بررسي كارآئي فناوري اولتراسونيك در تصفيه عوامل بيولوژيك آب

نويسنده: محمدهادي دهقاني
استاد راهنما: اميرحسين محوي
استاد مشاور:
تاريخ دفاع: 1384/01/01
مدرك: دكتراي تخصصي بهداشت محيط (ph.D)
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت و انستيتو تحقيقات بهداشتي، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: فناوري اولتراسونيك بعلت عدم آلودگي محيط زيست و عدم ايجاد فرآورده هاي جانبي، بعنوان يك فناوري پاك و توانمند در دنياي امروز مطرح شده است. در فرآيند اولتراسونيك، كاويتاسيون شديدي در محلولهاي آبي ايجاد مي گردد كه علت آن انفجار حبابهاي كاويتاسيون و نيز ايجاد راديكالهاي فعال است. اثرات ناشي از اين فرآيند به تخريب فيزيكي ساختار سلول ميكروبي، غيرفعال سازي آنها همچنين تجزيه موادشيميائي سمي كمك مي نمايد. فناوري اولتراسونيك در صنعت آب كاربردهاي متعددي دارد كه از اين جمله مي توان به چند مورد اشاره كرد: امولسيوفيكاسيون، ديسپرسيون، گاززدائي، حذف آلاينده هاي ميكروبي و سرعت بخشيدن به واكنشهاي شيميائي، در اين پژوهش، اثر فناوري اولتراسونيك در تخريب ارگانيسم هاي آب مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج بدست آمده از اين پژوهش نشان داد كه فناوري اولتراسونيك مي تواند بطور موثري براي گندزدائي آب مورد استفاده قرار گيرد.
1- توتال كليفرمها: آزمايشات توتال كليفرم در زمانهاي ماند 5، 15، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80 و 90 دقيقه انجام شد. اين آزمايشات نشان داد كه توتال كليفرمها به ترتيب در حدود 43.75، 78.61، 82.71، 85.62، 97.82، 98.99، 99.29، 63.51، 99/99 و 99.84 درصد تخريب مي گردند. نتايج بدست آمده از آزمايشات توتال كليفرمها نشان مي دهد كه افزايش زمان اولتراسونيك اثر قابل توجهي بر مرگ باكتري دارد. همچنين نتايج نشان مي دهد كه در زمان كمتر از 20 دقيقه در فركانس 42 كيلوهرتز، اولتراسونيك اثري بر توتال كليفرمها ندارد. اما در دوره هاي زماني بالاتر، اين اثرات بمقدار بسيار زيادي مشاهده مي گردد. اين مطالعه نشان داد كه در زمان 90 دقيقه راندمان حذف بيشتر است. بعبارت ديگر، حداكثر راندمان حذف توتال كليفرمها در اين مدت 84/99درصد مي باشد.
2- فيكال كليفرمها: آزمايشات فيكال كليفرم در زمانهاي ماند 5، 15، 20، 30، 40، 50، 60،، 70، 80 و 90 دقيقه انجام شده است. آزمايشات نشان مي دهد كه فيكال كليفرمها به ترتيب در حدود 43.75، 78.61، 84.79، 88.96، 97.48، 98.98، 69.44، 99/99، 99.90 و 99.91درصد تخريب مي گردند. بعبارت ديگر، افزايش زمان اولتراسونيك داراي اثر قابل توجهي بر مرگ باكتري است. همچنين نتايج نشان مي دهد كه در زمان كمتر از 20 دقيقه در فركانس 42 كيلو هرتز، اولتراسونيك اثري بر توتال كليفرمها ندارد. اما در دوره هاي زماني بالاتر اين اثر بيشتر به چشم مي خورد. بعلاوه اين مطالعه نشان مي دهد كه بيشترين راندمان حذف در 90 دقيقه اتفاق مي افتد بطوريكه تا 99.91 درصد كاهش غلظت باكتريها عمدتا در زمان 90 دقيقه رخ مي دهد.
3- جمعيت جلبكها: كاربرد اولتراسونيك براي كنترل جمعيت جلبكها در شرايط آزمايشگاهي ارزيابي شد. در اين مطالعه نشان داده شد كه تماس كوتاه مدت با امواج اولتراسونيك منجر به كاهش قدرت شناوري و در نتيجه تخريب آنها مي گردد. آزمايشات در طي زمانهاي 30، 60، 90، 120 و 150 ثانيه نشان داد كه به ترتيب 15.83، 30.91، 57.52، 81.90 و 100 درصد جلبكها تخريب مي گردند. بعبارت ديگر، افزايش زمان اولتراسونيك داراي اثر قابل توجهي بر حذف جلبكهاست. نتايج همچنين نشان دادند كه در زمان تماس كمتر از 30 ثانيه در فركانس 42 كليوهرتز، امواج اثر چنداني بر حذف جمعيت جلبكها نداشته ولي در دوره هاي زماني بالاتر اثر آن بيشتر مشهود است. مي توان گفت در اين فركانس و در 150 ثانيه، صد درصد جمعيت جلبكها از بين مي روند. در اين زمان، امواج اولتراسونيك نه تنها باعث اضمحلال واكوئل هاي گازي و ته نشين شدن آنها شده بلكه باعث صدمه به سيستم فتوسنتزي جمعيت جلبكها مي گردد.
4- نماتودهاي آزادزي: كاربرد امواج فراصوت براي كنترل نماتودها در شرايط آزمايشگاهي ارزيابي شد. اين مطالعه نشان داد كه امواج فراصوت منتج به تخريب نماتودها مي گردند. براي تحقيق پيرامون تخريب نماتودها در حمام اولتراسونيك، حجم هاي كوچك آب (200 و 500 ميلي ليتر) انتخاب شدند. نمونه ها در زمانهاي ماند 2، 4، 8، 10 و 12 دقيقه در معرض امواج قرار گرفتند. در طي زمانهاي مذكور، نماتودهاي بالغ به ترتيب 23.75، 42.5، 53.5، 5/82، 25/89، 100 درصد و لاروها در طي زمانهاي 2، 4، 6 و 8 دقيقه به ترتيب به مقدار 38، 50.5، 58.75 و 100 درصد از بين رفتند. نتايج آزمايش با حمام اولتراسونيك در فركانس 42 كيلوهرتز نشان داد كه استفاده از اين فركانس مي تواند نماتودهاي بالغ و لارو نماتودها را به ترتيب در 12 دقيقه و 8 دقيقه بطور كامل حذف نمايد. 5-كيست ژيارديا: اثر اولتراسونيك بر تخريب كيست ژيارديا در مقياس آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفت. در طي زمانهاي 15، 30، 45، 60، 75 و 90 دقيقه آثار تخريبي بر كيست ديده نشد. بعبارت ديگر، نتايج آزمايشات نشان داد كه فركانس 42 كيلوهرتز در 90 دقيقه اثر تخريبي بر كيست ژيارديا ندارد.
كلمات كليدي: