مقایسه کارایی راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) و راکتورهای ناپیوسته متوالی (SBR) در حذف فرمالدئید از فاضلاب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی عمران‐ مهندسی محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس i

2 نویسنده مسئول و دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیطزیست، دانشگاه تربیت مدرس؛

3 استاد گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیطزیست، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

امروزه فرمالدئید در بسیاری از فعالیت­های صنعتی مانند تولید چسب و رزین، کاغذ، دارو و هم­چنین تعدادی از فعالیت­های تجاری- عمومی از قبیل برخی خدمات بیمارستانی، کفن و دفن اموات و تامین بهداشت برخی اماکن عمومی مانند سربازخانه­ها کاربرد دارد. در این تحقیق تصفیه هوازی فرمالدئید در راکتورهای بیوفیلمی با بستر متحرک و ناپیوسته متوالی در محدوده COD ورودی صفر تاmg/L  2500 مقایسه شده است. بر اساس نتایج حاصل، راندمان حذف 100 درصد در CODهای ورودی کمتر از mg/L200 و بیش از 90 درصد در COD­های بین 200 تا 450 میلی­گرم بر لیتر پس از 48 ساعت در هر دو سامانه بدست آمده است. اما بطور کلی سامانه SBR در بهره­برداری سری نسبت به MBBR مناسب­تر بوده است. در این بررسی، برای رسیدن راکتورها به حالت پایدار در COD کمتر از mg/L1500، چهار روز و در COD، 1500 تا mg/L2500 چهار الی شش روز زمان نیاز بود. در بررسی سینتیک واکنش­های بیولوژیکی پایلوت­ها، ضرایب قابل قبولی برای طرح مرتبه دوم استاورکینکانن بدست آمد. هم­چنین در آزمایش CNMR با تبدیل فرمالدئید و اوره ورودی به آمینوکربنیل­آمینومتیل­اوره، مشخص شد که فرمالدئید در دمای معمولی پلیمر تشکیل می­دهد و همه مولکول­های دارای اتم کربن تجزیه       می­شوند. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparing the Efficiency of MBBR and SBR in Treating Wastewater Containing Formaldehyde

نویسندگان [English]

  • Farhad Qaderi Zefrehei 1
  • Bita Ayati 2
  • Hosein Ganjidoust 3
چکیده [English]

Nowadays formaldehyde is used in many industrial activities such as adhesives, resins and paper producing, pharmaceutics, and also a number of general and commercial activities like some hospital services, dead burial and providing the sanitation of some public places like garrisons. In this research aerobic treatment of formaldehyde in MBBR compared with SBR in the influent COD range between 0 to 2500 mg/L. According to the results, SBR under serial operation was better than MBBR. These results showed the removal efficiency of influent CODs less than 200 mg/L was 100% and for CODs between 200 to 450 mg/L was 90% after 48 hours. In this study, it took 4 days in CODs less than 1500 mg/L and 4 to 6 days in CODs between 1500 to 2500 mg/L for reactors to reach steady state condition. In kinetic study, related coefficients followed Stover-Kincannon second order model. 13C-NMR spectroscopy showed that formaldehyde and urea was converted to N-{[(amino-­carbonyl) amino] methyl} urea. It was determined formaldehyde was polymerized in ordinary temperature and all molecules including carbons were degraded.

کلیدواژه‌ها [English]

