضلاب از جمله مواد آلی، رنگ وترکیبات کلرینه است(28). هزینه           راهاندازی و به         ـرهبـرداری  سیستم هایSBR  برابر با 40 درصد از هزینـه هـایی اسـتکه صرف لجن فعال میشود. همچنـین سیـستمSBR  بـهزمان مطابقت کمتری نسبت بـه سیـستم لجـن فعـال نیـازدارد یعنـی میکروارگـانیزم هـا در ایـن سیـستم زودتـر بـا شرایط سازگار میشوند(24). با مشاهده نمودار هـای 2 تـا5 می توان زمان مناسب برای عملکرد سیـستم هـایSBR  وGAC-SBR  را تعیین کرد. بـا تامـل در ایـن نمودارهـامی توان تشخیص داد که در زمان های بیشتر از 12 ساعت نمودار به سمت ثابت شدن گرایش پیدا می کند. کمتر از5 درصد از حذف رنگ راکتیو یلـو 3 و دیـسپرس یلـو3 در زمان های بیش از 12 سـاعته اتفـاق مـی افتـد . البتـه درمطالعات دیگر هم کاهش شـدت حـذف      آلاینـدههـاییمثل رنگ با گذشت زمان دیده شده است. برای مثال در مطالعه ای که آقای لورنک و همکاران بـر حـذف رنـگپساب نساجی انجام دادند بـه ایـن نتیجـه رسـیدند کـه بـاگذشت زمان شدت کاهش رنگ کاهش یافته و به مرورزمان ثابت می شود(37). توجـه بـه نمودارهـای فـوق ایـنمطلب را می رساند که کارایی سیستمSBR  برای حـذفرنــگ دیــسپرس یلــو بهتــر از  رنــگ راکتیــو یلــو بــود؛به طوری که بازده حذف رنگ دیسپرس یلو3 تقریبـاً 5/1 برابر راکتیو یلو3 بود.

در این سیستم در          لحظههـای ورود مـواد غـذایی بـهسیستم به علت فراوانی سوبسترا و مهیا بودن شرایط رشدمیکروارگانیزم ها به سرعت رشد کرده و مـواد غـذایی رامصرف مـی کننـد . لـذا در 2 سـاعت اول واکـنش بـازده  حـذفCOD  بـسیار بـالا (بـالای 60 درصـد ) بـوده و بـهتدریج با گذشت زمان که مواد غذایی مصرف        میشـوندروند افزایش بـازده  حـذف کمتـر مـی شـود . در کـل درسیــستم SBR مــورد مطالعــه بــازده حــذف COD در بیشترین حالت خود 98 درصد، به طوری که COD پساب خروجــی بــه 54 میلـ ـیگــرم در لیتــر رســید و از لحــاظاسـتاندارهای زیـست محیطـی بـرای تخلیـه در        آبهـای سـطحی مناسـب بـود(33). بـا مـشاهده نمودارهـای فـوق نتیجـه گیـری مـی شـود کـه در ایـن سیـستم SBR مـورد استفاده بهترین زمان واکنش، 10 سـاعت اسـت زیـرا دراین زمـان حـذفCOD  و رنـگ بهینـه اسـت. بـا مقـدارCOD ورودی که داشتیم (1800) حداقل زمان مورد نیازبرای حذف بهینه آن 10 ساعت بود. طبـق اسـتانداردهایسازمان حفاظت محیط زیـست ایـران (جـدول  شـماره7) مقــدار COD مجــاز بــرای تخلیــه پــساب خروجــیتصفیه خانه های فاضلاب به آب های سـطحی برابـر بـا 60 میلی گرم در لیتر است . لذا در زمان 10 ساعت کـه بـازده  حذفCOD  98 درصد اسـت و نیـز بـا توجـه بـهCOD  ورودی (1800میلی گرم در لیتر) ایـن اسـتاندارد رعایـتمی شود. 54=1746- 1800      1746 = 97 % × 1800

اضافه کردن کربن فعـال گرانـولی بـه سیـستمSBR  باعث افزایش بازده حذف رنگ راکتیو یلـو 3 تـا سـقف14 درصد شد، همچنـین  بـازده حـذف رنـگ دیـسپرس

