بررسی توانایی ریزجلبک زنده Dunaliella salina برای حذف فسفات و نیترات از فاضلاب¬ها
محورهای موضوعی : آلودگی محیط زیست (آب و فاضلاب)
ملیحه امینی
1
(دانشیار گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، کرمان، ایران. *(مسوول مکاتبات))
نرجس اکاتی
2
(استادیار گروه علوم محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، سیستان و بلوچستان، ایران.)
زهرا امینی خوئی
3
(استادیار موسسه تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات علوم شیلات ایران، مرکز تحقیقات شیلات آب¬های دور، چابهار، سیستان و بلوچستان، ایران.)
الناز عرفانی فر
4
(کارشناس موسسه تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات علوم شیلات ایران، مرکز تحقیقات شیلات آب¬های دور، چابهار، سیستان و بلوچستان، ایران)
کلید واژه: فاضلاب, فسفات, نیترات, میزان حذف, Dunaliella salina.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: استفاده از ریزجلبکها راهکاری موثر در فرآیند تصفیه پیشرفته فاضلاب به منظور حذف مواد مغذي میباشد. در این مطالعه ریزجلبک زنده Dunaliella salina پس از کشت برای انجام یک سری آزمایشهای ناپیوسته و حذف نیترات و فسفات از فاضلاب استفاده شد.
روش بررسی: اثر تغییر غلظت نیترات و فسفات (13-5/2 میلیگرم بر لیتر) در محیط کشت بر میزان حذف این مواد مغذی در دوره رشد 12 روزه توسط جلبک D.salina در آزمایشگاه مرکز تحقیقات آبهای دور چابهار در سال 1397 مورد بررسی قرارگرفت.
یافته ها: براساس نتایج بیشترین میزان حذف نیترات و فسفات توسط D. salina به ترتیب 5/51% و 4/93% به دست آمدند. بالاترین میزان حذف مواد مغذی پس از نمونه شاهد در 5/2 میلیگرم بر لیتر به دست آمد. میزان حذف فسفات در همه غلظتها از نیترات بالاتر بود و این نشان میدهد که جلبک D. salina قابلیت رشد و سازگاری بالاتری در فاضلابهای آلوده به فسفات دارد. البته میزان حذف نیترات نیز قابل توجه و کاربردی در سیستمهای تصفیه فاضلاب است. مدلهای تعادلی Langmuir و Freundlich نیز در رابطه با نحوه جذب یونهای مواد مغذی از محلول توسط ریزجلبک زنده بررسی شدند. فرآیند جذب با مدل تعادلی Langmuir با میزانR2 87/0 و 56/0 به ترتیب برای نیترات و فسفات مطابقت بیشتری داشت.
بحث و نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که زیست توده D.salina ، بیوجاذبی مناسب برای حذف و جذب یونهای نیترات و فسفات از محلولهای آبی و فاضلابها است.
Background and Objective: The use of microalgae is an effective path in the process of advanced wastewater treatment in order to remove nutrients. In this study, living microalgae, Dunaliella salina was cultivated and then used in a series of batch experiments for the removal of nitrate and phosphate from wastewater.
Material and Methodology: The effect of changes in NO3- and PO43- concentrations (2.5-13 mg/l) on the removal efficiency using D. salina was evaluated during the 12-day growth period in the laboratory of Offshore Fisheries Research Center, Chabahar, 2017.
Findings: Results indicated that the maximum nitrate and phosphate removal efficiency using D. salina were 51.5% and 93.4%, respectively. The range of initial nitrate and phosphate concentrations were 0, 2.5, 5, 7.5, 10 and 12 mg/l and among them, the highest efficiency of nutrients removal after the control sample was obtained in 2.5 mg / l concentration of nitrate and phosphate. Phosphate removal efficiency was higher than nitrate at all concentrations and this shows that living microalgae D. salina has a good compatibility for growth in phosphate-contaminated wastewater. However, nitrate removal percentage is also significant and applicable to wastewater treatment systems. The Langmuir and Freundlich equilibrium models were also investigated in absorption process from solutions by living microalgae and the results of experiments were more consistent with Langmuir equilibrium model with R2 levels of 0.87 and 0.56 for nitrate and phosphate, respectively.
Discussion and Conclusion: The results of this investigation suggested that D. salina is suitable as a biosorbent material for recovery and biosorption of nitrate and phosphate ions from aqueous solutions and wastewaters.
