تأثیر بازدارندگی فنل در حذف آمونیاک با فرآیند نیتریفیکاسیون از پساب آلوده به فنل و آمونیاک بالای بخش کک‌سازی کارخانه‌ ذوب آهن اصفهان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد میکروبیولوژی دانشگاه اصفهان‌

2 استاد بخش میکروبیولوژی دانشگاه اصفهان

چکیده

در این تحقیق از فرآیند نیتریفیکاسیون و باکتری‌های اتوتروف غنی شده به منظور حذف آمونیاک از پسابهای صنعتی آلوده به فنل استفاده گردید. این بررسی بر روی پساب ورودی و خروجی بخش کک‌سازی کارخانه ذوب آهن اصفهان صورت گرفت. پساب ورودی حاوی 600 میلی‌گرم بر لیتر آمونیاک و2530 میلی‌گرم بر لیتر فنل و پساب خروجی حاوی 600 میلی‌گرم بر لیتر آمونیاک و 550 میلی‌گرم بر لیتر فنل بود. از محیط‌های مصنوعی نیز به منظور مقایسه میزان حذف آمونیاک در محیط مصنوعی با پساب استفاده شد. در محیط‌های مصنوعی با درصد آمونیاک مشابه پساب و فاقد فنل، حذف در مدت 8 روز صورت پذیرفت. حذف آمونیاک از پساب خروجی به علت کاهش فنل نسبت به پساب ورودی کارآیی بالاتری داشت. در کل بهترین نتیجه مربوط به تیمار پساب خروجی به همراه اتوتروف‌های نیتریفیکاتور و با اثردهی کربنات سدیم بود که حذف کامل آمونیاک در مدت زمان 14 روز انجام شد. از روش MPN نیز به منظور مقایسه‌ تعداد باکتری‌های اکسید کننده آمونیاک استفاده گردید و کشت غنی شده با حضور 103*4/6 سلول در هر میلی لیتر بیشترین تعداد باکتری را شامل بود. نتایج حاصله، نشان دهنده اثر بازدارندگی فنل در فرآیند نیتریفیکاسیون است و روشهای به کار گرفته شده راهکار بسیار مناسبی برای حذف آمونیاک از پسابهای آلوده به درصدهای بالای فنل می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Inhibitory Effect of Phenol on Ammonia Removal by Nitrification of High Ammonia and Phenol Contaminated Coke Wastewater from Isfahan Steel Company (ISCO)

نویسندگان [English]

  • Hossein Ghanavati 1
  • Giti Emtiazi 2
1 Researcher of Microbiology, Isfahan University
2 Professor of Microbiology, Isfahan University
چکیده [English]

 In this study, the nitrification process using enriched ammonia oxidizing bacteria was used for ammonium removal from coke wastewater of Isfahan Steel Company (ISCO). Influent and effluent samples containing ~600 mg l-1 ammonium and 2530-550 mg l-1 phenol were collected. For comparative assessment, ammonia removal was performed on artificial media in which removal of ammonium took a shorter time (8 days) than in the real wastewater. Ammonium removal efficiency from the effluent was higher than that from the influent due to the reduced phenol content in the former. The best result occurred in the treatment composed of effluent, enriched nitrifiers, and bicarbonate for which a record ammonium removal of 14 days was observed. MPN method was used to count and compare colonies of nitrifying bacteria in the samples. The enriched nitrifier sample containing 4.6×103 cell ml-1 was the best. The results show that phenol has inhibitory effects on nitrification. Carbonate ions and enriched nitrifying bacteria have positive effects on ammonium removal in all samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nitrification
  • Ammonia Oxidizing Bacteria
  • Ammonium Removal
  • Inhibitory Effect of Phenol
  • Coke Wastewater
1- Campos, J. M., Fernandez, J. M. G., Mendez, R., and Lema, J. M. (1999). “Nitrification at high ammonia loading rates in an activated sludge unit.” Bioresource Technology, 68, 141-148.

2- Anthonisen, A. C., Loehr, R. C., Prakasan, T. B. S., and Srineth, E. G. (1976). “Inhibition of nitrification by ammonia and nitrous acid.” J. Water Pollut. Control. Fed., 48, 35-52.