یلـو 3 را نیـز تـا 9 درصـد بـالا بـرد . کـارایی کـربن فعـالگرانولی به تنهایی در حذف رنگ های دیسپرس یلـو3 وراکتیو یلو 3 پایین است و کاربرد این جـاذب در سیـستمSBR بــرای مــواقعی کــه درصــدهای بــالایی از حــذفآلاینده ها مورد نیـاز باشـد بـسیار مناسـب اسـت. در ایـنمطالعه برای متغیرهای مختلف غلظت رنگ ورودی 100 میلی گرم در لیتر را انتخاب شد. دلیل اصلی انتخـاب ایـنپارامتر این بود کـه غلظـت رنـگ خروجـی از کارخانـهنـساجی مازنـدران تقریبـاً در ایـن محـدوده  بـود. بـدین ترتیب که در این کارخانه به ازای هربار رنگـرزی بـرایهر 3 کیل وگرم رنگ خالص 20 متر  مکعب آب مـصرفمی شد. با توجه به میزان رنگ خروجی از فرآیند نساجیدر بدترین شرایط غلطت رنگ خروجی در حـدود 100 میلی گرم در لیتر می شود(4-1، 25). در این مطالعه با توجهبه زمان واکنش های ًنسبتا پایین نسبت به مطالعـات دیگـربازده حذفCOD  بسیار بالا و بازده حذف رنگ نیـز تـاحـدودی رضـایت بخـش بـود. در مطالعـه ای کـه آقـای علیزاده و همکارانش از فرآیند ترکیبی کربن فعال پـودری و لجن فعال استفاده کردند بازده حـذفCOD  و رنـگدر زمان واکنش های 12 تا 56 ساعته به ترتیـب 96 و 92 درصد بود . البته در زمانی که لجن فعال بدون کربن فعالاستفاده شد بازده حذفCOD  و رنـگ بـه ترتیـب 90 و88 درصد بود . یعنی در کل بازده حـذفCOD  در ایـنسیستم در مقایسه با سیستم مورد اسـتفاده مطالعـه حاضـر پایین تر، ولی بازده حذف رنگ بالاتر بود(31).

در حالت کلی سیستمSBR  مورد مطالعـه مـا بـرایحذفCOD  دارای بازده بسیار بالایی نسبت به کارهـایانجــام شــده بــود . میــزان حــذف COD در SBR مــورد استفاده با واکنش هوازی در بالاترین حالت خـود بـالای98 درصد بود درحالی که دکتر تکدستان و همکـاران دربیشترین حالت به باده 95 درصد (33) ونکاتا و همکـارانبــه 92 درصــد(34) اوذر و همکــاران بــه 95 درصــد(35) لورنک و همکاران به 80 درصد(36) رسیدند.

با نگرشی کلی بر یافته هـای ایـن پـژوهش مـی تـواندریافــت کــه کــارایی سیــستمSBR  در حــذف رنــگدیسپرس یلو 3 بالا بوده و قابل استفاده عملی در کارخانهنساجی مازندران می باشد. لذا پیشنهاد        میگردد بـا توجـهبه معیوب بودن سیـستم تـصفیه فاضـلاب ایـن کارخانـه،بهطور عملـی فرآینـدSBR  جهـت تـصفیه فاضـلاب آنمورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد چنین سیستمی در صـنایع نـساجی بـا رنـگپساب خروجی نسبتاً پایین مناسب است. در نهایت به ایننتیجه می رسیم که این سیستم جهت تصفیه پساب صنایعنساجی با غلظت رنگ خروجی پایین وCOD  بالا بـسیارمناسب و ایده آل می باشد.

 

from water treatment coagulation process. J of health and environment 2009; 3: 93-102.

.4 Mezohegyi G, et al. Innovative Reactor Design for anaerobic decolorization of azo dyes in 10thinternational conference on environmental science and technology 2007. Kos Island.

.5 Hoseinian SM. Municipal and industrial wastewater treatment, Shar Ab Publisher, Tehran, 2002.

.6 Banat F, Al-AshehS., Al-Rawashdeh MM, Nusair M. Microwave- and acid-treated bentonite as adsorbents of methylene blue

 

References

.1 Dalvand A, Gholami M, Joneidi A, Mahmoodi NM. Investigation of Electrochemical Coagulation Process Efficiency for Removal of Reactive Red 198 from Colored

Wastewater. Journal of Color Science and Technology 2009; 3: 97-105.

.2 Pandey A, Singh P, Iyengar L. View Bacterial decolorization and degradation of azo dyes. International Biodeterioration & Biodegradation 2007; 59: 73-84.

.3 Asilian H, Mosavi GH, Mahmoudi M. Decolorization of Azo reactive 198 red dye from liquid solution by sludge absorption Tehran, 2003.

.71 Nigam P, Banat I, Singh D, Marchant R. Microbial process for the decolorization of textil effluent containing Azo, Diazo and Reactive Dyes. Process Biochemistry 1996; 31(5): 435-442.

.81 Szpyrkowicz L, Juzzolino C, Kaul SN. A comparative study on oxidation of disperse dyes by electrochemical process, ozone, hypochlorite and fenton reagent. Water Research 2001; 35(9): 2129-2136.

.91 Minke R, Rott U. Investigation on the anaerobic pretreatment of a coloured textile wastewater. Wasser-Abwasser 2002. 143.

.02 Sponza D.T, Is¸ık M. Toxicity and intermediates of C.I. Direct Red 28 dye through sequential anaerobic/aerobic treatment. Process Biochemistry, 2005. 40.

.12 Rajaguru P, Kalaiselvi M, Palanivel M, Subburam V. Biodegration of azo dyes in a sequential anaerobic-airobic system. Microbial Biotechnology, 2000. 54.

