نقش پلیمر کیتوزان در تسریع گرانوله شدن در سیستم gsbar

بیوگرانول سازی یک فرایند خودپایدارسازی بیولوژیکی می باشد که در آن میکروارگانیسم ها به منظور تشکیل یک توده زیستی متراکم کروی تجمع می یابند و به دو گروه عمده گرانول های هوازی و بی هوازی تقسیم می شوند. گرانول های بی هوازی در دهه های اخیر بسیار مورد مطالعه قرار گرفته اند در حالی که تحقیقات در زمینه گرانول هوازی طی چند سال اخیر آغاز شده است. گرانول هوازی نتیجه توسعه بیوفناوری محیط زیست در جهت نیل به راندمان بالای تصفیه فاضلاب می باشد. ویژگی های متمایز گرانول های هوازی دال بر برتری این فناوری در مقایسه با فرایند های لجن فعال متداول است. از جمله این ویژگی های متمایز می توان به پایداری بهتر، دانسیته بالاتر، ساختار میکروبی قوی تر، قابلیت نگهداری توده زیستی بالاتر، سرعت ته نشینی بهتر و قابلیت تحمل بار آلی بالا اشاره کرد. در این تحقیق راندمان حذف cod فاضلاب در سامانه sbar (sequencing batch airlift reactor) توسط گرانول های هوازی در حضور فاضلاب سنتزی با منبع کربنی گلوکز و آنیلین در 6 سیکل 4 ساعته در روز بررسی شد. با توجه به هدف تحقیق در رابطه با نقش پلیمر و بررسی ساختار جدیدی از سامانه sbar در گرانول سازی، سه سامانه موازی همزمان با هم راه اندازی شدند. یکی از سامانه های sbar تحت عنوان پایلوت شاهد جهت کنترل نتایج دو پایلوت دیگر با علامت اختصاری r1)) و به حجم 5/4 لیتر مشخص گشت. پایلوت r2 نیز به حجم 5/4 لیتر یکی دیگر از سامانه های sbar بود که جهت بررسی اثر پلیمر بر گرانول سازی در نظر گرفته شد. پایلوت r3 به حجم 6/3 لیتر که نوع ابداعی راکتور sbar بود، جهت بررسی ساختار راکتور بر گرانول سازی به منظور کاربردی کردن این فناوری در مقیاس واقعی و بر خلاف ساختار معمول راکتور sbar، با سه riser و سه down-comer طراحی گشت. داده های بدست آمده از دو پایلوت r2 و r3 با پایلوت r1 مورد مقایسه قرار گرفت. راه اندازی راکتورها در مرحله اول با منبع کربنی گلوکز با نرخ بارگذاری kg cod/m3.d72/0 در r1 و r2 و kg cod/m3.d6/0 در r3، cod معادل mg/l 200 در هر سیکل آغاز شد و تا kg cod/m3.d4/5 در r1 و r2 و kg cod/m3.d5/4 در r3 (mg cod/l 1500 در هر سیکل) ادامه یافت. نتایج حاصل بیانگر قابلیت بالای سامانه گرانوله در میزان حذف cod (بیش از 95 درصد) بود. گرانول های زرد رنگ و رشته ای تشکیل شده دارای قطرهای متفاوت در محدوده mm 11- 5/0 بودند. در مرحله دوم تحقیق ماده سمی آنیلین جهت بررسی قابلیت حذف مواد سمی توسط گرانول های هوازی به عنوان منبع کربنی بکار گرفته شد. محدوده بارگذاری kg cod/m3.d 92/7-44/1 در r1 و r2 و kg cod/m3.d 6/6-2/1 درr3 یعنی mg cod/l 2200-400 بود و راندمان حذف در راکتورها با افزایش بار آلی و بالا رفتن درجه سمیت سامانه ها و درنتیجه تحلیل رفتن گرانول ها از 95 تا 65 درصد افت پیدا کرد. در این مرحله از تحقیقات نیز گرانول های زرد رنگ در محدوده قطر mm 2-1 تشکیل شدند. با تشکیل گرانول ها در هر دو مرحله از تحقیق قابلیت ته نشینی بالا رفته و شاخص حجمی لجن (svi) نشانگر مقادیرکمتر از ml/g 100 بود. در پایان آزمایشات و بررسی گرانول های تشکیل شده در هر سه راکتور مشخص گشت که پلیمر کیتوزان تاثیر مثبت هر چند اندک در روند گرانول سازی داشت به طوری که پایلوت r2 در خوراک دهی توسط گلوکز و آنیلین به ترتیب 17 و 14 درصد تولید گرانول بیشتری نسبت به راکتور شاهد داشت. ساختار جدید راکتور نیز قابلیت بالایی در گرانوله کردن لجن و راندمان حذف cod از خود نشان داد به طوری که پایلوت r3 در خوراک دهی توسط گلوکز و آنیلین به ترتیب 23 و 20 درصد گرانول بیشتری نسبت به راکتور شاهد تولید کرد.