تصفیه بیولوژیکی فاضلاب صنعتی در بیورآکتور غشایی: مطالعه موردی برای فاضلاب شهرک صنعتی فرامان - کرمانشاه

تکنولوژی های نوین تصفیه فاضلاب، به منظور تصفیه آن و حذف محتوای آلی و جامدات معلق، فرآیندهای بیولوژیک و تکنولوژی غشاء را در هم می آمیزد و هیبریدی نوظهور به نام بیورآکتور غشایی را عرضه می کنند. این مطالعه با هدف تصفیه فاضلاب شهرک صنعتی فرامان ، عملکرد دو نوع بیورآکتور غشایی (mbr) در مقیاس آزمایشگاهی را مورد بررسی قرار داد. سیستم های mbr موردمطالعه تحت دو رژیم هیدرولیکی اختلاط کامل (لجن فعال، as) و شبه پلاگ فلو (لجن فعال با جداکننده های فیزیکی، cas) راهبری شدند. دو بیورآکتور در مقیاس آزمایشگاهی (با حجم تقریبی 3 لیتر) با دو ساختمان متفاوت اختلاط کامل و اختلاط با جداکننده های فیزیکی ساخته شدند. به منظور ارزیابی تاثیر پارامترهای راهبری بر روی عملکرد بیورآکتور، طراحی آزمایشات مبتنی بر متدولوژی سطح پاسخ (rsm) انجام گرفت. متدولوژی به کار گرفته شده در مطالعه جاری بر مبنای طراحی فکتوریال کلی با دو متغیر عددی زمان ماند هیدرولیک (hrt) و غلظت کل جامدات معلق (mlss) و نیز یک متغیر دسته ای نوع رآکتور با دو سطح می باشد. محدوده استفاده شده برای بررسی عملکرد رآکتور بر مبنای مطالعات اولیه در ناحیه hrt بین 12 تا 36 ساعت (7 سطح) و mlss بین 4000 تا 12000 میلی گرم بر لیتر (5 سطح) انتخاب گشت. بر اساس آنالیزهای آماری، مدل به کار گرفته شده با مقادیر احتمال خیلی پایین (<0001/0) معنی دار شناخته شد. نشان داده شد که جملات مربوط به متغیرهای مستقل موجود در مدل در سطح اطمینان 99% معنی دار می باشند. بیشینه کارایی حذف tcod در سیستم as-mbr معادل 7/94 درصد در زمان ماند هیدرولیکی 12 ساعت و غلظت کل جامدات معلق 12000 میلی گرم بر لیتر به دست آمد، در حالی که رآکتور cas-mbr کارایی مشابهی (9/94 درصد) را در زمان ماند هیدرولیکی 24 ساعت و غلظت کل جامدات معلق 10000 میلی گرم بر لیتر حاصل نمود. کارایی حذف cod سریع الهضم و دیرهضم ( rbcodو sbcod) به ترتیب در بازه 7/99-6/18 و 3/77-1/99 درصد به دست آمد. میکروفیلتراسیون میزان حذف tcod را به ترتیب 5/1-7/11 و 0/1-6/3 درصد در سیستم های as-mbr و cas-mbr بهبود بخشید. گستره کدورت خروجی در مقایسه با کدورت ورودی که بین 700 تا 1000 واحد ntu بود به ترتیب به مقادیر 0/21-0/5 و 0/18-1/4 واحد ntu کاهش یافت که نشان دهنده حذف کدورت به میزان 5/99-0/97 و 7/99-4/97 درصد در سیستم های های as-mbr و cas-mbr می باشد. مدل های grau و stover-kincannon با موفقیت برای توصیف سینتیک بیوفرآیند موجود به کار گرفته شدند. ضرایب بیوسینتیکی ثابت نیمه سرعت (ks) و بیشینه سرعت کل مصرف خوراک (umax) نیز محاسبه شدند. مقادیر umax و ks بر مبنای مدل stover-kincannon به ترتیب در بازه 3/13-1/11 گرم بر لیتر بر روز و3/15-5/13 میلی گرم بر لیتر برای سیستم های به دست آمدند.