تصفیه شیرابه زباله با استفاده از غشای نانو ساختار پلیمری در فرآیند اسمز مستقیم بیوراکتور جذبی-غشایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

شیرابه زباله نوعی فاضلاب قوی است که آلودگی ناشی از آن در سراسر جهان به عنوان یکی از مهم ترین معضلات زیست محیطی مطرح است. در این پژوهش ابتدا به منظور کاهش بار آلی شیرابه از فرآیند انعقاد شیمیایی به‌وسیله مواد منعقد‌کننده از جمله سولفات آلومینیوم و پلی‌آلومینیوم کلراید استفاده شد و محدوده بهینه pH و غلظت بهینه ماده منعقد‌کننده بررسی شد. سپس برای تصفیه شیرابه زباله از فرآیند بیولوژیکی لجن‌فعال استفاده شد و در پایان برای جداسازی شیرابه تصفیه شده از بیوراکتور هوازی از فرایند غشایی FO-MBR استفاده شد و همچنین تأثیر جاذب کربن‌فعال در این فرایند مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به‌دست آمده، با استفاده از مواد منعقدکننده( غلظت بهینه g/l 1 و 8=pH) میزان COD شیرابه بعد از فرایند پیش تصفیه %48 کاهش یافت. سپس با استفاده از فرایند هوازی لجن‌فعال تحت شرایط بهینه هوادهی و نسبت "gCOD" ⁄"MLSS.d" 312/0=F/M و زمان ماند هیدرولیکی 24 ساعت میزان حذف COD به %5/28 رسید. در بخش آخر با استفاده از غشای سنتز شده سلولزی در غالب ماژول قاب و صفحه و به صورت مستغرق‌ در درون بیوراکتور هوازی فرایند FO-MBR مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور بهبود عملکرد این فرایند از جاذب کربن‌فعال با غلظت g/l 2 استفاده شد که این امر موجب بهبود عملکرد سیستم تصفیه شیرابه زباله گردید به گونه‌ای که میزان حذف COD از %74 به %89 افزایش یافت و همچنین میزان تغیرات غلظت MLSS در طول فرایند 4 روزه FO-MBR در مقایسه با حالت عدم وجود جاذب %24 افزایش داشت.

کلیدواژه‌ها


[1] Bazrafshan E, Kord Mostafapoor F. Survey of medical waste characterization and management in Iran: a case study of Sistan and Baluchestan Province. Waste Manag Res. 2011; 29(4): 442-450.
[2] Zazouli MA, Yousefi Z, Eslami A, Bagheri Ardebilian M. Municipal solid waste landfill leachate treatment by Fenton, photo-Fenton and Fenton-like processes: Effect of some variables. Iranian J Environ Health Sci Eng. 2012; 9(1):3.
[3] F, Moulin P. Landfill leachate treatment: review and opportunity. J Hazard Mater. 2008; 150(3): 468-493 xidation processes. Chemosphere. 2004; 54(7): 997-1003.
[4] Oman CB, Junestedt C. Chemical characterization of landfill leachates-400 parameters and compounds. Waste Manag. 2008; 28(10): 1876-1891.
[5] Yousefi Z, Zazouli M, Mohammad R, Ghorbanian Aleh Abad M. The Effect of anaerobic baffled reactor modified by anaerobic filter (ABR-AF) on solid waste leachate treatment. J Mazandaran Univ Med Sci. 2011; 21(89):27-36.
[6] Alvarez-Vazquez H, Jefferson B, Judd SJ. Membrane bioreactors vs conventional biological treatment of landfill leachate: a brief review. J Chem Technol Biotechnol. 2004; 79(10):1043-1049.
[7] Jamali HA, Ghahramani E, Abouee E, Sadeghi Sh. Evaluation of Poly Aluminium Chloride efficiency in removal COD, TSS, color and turbidity of wastes landfill leachate in Qazvin city in 2011. Journal of North Khorasan University of Medical Sciences. 2014; 6(3):581-589.
[8] Rivas FJ, Beltran F, Carvalho F, Acedo B, Gimeno O. Stablized leachate: sequential coagulation–flocculation + chemical oxidation process. J Hazard Mater. 2004; 116(1-2): 95-102.
[9] A comparison between Moringa oleifera and chemical coagulantsin the purification of drinking water – An alternative sustainable solution for developing countries M. Pritchard ,T. Craven, T. Mkandawire, A.S. Edmondson a, J.G. O’Neill , Physics and Chemistry of the Earth. 2010; 35: 798–805
[10] YingDong ZhiweiWang ChaoweiZhu QiaoyingWang JixuTang ZhichaoWua A forward osmosis membrane system for the post-treatment of MBR-treated landfill leachate, Journal of Membrane Science, 2015.
[11] Murat Eyvaz, Taha Aslan, Serkan Arslan, Ebubekir Yüksel & İsmail Koyuncu , Recent developments in forward osmosis membrane bioreactors: a comprehensive review,2016.
[12] J.S. Zhang, W.L.C. Loong, S.R. Chou, C.Y. Tang, R. Wang, A.G. Fane, Membrane biofouling and scaling in forward osmosis membrane bioreactor, J. Membr. Sci. 2016; 403: 8–14.
[13] W.J. Yap, J.S. Zhang, W.C.L. Lay, B. Cao, A.G. Fane, Y. Liu, State of the art of osmotic membrane bioreactors for water reclamation, Bioresour. Technol. 2016; 122: 217–222.
[14] Elizabeth A. Bell , Ryan W. Holloway, and Tzahi Y. Cath , Evaluation of forward osmosis membrane performance and fouling durin long-term osmotic membrane bioreactor study,(2016).
[15] S. Judd, The MBR book: principles and applications of membrane bioreactors for water and wastewater treatment, Elsevier, 2010, 0080967671.
[16] Eaton, A., L. S. Clesceri, et al. APHA (2005) Standard methods for the examination of water and wastewater, 21st edn. American Public Health Association, Washington, DC
[17] Maleki A, Zazouli M A, Izanloo H Rezaee R. Composting plant leachate treatment by coagulation flocculation process. American Eurasian J. Agric. Environ. Sci. 2009; 5:638-43
[18] Tatsi AA, Zouboulis AI, Matis KA, Samaras P. Coagulation flocculation pretreatment of sanitary landfill leachates. Chemosphere. 2003; 53: 737–44.
[19] Nguyen TPN, Yun E-T, Kim I-C, Kwon Y-N. Preparation of cellulose triacetate/cellulose acetate (CTA/CA)-based membranes for forward osmosis. Journal of Membrane Science. 2013; 433:49-59.
[20] Zoheir Dabaghian, Ahmad Rahimpour, Mohsen Jahanshahi, Highly porous cellulosic nanocomposite membranes with enhanced performance for forward osmosis desalination, Desalination. 2016; 381: 117–125
[21] Ong RC, Chung T-S. Fabrication and positron annihilation spectroscopy (PAS) characterization of cellulose triacetate membranes for forward osmosis. Journal of Membrane Science 2012
[22] Benefield, L.D., (1984), process chemistry for water and wastewater treatment, Prentic - Hall Inc., New Jercy,