حذف آمونیاک از پساب با استفاده از کنسرسیوم باکتری‌های بومی جداسازی شده از پساب پتروشیمی کرمانشاه

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

مهدی گودینی ¹ , حاتم گودینی ² , فرهاد سلیمی ³

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه، کرمانشاه، ایران.
2 - دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی البرز،کرج، ایران*(مسوول مکاتبات).
3 - استادیارگروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

تاریخ دریافت : 1394/08/16 تاریخ پذیرش : 1394/09/24 تاریخ انتشار : 1396/07/01

کلید واژه: حذف آمونیاک, باکتری‌های بومی, زمان ماندpH, پساب صنایع پتروشیمی,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: نیتروژن آمونیاکی یکی از مهم ترین آلاینده های محیط زیستی محسوب می شود که میزان آن در پساب صنایع پتروشیمی خصوصاً واحدهای تولید کننده آمونیاک و اوره بالا می باشد. در این مطالعه از روش بیولوژیکی با استفاده از کنسرسیوم باکتری های بومی جداسازی شده از صنعت پتروشیمی برای حذف آمونیاک و نیترات استفاده شده است. روش بررسی: مطالعه به صورت ناپیوسته انجام شده و اثر غلظت اولیه، pH و زمان ماند مورد بررسی قرار گرفته است. غلظت اولیه باکتری های نیتریفایر و دنیتریفایر 108×3CFU/ml در نظر گرفته شده است. میزان غلظت اولیه آمونیاک و نیترات 200-50 میلی گرم بر لیتر و زمان ماند 168-3 ساعت، pH های 5، 6، 7، 8 و 9 مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: نتایج نشان داد که باکتری های بومی جداسازی شده از پساب پتروشیمی کرمانشاه با جمعیت میکروبیCFU/ml 108×3 در pH8، قادر به حذف آمونیاک و نیترات با راندمان 5/99 درصد با غلظت اولیه تا 200 میلی گرم بر لیتر با زمان تماس 4 روز برای باکتری های نیتریفایر و 6 روز برای باکتری های دنیتریفایر بوده است. بحث و نتیجه گیری: باکتری های بومی جداسازی شده توانایی بالایی جهت فرآیندهای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون داشته ، لذا با استفاده از باکتری های بومی جداسازی شده می توان آمونیاک موجود در پساب تولیدی را با راندمان بالا حذف نمود و نیازهای استاندارد محیط زیستی مربوط به تخلیه پساب به محیط را فراهم نمود.

چکیده انگلیسی:

Background and purpose: Ammonia-Nitrogen is considered one of the environmental pollutants, these pollutants have high concentrations in petrochemical effluent specially, Ammonia and Urea plants. In this study, biological methods using native bacteria consertium isolated from petrochemical industry has been used for nitrate and ammonia removal. Methods: This study has been carreid out in batch mode and the effects of initial concentrations; pH and retention time has been investigated. The initial concentrations of 3×108 CFU/ml of nitrifier and denitrifier bacteria has been used. An initial ammonia and nitrate concentrations of 50-200 mg/l         as well as the retention time 3-168 hours and  also pH 5,6,7,8 and 9 were studied. Finding: The results showed that the native bacteria isoated from petrochemical industry with a population of 3×108 CFU/ml in pH 8 were able to remove ammonia and nitrate with a initial concentrations of 200 mg/l with 99.5% efficiency in a retention time 4 days for nitrifier, and 6 days for denitrifier bacteria. Discussion and conclusion: The isolated native bacteria had a powerful effect in the nitrification and denitrification processes, so effluent ammonia can be removed with high efficiency by isolated native bacteria, and needs for environmental standards can be applied for effluent discharge. 

منابع و مأخذ:

 

1. Velasco, T., Dela, A., Beristain-Cardoso, R., Damian-Matsumura, P., Gomez, J. 2013. Sequential nitrification-denitrification process for nitrogenous, sulfurous and phenolic compounds removal in the same bioreactor. Bioresource Technology, 139: 220-225.


2. Carrera, J., Baeza, J.A., Vicent, T., Lafuente, J. 2003. Biological nitrogen removal of high strength ammonium industrial wastewater with two-sludge system. Water Research, 37: 4211-4221.


3. Tchobanoglous, G., Stensel, H.D., Tsuchihashi, R., Burton, F. 2013. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. Inc. Metcalf and Eddy, McGraw-Hill, Inc., 5th Ed.,. New York.


4. Rezaee, A., Godini, H., Dehestani, S., Kkaviani, S. 2010. Isolation and characterization of a novel denitrifying bacterium with high nitrate removal: PSEUDOMONAS STUTZERI”. Iranian journal of Environmental Health and Science Engineering, 7: 313-318.


5. Zhang, Q.L., Lio, Y. , Guo, A. , Miao, L. , Zheng, H.y. , Liuthe Z.P. 2012. Characteristics of a novel heterotrophic nitrification bacterium, Bacillus methylo trophics strain L7. Bioresource technology, 108: 35-44.


6. Sabumon, P.C. 2007.Anaerobic ammonia removal in presence of organic matter: A novel route. Journal of Hazardous Materials, 149: 49–59.


7. Guo, J., Zhang, L., Chen, W., Ma, F., Liu, H., Tian, Y. 2013. The regulation and control strategies of a sequencing batch reactor for simultaneous nitrification and denitrification at different temperatures. Bioresource Technology, 133: 59-67.


8. Keluskar, R., Nerurkar, A.,  Desai A. 2013. Development of a simultaneous partial nitrification, anaerobic ammonia oxidation and denitrification (SNAD) bench scale process for removal of ammonia from effluent of a fertilizer industry. Bioresource Technology, 130: 390-397.


9. Tran, N. H, Urase, T., Kusakabe, O. 2009. The characteristics of enriched nitrifier culture in the degradation of selected pharmaceutically active compounds. Journal of Hazardous Materials, 171: 1051–1057.


10. Kesseru, P., Kiss, I., Bihari, Z., Polyak, B. 2003. Biological denitrification in a continuous-flow pilot bioreactor containing immobilized Pseudomonas butanovora cells. Bioresource Technology, 87: 75-80.


11. APHA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 2005. 21th ed, American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Washington DC, USA.


12. Godini, H., Rezaee, A., Beyranvand, F., Jahanbani, N. 2012. Nitrate removal from water using denitrifier-bacteria immobilized on activated carbon at fluidized-bed reactor. Yafteh, 14:15-27.


13. Zhang, F., Li, P., Chen, M., Wu, J., Zhu, N., Wu, P., Chiang, Hu, P. 2015. Effect of operational modes on nitrogen removal and nitrous oxide emission in the process of simultaneous nitrification and denitrification. Chemical Engineering Journal, 280: 549–557.


14. Ruiz, G., Jeison, D., Chamy, R. 2003. Nitrification with high nitrite accumulation for the treatment of wastewater with high ammonia concentration. Water Research, 37: 1371–1377.


15. U.S. Environmental Protection Agency. 2009. National Water quality Inventory: 2004 Report to Congress;. EPA-841/R-08-001U.S. Environmental Protection Agency; Washington, D.C.


16. Daverey, A., Su, S.H., Huang U.T., Lin, G.W. 2012. Nitrogen removal from opto-electronic wastewater using the simultaneous partial nitrification, anaerobic ammonium oxidation and denitrification (SNAD) process in sequencing batch reactor. Bioresource Technology, 113:225–231.