.22 Kapdan I, Kargi F, McMullan G, Marchant R. Comparison of white-rot fungi cultures for decolorization of textile dyestuffs. Bioprocess Engineering, 2000. 22.

.32 Kargi F, Uygur A. Hydraulic residence time effects in biological nutrient removal using five-step sequencing batch reactor. Enzyme and Microbial Technology, 2004. 35.

.42 Mohan SV, Rao NC. Treatment of complex chemical wastewater in a sequencing batch reactor (SBR) with an aerobic suspended growth configuration. Process Biochemistry, 2005. 40.

.52 Mohan SV, Chandrasekhara N. Simulated acid azo dye (Acid black 210) wastewater treatment by periodic discontinuous batch mode operation under anoxic-aerobic-anoxic microenvironment conditions. ecological  from a simulated dye wastewater. Bull Engineering Geology Environment, 2008. 66.

.7 Meric S, Selcuk H, Belgiorno V. Acute toxicity removal in textile finishing wastewater by Fenton’s oxidation, ozone and coagulation– flocculation processes. Water Research, 2005. 39.

.8 Sye W. Applications of chitosan beads and porous crab shell powder combined with solid-phase microextraction for detection and the removal of colour from textile wastewater. Carbohydrate Polymers, 2008. 72.

.9 Kang S. Oxidation and Coagulation of Textile Wastewater by the Fenton Process.

Chemosphere, 2002. 46.

.01 Kim TH, Park C, Shin EB, Kim S.

Decolorization of disperse and reactive dyes by continuous electrocoagulation process. Desalination, 2002; 150: 165-175.

.11 Behdani Z. A survey on the decolorization of textile Disperse Dye in biological reactor with added inorganic materials, Mazandaran University of Medical Sciences, 2004.

.21 LING LC. TREATMENT OF A REACTIVE DYE, A DISPERSE DYE, AND THEIR MIXTURES USING H2O2/pyridine/Cu(II) SYSTEM. 2009.

.31 Prigione V, Varese GC, Casieri L, Marchisio VF. Biosorption of simulated dyed effluents by inactivated fungal biomasses. Bioresource Technology 2008; 99: 3559-3567.

.41 HSE, Control of substances hazardous to health, ed. 4. 2002.

.51 Dehghani MH. Application of SCR Technology for Degradation of Reactive Yellow Dye in Aqueous Solution. Water Quality Research, 2008. 43(2/3): 1-10.

.61 Amirbeigi H. Fundamental of Water sanitary and treatment, Andisheh Rafie Publisher,

 

.23 Farzadkia M. Application of High Rate Stabilization Ponds for Treatment of Kermanshah City Slaughterhouse, Journal of Water & Wastewater, 2005(Issue 51): 10-16.

.33 Takdastan A, Khani MR, Pouramini N, Pazouki M. Sequencing batch reactor (SBR) in wastewater treatment in different operational conditions. In proceeding of 10th National congress on environmental health, 2007.

.43 Mohan SV, Rao NC, Sarma N. simulated acid azo dye wastewater treatment using suspended growth configured sequencing batch reactor (sbr) under anoxic-aerobic-anoxic microenvironment. Applied ecology and environmental research, 2009. 7(1): 25-34.

.53 Cinar O, Yasara S, Kertmena M, Demirozb K, OzguYigit N, Kitis M. Effect of cycle ratio on biodegradation of azo dye in sequencing batch reactor. Journal of Biotechnology 2008. 136: 460-495.

.63 Lourenc N, Novais JM, Pinheiro HM. Effect of some operational parameters on textile dye biodegradation in a sequential batch reactor. Journal of Biotechnology, 2001. 89: 163-174. engineering 2007. 3.

.62 Ong SA, Toorisaka E, Hirata M. Treatment of azo dye Orange II in aerobic and anaerobic- SBR systems. Process Biochemistry, 2005. 40.

.72 Keharia      H,     Patel     H,     Madamwar      D.

Decolorization screening of synthetic dyes by anaerobic methanogenic sludge using a batch decolorization assay. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 2004. 20.

.82 Sirianuntapiboon S, Chairattanawan K. Some properties of a sequencing batch reactor system for removal of vat dyes. Bioresource Technology, 2006. 97.

.92 Panswad T, Techovanich A, Anotai J. Comparison of dye wastewater treatment by normal and anoxic+anaerobic/aerobic SBR activated sludge processes. Water Science and Technology 2001; 43(2): 355-362.

.03 Chu H. Reous of actived sludge Biomass. Reous Biochemistry, 2002; 37: 595-600.

.13 Association APH, A.W.W. Association, and W.E. Federation, Standard Method for the examination of water & wastewater, ed. 21st. 2005, Washington: American Public Health Association.

 

 

 

 

[1] . Granular Activated Carbon (GAC)

[2] . Batch

متن کامل در سایت sabzfile.com