مقايسه كارايي سيستم هاي لجن فعال رشد معلق و لجن فعال رشد ثابت در حذف زيستي فتالات

نويسنده: مقداد پيرصاحب
استاد راهنما: عليرضا مصداقي نيا
استاد مشاور: علي اكبر عظيمي، احمد رضا يزدانبخش، اميرحسين محوي، فروغ واعظي
تاريخ دفاع: 1381/10/29
مدرك: Ph.D مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، گروه مهندسي بهداشت محيط
چكيده: استرهاي اسيد فناليك از آلاينده هاي آلي سمي الويت دار بوده كه در توليد انواع مختلفي از كالاهاي خانگي و مصرفي مانند پليمرهاي پلاستيكي، مواد دارويي و آرايشي، آفت كشها، دور كننده حشرات و رنگها استفاده مي شوند. كاربرد جهاني اين تركيبات منتج به توزيع پراكنده اي از آنها در محيط زيست شده و به عنوان آلاينده هايي كه در همه جا حضور دارند شناخته مي شوند. استرهاي فتالات به طور وسيع در ساخت پلاستيك ها جهت انعطاف پذير نمودن آنها استفاده مي گردند. توليد ساليانه استرهاي فتالات حدود 4-3 ميليون تن تخمين مي شود. انتشار اين تركيبات هم از منابع نقطه اي ناشي از صنايعي كه سازنده يا مصرف كننده آنها در توليد مواد شيميايي و پلاستيك ها بوده و هم از منابع غير نطقه اي به دليل مصارف تجاري و صنعتي تركيبات آنها به محيط زيست صورت مي پذيرد. غلظت هاي متفاوتي از استرهاي فتالات در سطوح محيطي گزارش شده است. اين تركيبات سريعاً توسط معده و روده جذب شده و در كبد و كليه ها توزيع مي شوند. استرهاي اسيد فتاليك در موشها و راتوسها سبب سرطانزايي، ناهنجاري هاي جنيني، جهش زايي و نيز اختلال در اندام توليد مثل شده است. سيستم هاي لجن فعال به دليل توانايي آنها در حذف آلاينده هاي فاضلاب خانگي و صنعتي مورد توجه هستند و در اين پژوهش كارايي دو سيستم اصلي لجن فعال رشد معلق و ثابت در حذف زيستي اين تركيبات با هم مقايسه شده است. روش انجام اين تحقيق از نوع مطالعه مقطعي (توصيفي و تحليلي ) بوده كه به منظور مقايسه دو سيستم مبادرت به ساخت دو راكتور هوادهي و دو حوض ته نشيني هر كدام به ترتيب به حجم مفيد شش و سه ليتر در مقياس آزمايشگاهي شد. 1728 نمونه پساب و 115 نمونه لجن مورد آزمايش قرار گرفتند. در اين پژوهش سيستم هاي لجن فعال رشد معلق و ثابت در سه زمان ماند هيدروليكي 6، 12، 24 ساعت و غلظت هاي ورودي متغير اين تركيبات مقايسه شده و مجموع COD ورودي به سيستم ها mg/l 1000 همراه با گلوكز تنظيم شد (در زمان ماند هيدروليكي 6 ساعت مقدار ورودي به mg/l 500 تقليل يافت) غلظت اسيد فتاليك و دي متيل فتالات ورودي 10، 20، 50، 100، 200 و 500 ميلي گرم در ليتر، غلظت دي اتيل فتالات و دي بوتيل فتالات 10، 20، 50، 100 و 200 ميلي گرم در ليتر و غلظت دي 2- اتيل هگزيل فتالات ورودي 10، 20، 50 و 100 ميلي گرم در ليتر مي باشد. غلظت استرهاي فتالات ( با استفاده از دستگاه(HPLC-UV)، COD،BOD 5 و pH در خروجي سيستم ها اندازه گيري شد. بافته هاي اين پژوهش نشان داد كه هر دو سيستم توانايي تحمل استرهاي اسيد فتاليك در زمانهاي ماند هيدروليكي و غلظت هاي ورودي متغير را دارند. ميانگين ميزان حذف اسيد فتاليك