3- Strauss, E. A., and Lamberti, G. A. (2000). “Regulation of nitrification in aquatic sediments by organic carbon.” American Society Lim. Ocean., 45, 1854-1859.

4- Hagopian, D. S., and Riley, J. G. (1998). “A closer look at the bacteriology of nitrification.” Aquacultural engineering, 18, 223-244.

 5- Madigan, M. T., Martinko, J. M., and Parker, J. (2000). Brock: biology of microorganisms, Upper Saddle River, 9thEd.,New Jersey, 991.

6- Bollman, A., and Laanbroek, H. J. (2001). “Continuous culture enrichment of ammonia-oxidizing bacteria at low ammonium concentration.” FEMS. Microbiol. Ecol., 37, 211-221.

7- Grommen, R., Hauteghem, I.V., Wambeke, M. V., and Verstraete, W. (2002). “An improved nitrifying enrichment to remove ammonium and nitrite from fresh water aquaria systems.” Aquaculture, 211, 115-124.

8- Aleksieva, Z., Ivanova, D., Godjevargova, T., and Atanasov, B. (2002). “A degradation of some phenol derivatives by Trichosporon cutaneum R57.” Process Biochemistry, 37, 1215-1219.

9- Yamagishi, T., Leite, J., Ueda, S., Yamaguchi, F., and Suwa, Y. (2001). “Simultaneous removal of phenol and ammonia by a activated sludge process with cross flow filtration.” Water. Res., 35, 3089-3096.

10- Komarkova, E., Paca, J., Klapkova, E., Stiborova, M., Soccol, C. R., and Sobotka, M. (2003). “Physiological changes of Candida tropicalis population degrading phenol in fed batch reactor.” Brazilian Archives Boil. Technol., 46, 537-543.

11- Shiemke, A. K., Arp, D. J., and Soto, L. A. S. (2004). “Inhibition of membrane-bound methane monooxygenase and ammonia monooxygenase by diphenyliodonium: implications for electron transfer.” J. Bacteriol., 186, 928-937.

12- Carrera, J., Baeza, J. A., Vicent, T., and Lafuente, J. (2003). “Biological nitrogen removal of high-strength ammonium industrial wastewater with two-sludge system.” Water Res., 37, 4211-4221.

13- Wett, B., and Rauch, W. (2003). “The role of inorganic carbon limitation in biological nitrogen removal of extremely ammonia concentrated wastewater.” Water Res., 37, 1100-1110.

14- Aakra, A., Utaker, J. B., Nes, I.F., and Bakken, L. R. (1999). “An evaluated improvement of the extinction dilution method for isolation of ammonia-oxidizing bacteria.” J. Microbiol. Methods, 39, 23-31.

15- Jiang, Q. Q., and Bakken, L. R. (1999).“Comparison of nitrosospira strains isolated from terrestrial environments.” FEMS. Microbiol. Ecol., 30, 171-186.

16- Greenbery, A. E., Trussell, R. R., and Clesceri, L. S. (1985). Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association, 16th Ed.,WashingtonD.C.

17- Quintana, M. G., Didion, C., and Dalton, H. (1997). “Colorimetric method for a rapid detection of oxygenated aromatic biotransformation products.” Biotech. Techniques, 11, 585-587.

18- Donaldson, J. M., and Henderson, G. S. (1989). “A dilute medium to determine population size of ammonium oxidizers in forest soils.” Soil Sci. Soc. Am., 53, 1608-1611.

19- Oblinger, J. L., and Koburger, J. A. (1975). “Understanding and teaching the most probable number technique.” J. Milk Food Technol., 38, 540-545.

20- Ruiz, G., Jeison, D., and Chamya, R. (2003). “Nitrification with high nitrite accumulation for the treatment of wastewater with high ammonia concentration.” Water Res., 37, 1371-1377.

21- Waston, S. W., Bock, E., Harms, H., Koops, H. P. and Hooper, A.B. (1989). Ammonia-oxidizing bacteria. In: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. (Staley, J. T., Bryant, M. P., Pfenning, N. and Holt, J. G.). Williams and Wilkins,Baltimore, Vol. 3, 1818-1833.

22- Kuai, L., and verstraete, W. (1998). “Ammonium removal by the oxygen-limited autotrophic nitrification-denitrification system.” Appl. Environ. microbiol., 64, 4500-4506.