حذف ترکیبات نیتروژن دار (آمونیوم و نیترات) از فاضلاب سنتتیک با استفاده از روش تلفیقی لجن فعال حاوی بسترهای ثابت(ifas) واجد نانوتیوب های کربن

با توسعه شهرها و افزایش جمعیت و گسترش صنایع، روز به روز بر اهمیت کنترل آلودگی محیط زیست افزوده می شود. از میان آلاینده های مختلف، حذف ترکیبات ازته به دلیل عوارضی چون کاهش اکسیژن آبهای پذیرنده، سمیت و به خطر انداختن حیات آبزیان، اوتروفیکاسیون آبهای سطحی، اثر بر کارآیی کلر در گندزدایی، خوردگی و بیماری مت هموگلوبینمیا امری اجتناب ناپذیر می باشد. روش های جداسازی آمونیوم شامل روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است. معمولاً در فرآیندهای تصفیه فاضلاب روش های حذف بیولوژیکی به دلیل کارآیی فرآیند، قابل اعتماد بودن روش، کنترل آسان و هزینه های سرمایه گذاری کم انتخاب می شوند. در فرآیند بیولوژیکی نیتریفیکاسیون- دنیتریفیکاسیون آمونیاک از طریق باکتری های اکسید کننده آمونیاک و نیتریت (نیتریفایرها) ابتدا به نیتریت و سپس نیترات تبدیل شده و متعاقب آن تحت فرآیند دنیتریفیکاسیون تبدیل به گاز نیتروژن می شود. فرایند های بیولوژیکی بدلیل ارزانتر بودن، سازگار بیشتر با محیط زیست و نیاز کمتر به انرژی و مواد شیمیایی ارجعیت دارند. هدف از این مطالعه بررسی حذف ترکیبات نیتروژن دار(آمونیوم و نیترات) از فاضلاب سنتتیک با استفاده از روش تلفیقی لجن فعال و بسترهای ثابت(ifas) اصلاح شده با نانو تیوب کربن می باشد. در ifas مزایای فیلم ثابت به فرایند لجن فعال افزوده شده است که این مزایا شامل: قابلیت انعطاف و کارایی بالاتر، ثبات رشد بیولوژیکی ومقاوم بودن فرایند در برابرشوک های آلی و هیدرولیکی می باشد. آزمایشات بصورت پیوسته و در مقیاس آزمایشگاهی با ارزیابی راندمان راکتور لجن فعال با بستر ثابت اصلاح شده با نانو تیوب کربن صورت گرفت بدین منظور بستر از جنس پلی کربنات به روش اتاق خلا توسط نانو تیوب کربن پوشانده شد و تأثیر نانو تیوب کربن بر کارایی فرآیند از طریق تغییر شاخص زمان ماند از 4 تا 16ساعت با غلظت آمونیوم ورودی 25 میلی گرم بر لیتر بررسی گردید. نتایج نشان داد که وجود نانو تیوب کربن در بستر اصلاح یافته منجر به تسریع در لجن سازی اولیه شده و همچنین منجر به افزایش حذف آمونیوم از فاضلاب های با غلظت کم (25 میلی گرم بر لیتر) می گردد. براین اساس زمان ماند 12 ساعت به عنوان زمان ماند بهینه انتخاب و راکتور با غلظت های 40، 80، 120 و 160 میلی گرم بر لیتر بار گذاری گردید و در شرایطی کافی نبودن راندمان، زمان ماند هیدرولیکی افزایش داده شد که بر اساس نتایج بدست آمده حداکثر راندمان حذف cod در راکتور اصلاح شده و معمولی به ترتیب 86/94 و7/94 درصد در زمان ماند هیدرولیکی 16 ساعت تعیین شد. و بهترین شرایط جهت انجام نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون در بارگذاری های 25، 40، 80 و 120 میلیگرم بر لیتر توسط راکتور ifas اصلاح شده با نانو تیوب کربن فراهم خواهد شد. اگرچه در بار گذاری های بیشتر ( 160 میلی گرم بر لیتر) و زمان ماند هیدرولیکی بالاتر( 30 تا 40 ساعت) راکتور ifas معمولی برای دنیتریفیکاسیون مناسبتر می باشد.