روش نوین اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از باریکه الکترون‌های پر انرژی برای گندزدایی آب و پساب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد

2 مربی گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد

3 دانشیار دانشکده پزشکی، دانشگاه شهید صدوقی یزد

4 کارشناس میکروبیولوژی، سازمان انرژی اتمی یزد

5 کارشناس دْزیمتری، سازمان انرژی اتمی یزد

6 کارشناس کنترل کیفیت، شرکت آب و فاضلاب شهرستان یزد

چکیده

در این بررسی، استفاده از باریکه الکترونی به عنوان یک روش اکسیداسیون قوی به منظور ضدعفونی کردن آب چاه و پساب معرفی شده است. نمونه‌برداریها به پیشنهاد شرکت آب و فاضلاب استان یزد از چند حلقه چاه در مناطق سنگلاخی یزد و همچنین از ورودی و خروجی تصفیه‌خانه شهر یزد (برکه تثبیت) انجام گرفت. نمونه‌های فوق تحت تابش پرتوهای الکترونی با انرژی 10 مگا الکترون ولت با دُزهایی در محدوده 0/5 تا 5 کیلوگری قرار گرفتند. نمونه‌ها قبل و بعد از پرتودهی در آزمایشگاه میکروبیولوژی مرکز تحقیقات و کاربرد پرتو فرآیند سازمان انرژی اتمی ایران (مرکز یزد) پس از کشت‌های میکروبی مورد آزمونهایی از قبیل شمارش باکتری‌های مزوفیل هوازی، کلیفرم‌ها و اشرشیاکلی با روش MPN قرار گرفتند. بعد از پرتو دهی با باریکه الکترونی و کشت و شمارش مجدد، میزان مقاومت میکروبی نمونه‌ها بر حسب میزان دُز تابشی دریافت شده در مقایسه با نمونه‌های پرتو داده نشده (شاهد)، به دست آمد. میزان چند نمونه باکتری دیگر نیز از جمله شیگلا و سالمونلا قبل و بعد از پرتودهی نمونه‌ها، با روشهای استاندارد اندازه‌گیری شد.  نتایج به دست آمده از پرتودهی نمونه‌های آب و پساب توسط پرتوهای الکترونی در ناحیه دُزهای اشاره شده در فوق نشان داد که 90 درصد اکثر آلودگیهای میکروبی با دریافت دُز تابشی کمتر از 5 کیلوگری از بین می‌روند. لذا استفاده از باریکه الکترونی را می‌توان در زمره یکی از روشهای مؤثر در ضد عفونی کردن پساب قلمداد نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Advanced Oxidation Treatment of Drinking Water and Wastewater Using High-energy Electron Beam Irradiation

نویسندگان [English]

  • Abbas Behjat 1
  • Seyyed Alireza Mozahheb 2
  • Mohammad Bagher Khalili 3
  • Bahram Vakhshoor 4
  • Hassan Zareshaei 5
  • Mahmoud Fallahzadeh 6
1 Associate Professor, Physics Department, Yazd University
2 Member of Faculty, Civil Engineering Department, Azad University, Yazd Branch, Yazd.
3 Associate Professor, Shhid- Sadooghi Medical University, Yazd
4 Lab Technical Staff Member, Yazd Radiation Processing Center, AEOI, Yazd, Iran
5 Dosimeter Technical Staff Member, Yazd Radiation Processing Center, AEOI, Yazd, Iran
6 Quality Control Engineer, Yazd Water and Wastewater Company, Yazd, Iran
چکیده [English]

 Application of electron beam as a strong oxidation method for disinfection of drinking water and wastewater has been investigated. Drinking water samples were prepared from wells in rock zones in Yazd Province. Wastewater samples were collected from Yazd Wastewater Treatment Plant. Samples were irradiated by 10 MeV electron beam accelerator at Yazd Radiation Processing Center. The irradiation dose range varied from 0.5-5 kGy. Biological parameters and microbial agents such as aerobic mesophiles and coliforms including E. coli count before and after irradiation versus irradiation dose were obtained using MPN method. The data obtained from irradiated water and wastewater were compared with un-irradiated (control) samples. The results showed a removal of 90% of all microorganisms at irradiation doses below 5 kGy, suggesting electron beam irradiation as an effective method for disinfection of wastewater. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drinking Water
  • Wastewater
  • Electron beam
  • Microbial Contamination
  • Advanced oxidation
1- Duarte, C.L., et al. (2000). “Application of electron beam irradiation combined to conventional treatment to treat industrial effluents.” Radiation Physics and Chemistry, 57, 513-518.

2- Fang, X., and Wu , J. (1999). “Some remarks on applying radiation technology combined with other methods to the treatment of industrial wastes.” Radiation Physics and Chemistry, 55, 465-468.   

3- Borrely, S.I., Crus, A.C., Del Mastro, N.L., Sampa, M.H.O., and Somessari, E.S. (1998). “Radiation processing of sewage and sludge.” A Review, Progress in Nuclear Energy, 33 (1-2), 3-21.

4- Das, K. (2001). “Ultraviolet disinfection to a wastewater treatment plant.” Clean Prod. Processes, 3, 69-80.

5- Beltran, F.J., Gonzalez, M., and Gonzalez, F.J. (1997).“Industrial wastewater advanced oxidation.” Water Research, 31 (10), 2405-2414.

6- Cooper, W.J., Nickelson, M.G., Meacham, D.E., Waite, T.D., and Kurucz, C.N. (1992). “High-energy electron beam irradiation: An innovation process for the treatment of aqueous-based organic hazardous wastes.” J. Environ. Sci. Health, A27 (1), 219-244.

7- Sampa, M.H.O.,  Borrely, S.I., Silva, B.L., Viera, J.M., et al. (1995). “The use of electron beam accelerator for the treatment of drinking water and wastewater in Brazil.” Rad. Phys. Chem., 46 (4-6), 1143-1146.

8- IAEA-TECDOC-1225. (2001). Use of irradiation for chemical and microbial decontamination of water, wastewater and sludge, Final report of a co-ordinated research project 1995-1999, Viena.

9- Sarma, K.S.S., IAEA-TECDOC-1386. (2004). “Emerging application of radiation processing.” Proceedings of a technical meeting held in Viena, 28-30 April, 2003, 73-77.

10- مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. (1368). روش جداسازی- شناسایی و شمارش کلیفرم ها، چاپ چهارم، تهران.

11- مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. (1373). روش جستجو و شمارش بیشترین مقدار احتمالی اشرشیا کلی در مواد غذایی، چاپ سوم، تهران.

12- مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. (1369). روش شناسایی و جستجوی سالمونلا ها، ویرایش پنجم، تهران.

13- Glaze, W.H., Kang, J.W., and Chapin, D.H. (1987). “The chemistry of water treatment processing involving ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet radiation.” Ozone: Science &Engineering, 9, 335-352.

14- Katusin-Razem, B., Novak, B., and Razem, D. (2001). “Microbiological decontamination of botanical raw materials and corresponding pharmaceutical products by irradiation.” Rad. Phys. Chem., 62, 261-275.