در زمانهاي ماند هيدروليكي 6، 12 و 24 ساعت و در غلظت ورودي mg/l 500-10 به ترتيب 5/10 ±7/87 , 6/2 ± 5/97 و 3/0 ± 6/99 درصد در سيستم لجن فعال رشد معلق و 5/9 ±8/91 , 1 ± 6/98 و 16/0 ± 8/99 درصد در سيستم لجن فعال رشد ثابت مي باشد. ميانگين ميزان حذف دي متيل فتالات در زمانهاي ماند مذكور و در غلظت ورودي mg/1 500-10 به ترتيب 1/19 ± 87 و 8/7 ± 9/93 و 4/4 ± 2/97 درصد در سيستم لجن فعال رشد معلق و
5/9 ± 8/91 و 1 ±6/98 و 16/0 ± 8/99 درصد سيستم لجن فعال رشد ثابت است. ميانگين ميزان حذف دي اتيل فتالات در اين زمانهاي ماند و در غلظت ورودي mg/l 200-10 به ترتيب 6/19 ± 4/83 , 6 ± 56/95 و 68/0 ±2/99 درصد در سيستم لجن فعال رشد معلق 96/3 ± 2/95 , 44/0 ± 25/99 و 19/0 ± 7/99 درصد در سيستم لجن فعال رشد ثابت حاصل شده است. ميانگين ميزان حذف دي بوتيل فتالات در اين زمانهاي ماند و در غلظت ورودي mg/l 200-10 به ترتيب 9/20 ± 3/92 , 3/7 ± 6/94 و 17/0 ± 17/99 درصد در سيستم لجن فعال رشد معلق 1/5 ± 4/94 , 56/0 ± 2/98 و 16/0 ± 65/99 درصد در سيستم لجن فعال رشد ثابت مي باشد. ميانگين ميزان حذف دي 2- اتيل هگزيل فتالات در زمانهاي ماند هيدروليكي 6،12 و 24 ساعت در غلظت ورودي mg/l 100-10 به ترتيب 17/3 ± 5/85 , 99/0 ± 4/96 و 08/0 ± 9/98 درصد در سيستم لجن فعال رشد معلق 2 ±8/99 , 72/0 ± 2/98 و 11/0 ± 47/99 درصد در سيستم لجن فعال رشد ثابت است. ميزان اسيد فتاليك، دي متيل فتالات، دي بوتيل فتالات، دي بوتيل فتالات و دي 2- اتيل هگزيل فتالات جذب شده بر روي لجن به ترتيب 320-100، 374-124، 793-173، 916-207 و 710-245 ميلي گرم بر كيلوگرم وزن خشك لجن در سيستم لجن فعال رشد معلق و 146-31، 264-49، 476-106،
613-132 و 531-152 ميلي گرم بر كيلوگرم وزن خشك لجن در سيستم لجن فعال رشد ثابت
مي باشد. ميانگين ميزان حذف استرهاي اسيد فتالات و COD در كليه زمانهاي ماند هيدروليكي و غلظت ورودي متغير در سيستم لجن فعال رشد ثابت بيشتر از سيستم لجن فعال رشد معلق بوده و از نظر آماري اين تفاوت معني دار است. زمان ماند 24 ساعت در هر دو سيستم حالت پايدارتري در حذف اين آلاينده ها را نشان مي دهد. ارتباط كاملاً معكوس و معني داري بين افزايش غلظت اين تركيبات در ورودي با ميزان حذف آنها در تمامي زمانهاي ماند هيدروليكي در هر دو سيستم وجود دارد. ميزان بارگذاري مجاز سيستم لجن فعال رشد معلق در زمان هيدروليكي 24 ساعت نسبت به اسيد فتاليك، دي متيل فتالات، دي اتيل فتالات، دي بوتيل فتالات و دي 2- اتيل هگزيل فتالات به ترتيب 500، 200، 200>، 200> و 100 > گرم بر متر مكعب در روز و در سيستم لجن فعال رشد ثابت به ترتيب 500، 500، 200<، 200< و 100< گرم بر متر مكعب در روز است. گستره بارگذاري حجمي سيستم لجن فعال رشد ثابت نسبت به اين تركيبات از سيستم لجن فعال رشد معلق بيشتر مي باشد. ميزان فراريت استرهاي اسيد فتاليك به محيط و نيز ميزان جذب سطحي آنها بر روي لجن در سيستم لجن فعال رشد معلق بيشتر از لجن فعال رشد ثابت است.
كلمات كليدي: