حذف همزمان و با نرخ بالای کربن، نیتروژن و فسفر از فاضلاب در یک بیوراکتور غشایی jet loop air lift: بهینه سازی فرآیند بیولوژیکی و اصلاح غشا
سحر مرادی
1399
در گام اول از این مطالعه،
حذف کربن، نیتروژن، فسفر (CNP) با نرخ بالا به صورت هم زمان از فاضلاب تولیدی نوشابه در
بیوراکتور غشایی jet loop-air lift مدل سازی و بهینه سازی شده است. برایاین منظور، اثر چهار متغییر مستقل شامل: زمان ماند هیدرولیکی (HRT)(8-16 h)، نسبت حجم ناحیه بی هوازی به حجم کاری کل(0.04-0.12
) ، سرعت
هوا دهی (AFR) (3.5-5.5 l/min) و غلظت نیتروژن ورودی (150-300
mg/l) روی
عملکرد فرایند بیولوژیکی بررسی شد. راندمانهای
حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی(COD)، نیتروژن کل(TN)، و فسفر کل (TP)، به ترتیب 97، 63، 81 درصد در شرایط بهینه (HRT: 14h, VAn/VT: 0.06, AFR:
5.5 l/min, influent nitrogen: 225 mg/l)به دست آمد.به
عنوان نتیجه، در این مرحله می توان اشاره کرد که HRT و AFR اثر مثبت مستقیم روی حذف بیولوزیکی CNP دارند .در
حالیکه VAn/VT اثر منفی مستقیم داشت.هیچ اثر
مستقیمی از غلظت نیتروژن ورودی روی COD و TP نیافت نشد اما اثر منفی مستقیم روی
راندمان حذف TN نشان داد. در گام
دوم، برای استفاده مجدد آب با کیفیت بالا از فاضلاب تولیدی نوشابه، بیوراکتور
غشاییjet
loop-air lift با سیستم انتها بسته غشایی ترکیب
شد. برای این منظور، تصفیه تکمیلی خروجی
راکتور در شرایط بهینه با استفاده از غشای
بهینه اولترافیلتراسیون اصلاح شده شده به
وسیله بوهمیت-تانیک اسید-گرافن کوانتوم دات
( BM-TA-GQD) به عنوان یک نانو ذره آب دوست انجام شد. غشاهای
ماتریس مخلوط (MMM) اصلاح شده سبب بهبود در
آبدوستی ( کاهش زاویه تماس از 44.58 به
71.35) و خواص ضد گرفتگی (مقاومت برگشت پذیر(Rr) (از 8.8 به 41.78 درصد) و نسبت بازگشت فلاکس (FRR ) (از 44.58 به 71.35 درصد) ) در
مقایسه با غشاء اصلاح نشده ، شدند. به
عنوان نتیجه نهایی، ترکیبی از بیوراکتور jet loop-air lift و غشاء انتخاب شده (0.5% wt. of BM-TA-GQD) می تواند به عنوان یک روش موثر
و کم هزینه برای استفاده مجدد آب با کیفیت بالا در نظر گرفته شود.