  • biological
  • aerobic
  • COD
  • kinetic
  • 13C-NMR spectroscopy

مراجع

[1]کاشفیالاصل، مرتضی؛ نیکخواه، پریسا؛ “طراحی و ساخت پایلوت تصفیه بیولوژیکی پساب حاوی فرمالین به روش لجن فعال”، مجله علوم و تکنولوژی محیط . ۵۵ ، تابستان ۱۳۸۲ ‐ زیست، شماره ۱۷ ، صفحات ۴۹
[2]Amato, P.; Demeer, F.; Melaouhi, A.; Fontanella, S.; Martin-Biesse, A.S.; Sancelme, M.; Laj, P.;Delort, A.M.; “A fate for organic acids,formaldehyde and methanol in cloud water: Their biotransformation by micro-organisms”, Journal of Atmospheric Chemistry and Physics Discussions,Vol.7, pp.5253-5276, 2007.
[3]Ayati, B.; Ganjidoust, H.; Mir Fattah, M.; “Degradation of aromatic compounds using moving bed biofilm reactor”, Iranian Journal of
Environmental Health Science & Engineering,Vol.4, No.2, pp.107-112, 2007.
[4]Borghei, S.M., Hosseini, S.H. “The treatment of phenolic wastewater using a moving bed biofilm reactor”, Journal of Process Biochemistry, Vol.39,pp.1177-1181, 2004.
[5]Chen, Y.; Yang S.; Gong Z.; Wang D.; “Study on the Treatment of Formaldehyde Wastewater by Addition Reaction”, International Conference on Challenges in Environmental Science and Computer Engineering (CESCE 2010), Wuhan,China, 2010.
[6]Delnavaz, M.; Ayati, B.; Ganjidoust, H.; “Biodegradation of aromatic compounds using moving bed biofilm reactors”, Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering, Vol.5, No.4, pp.243-250, 2008.
[7]Ge, L.; Xu, M.; Fang, H.; “Photo-catalytic degradation of methyl orange and formaldehyde by Ag/InVO4-TiO2 thin films under visible-light irradiation”, Journal of Molecular Catalysis A:Chemical, Vol. 258, pp. 68-76, 2006.
[8]Greenberg, A.E.; Clescerl, L.S.; Eaton, A.D.; “Standard methods for the examination of water and wastewater”, 20th Edition, American Public Health, APHA/AWWA/WEF Washington. D.C,2005.
[9]Kajitvichyanukul, P.; Chun-Lu, M.; Jamroensan, A.; “Formaldehyde degradation in the presence of methanol by photo-Fenton process”, Journal of Environmental Management, Vol. 86, pp. 545-553,2008.
[10]Kajitvichyanukul, P.; Lu, M.C.; Liao, C.H.; Wirojanagud, W.; Koottatep, T.; “Degradation and detoxification of formalin wastewater by advanced oxidation processes”, Journal of Hazardous Materials; Vol. B135, pp. 337-343, 2006.
[11]Labelle, M.A.; Juteau, P.; Jolicoeur, M.; Villemur, R.; Parent, S.; Comeau, Y.; “Seawater denitrification in a closed mesocosm by a
submerged moving bed biofilm reactor”, Water Research, Vol. 39, pp. 3409-3417, 2005.
[12]Liang, J.; Liu, X.; Zhang, Z.; Wang, Y.; “Kinetics and Reaction Mechanism for Formaldehyde Wastewater Using UV-Fenton
Oxidation”, The 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (ICBBE 2010), Chengdu, China, 2010.
[13]Lotfy, H.R.; Rashed, I.G.; “A method for treating wastewater containing formaldehyde”, Water Research, Vol. 36, pp. 633–637, 2002.
[14]Mahvi, A.H.; “Sequencing batch reactor: a promising technology in wastewater treatment”,Iranian Journal of Environmental Health Science &Engineering, Vol.5, No.2, pp.79-90, 2008.
[15]Moteleb, M.A.; Suidan, M.; Kim, J.; Maloney, S.W.; “Pertubated loading of a formaldehyde waste in an anaerobic granular activated carbon fluidized bed reactor”, Water Research, Vol.36, pp.3775–3785, 2002.
[16]Oliveira, S.V.W.B.; Moraes, E.M.; Adorno, M.A.T.; Varesche, M.B.A.; Foresti, E.; Zaiat, M.;“Formaldehyde degradation in an anaerobic packed-bed bioreactor”, Water Research, Vol. 38,pp. 1685–1694, 2004.
[17]Plattes, M.; Fiorelli, D.; Gille, S.; Girard, C.; Henry, E.; Minette, F.; Nagy, O.O.; Schosseler,P.M.; “Modeling and dynamic simulation of a moving bed bioreactor using respirometry for the estimation of kinetic parameters”, Biochemical Engineering Journal, Vol.33, pp.253-259, 2007.
[18]Pereira, N.S.; Zaiat, M.; “Degradation of formaldehyde in anaerobic sequencing batch biofilm reactor (ASBBR)”, Journal of Hazardous Materials, Vol. 163, pp. 777-782, 2008.
[19]Rusten, B.; Eikebrokk, B.; Ulgenes, Y.; Lygren, E.; “Design and operation of kaldnes moving bed biofilm reactors”, Journal of Aquacultural Engineering, Vol. 34, pp. 322-331, 2006.
[20]Wang, Z.; Wang, W.; Zhang, X.; Zhang, G.; “Digestion of thermally hydrolyzed sewage sludge by anaerobic sequencing batch reactor”, Journal of Hazardous Materials, Vol. 162, pp. 799-803, 2008.
[21]World Health Organization; “Formaldehyde”, Published under the joint sponsorship of United Nations Environment Program, International Labor Organization, and World Health Organization,ISBN 92 4 154289 6, ISSN 0250-863X, 1989.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار