تصفیه بیولوژیکی ترکیبات بی‌فنیل پلی‌کلرینه شده با استفاده از بیوراکتور غشایی پر و خالی شونده متوالی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد

2 دانشیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد

3 دانشیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

4 کارشناس کارخانه ذوب آهن اصفهان

چکیده

بی‌فنیل‌های پلی‌کلرینه آلاینده‌های زنوبیوتیک هستند که عموماً به‌عنوان PCBs شناخته می‌شوند. ترکیبات PCBs قادرند به‌طرق مختلف وارد زنجیره غذایی موجودات زنده شده و در بافت چربی آنان تجمع یابند. بنابراین قبل از راهیابی آنها به ‌محیط، ضروری است به‌طور جدی بر روی روشهای حذف و یا کاهش این‌گونه ترکیبات پر خطر تمرکز نمود. هدف ازاین مطالعه بررسی نحوه تصفیه بیولوژیکی آبهای آلوده به ترکیبات PCBs با استفاده از راکتور بیوفیلم هوازی ناپیوسته متوالی((SBBR بود. از دو ترکیب اسیداستیک و استن به‌عنوان حلال PCBs استفاده شد. بارگذاری راکتورها در محدوده COD معادل g/l-d 0/75-0/04 (حداکثر غلظت PCBs معادل 0/7 میلی‌گرم در لیتر) انتخاب شد. درسیستم SBBR ، فازهای تغذیه، واکنش، ته‌نشینی و تخلیه به‌طور کامل اجرا شد. درصد حذف COD و PCBs در هر مرحله مورد بررسی قرار گرفت. در راکتور حاوی حلال استن بیشترین میزان حذف COD که در بارگذاری g COD/l-d 0/4-0/2 رخ داد برابر با 85 درصد بود. در راکتور دارای حلال اسیداستیک بیشترین میزان حذف در بارگذاری g COD/l-d 0/56 به‌دست آمد که برابر با 95 درصد بود. میزان حذف PCBs ، در مدت زمان 240 روز پس از راه‌اندازی راکتورها به بیشترین میزان خود یعنی 99 درصد رسید. نتایج این مطالعه نشان داد که با استفاده از فرایندهای بیولوژیکی نظیر SBR می‌توان آلاینده‌های آلی مقاوم به تجزیه بیولوژیکی که از طریق برخی فاضلابها به محیط راه می‌یابند را حذف و یا در حد قابل قبولی کاهش داد. همچنین نتایج نشان داد که حذف آروکلورهای سنگین‌تر ترکیبات PCBs با استفاده از فرایندهای بیولوژیکی هوازی به زمان زیادی نیاز دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Biological Treatment of Polychlorinate Biphenyls Using Sequencing Batch Biofilm Reactor

نویسندگان [English]

  • Fahimeh Teimouri 1
  • Mehraban Sadeghi 2
  • Mahnaz Nikaeen 3
  • Mohammad Mehdi Amin 3
  • Reza Molaei 4
1 M. Sc. of Environmental Health, Dept. of Environmental Health Eng., Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord
2 Assoc. Prof., Faculty of Public Health, Shahrekord University of Medical Sciences
3 Assoc. Prof., Faculty of Public Health, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan
4 Expert of Zob Ahan Industry of Isfahan
چکیده [English]

Polychlorinated Biphenyls are xenobiotic pollutants, commonly known as PCBs. PCBs could enter the food chain of biological organisms and accumulate in their fatty tissues. Thus, before the discharge of PCBs compounds in the environment, it is necessary to focus on processes and techniques for its removal at their sources. The objective of this research was to investigate the biodegradability of PCBs compounds by Sequencing Batch Biofilm Reactors (SBBR). Acetone and acetic acid were used as solvent in two separate reactors. Organic loading rates (OLRs) were from 0.04 to 0.75 g COD/l-d (maximum concentration of PCBs =0.7 mg/L). The SBBR was operated with four phases including fill, react (aeration), settle (sedimentation/clarification), and draw( decant) during different loading rates. The efficiency of COD and PCBs removal were evaluated. Maximum removal efficiencies of COD was 85% occurred in 0.2- 0.4 g /l-d in the reactor 1(solvent acetone). Also, in reactor 2 (solvent acetic acid) maximum removal rates were recorded as% in OLR of 0.56g COD/ld. The maximum removal efficiency of PCBs was observed at 240 days after start-up of both reactors and was 99%. The results of this research showed that the concentration of priority organic pollutants can be decreased by using biological processes such as SBBR. This study can also indicated that biodegradation of high weight compounds by aerobic bioreactors is a time consuming processes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polychlorinated Biphenyls
  • Biological Treatment
  • Sequencing Batch Biofilm Reactor
1- Mondello, F. J. (2002). Microbial bioremediation of polychlorinated biphenyls, Applicability to the Former

GE Canada Manufacturing Facility Located in Guelph., Ontario.

2- Borazjani, H., and Wiltcher, D. D. (2005). “Bio remediation of Polychlorinated Biphenyls and petroleum contaminated soil.” <http//fwrc.msstate.edu/pubs/bioremediation.pdf>, (Jun. 2008 ).

3- WHO. (1993). Polychlorinated biphenyls and triphenyls, Environmental Health Creteria (EHC), USA.

4- Wagner, D., Bennasar, A., Strompl, C., Brummer, I., Eichner, C., Grammel, I., and Moore, E.R.B. (1998). “Microcosm enrichment of biphenyl-degrading microbial communities from soils and sediments.” <http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=2432415>, ( Jun. 2008 ).

5- Abraham, W. R., Nogales, B., Golyshin, P. N., Pieper, D., and Timmis, K. N. (2002). “Polychlorinated biphenyl-degrading microbial communities in soils and sediments.” <

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12057677>, ( Sep 2008 ).

6- Qingzhong, W. U., and Kevin, R.S. (1997). “Microbial reductive dechlorination of aro chlor 1260 in anaerobic slurries of esturine sediments.” <http://aem.asm.org/cgi/reprint/64/3/1052.pdf,> (Sep. 2008 ).

7- Gioia, D. D., Bertin, L., Zanaroli, G., Marchetti, L., and Fava, F. (2006). “Polychlorinated biphenyl degradation in aqueous wastes by employing continuous fixed-bed bioreactors.”

< linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S135951130500437X> (Sep. 2008 ).

8- Tartakovsky, B., Michotte, A., cadieux, J.C.A., Lqu, P.C., Hawari, J., and Guiot, S.R. (2001). “Degradation of aroclor1242 in a single stage coupled anaerobic/ aerobic bioreactor.” Water Research, 35 (18), 4323-4330.

9-Bedard, L.D., Unterman, R. Bopp, L.H., Brennan, M. J., Haberl, M.L., and Johson, C. (1986). “Rapid assay for screening and characterizing microorganisms for the ability to degrade polychlorinated biphenyls.”

< http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC238961/> (Sep. 2008 ).

11- APHA., AWWA., WPCF. (2003). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th Ed., American Public Health Association, Washington, D.C.

10- Bedard, D.L. (1986). “Rapid assay for screening and characterizing microorganisms for the ability to degrade polychlorinated biphenyls.” Applied and Environmental Microbiology, 51(4), 761-768.

12- Zhao, X., and Wang, Y. (2006). “Oil wastewater treatment in biological aerated filter by immobilized microorganism processes.” Biochemistry, 41, 1475-1483.

13- Borja, J., Taleon, D.M., Auresenia, J., and Gallardo, S. (2004). “Polychlorinated biphenyls and their biodegradation.” <linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0032959204003620>, (Sep. 2008 ).