1. Abolhassani, M., Hosseini, A., Ghorbani, R., Vince, A., 2016a. Phosphate and nitrate removal from urban wastewater by Scenedesmus obliquus algae cultivation and algal biomass production. Journal of Aquatic Ecology, Vol. 5(4). (In Persian)
2. Ahmadpour, N., Sayadi, M., Falahi Kappourchali, M., Rezaei, M., 2015. Microalgae removal from municipal wastewater effluent in vitro. Journal of Biotechnology, Vol. 6(2). (In Persian)
3. Jafari, S., Hosseini, A., 2015. Performance of Cyanobacter spirulina on removal of orthophosphate from simulated wastewater. Journal of Marine Science and Technology Research, Vol. 10(3). (In Persian)
4. Lemaire, R., Yuan, Z., Blackall, LL., Crocetti, GR., 2008. Microbial distribution of Accumulibacter spp. and Competibacter spp. in aerobic granules from a lab-scale biological nutrient removal system. Environmental Microbiology, Vol. 10, pp. 354-363.
5. Abolhasani, M., Hosseini, A., Ghorbani, R., Vince, A., 2016 b. Feasibility of biomass production and phosphate and nitrate removal from urban wastewater by Chlorella vulgaris algae cultivation. Journal of Aquaculture Development, Vol. 10(2). (In Persian)
6. Manaf fer, R., Ghorbani, S., 2015. Algal bloom in northwest of Urmia Lake (Barry Station). Journal of Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology), Vol. 28(1). (In Persian)
7. Arbabi, S., Akbary, P., Amini khoei, Z., 2020. Evaluation of flocculation induced by pH increase on harvest efficiency and fatty acids content of microalgae Dunaliella salina, isolated from Lipar lagoon- Chabahar. Iranian Scientific Fisheries Journal, Vol. 29(6), pp. 109-120. (In Persian)
8. Amini, M., Younesi, H., Bahramifar, N., 2013. Biosorption of U(VI) from Aqueous Solution by Chlorella vulgaris: Equilibrium, Kinetic, and Thermodynamic Studies. Journal of environmental engineering, Vol. 139, pp. 410-421.
9. Amini, M., Younesi, H., 2009. Biosorption of Cd(II), Ni(II) and Pb(II) from aqueous solution by dried biomass of Aspergillus niger: Application of response surface methodology to the optimization of process parameters. CLEAN - Soil, Air, Water, Vol. 37(10), pp. 776- 786.
10. Shahryari, Z., Soltani Goharrizi, A., Azadi, M., 2010. Experimental study of methylene blue adsorption from aqueous solutions onto carbon nano tubes. International Journal of Water Resources and Environmental Engineering, Vol. 2(2), pp. 16-28.
11. Foo, KY., Hameed, BH., 2010. Insights into the modeling of adsorption isotherm systems. Chemical Engineering Journal, Vol. 156, pp. 2–10.
12. Amini, M., Amini Khoei, Z., Erfanifar, E., 2019. Nitrate (NO3−) and phosphate (PO43−) removal from aqueous solutions by microalgae Dunaliella salina. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, Vol. 19.
13. Kang, CD., An, JY., Park, TH., Sim, SJ., 2006. Astaxanthin biosynthesis from simultaneous N and P uptake by the green alga Haematococcus pluvialis in primary treated wastewater. Biochemical Engineering Journal. Vol. 31(3), pp.234-38.
14. Sanati, AM., Bahramifar, N., Mehraban, Z., Younesi, H., 2014. Lead removal from aqueous solution using Date-Palm leaf ash in batch system. Journal of water and wastewater, Vol. 4, pp. 51-58. (In Persian)
15. Darbil, D., Viraraghavan, T., Butler, R., Corkal, D., 2002. Batch studies on nitrate removal from potable water. Water SA, Vol. 28, pp. 319–322.
16. Zhou, W., Sun, Y., Wu, B., Zhang, Y., Huang, M., Miyanaga, T., et al. 2011. Autotrophic denitrification for nitrate and nitrite removal using sulfur lime stone. Journal of Environmental Science, Vol. 23, pp. 1761–1769.
17. Zhao, Y., Feng, C., Wang, Q., Yang, Y., Zhang, Z., Sugiura, N., 2011. Nitrate removal from groundwater by cooperating heterotrophic with autotrophic denitrification in a biofilm–electrode reactor. Journal of Hazardous Materials, Vol. 192, pp. 1033–1039.
18. Soumya, GN., Manickavasagam, M., Santhanam, P., Dinesh Kumar, S., Prabhavathi, P., 2015. Removal of phosphate and nitrate from aqueous solution using seagrass cymodocea rotundata beads. African journal of biotechnology, Vol. 14(16), pp. 1393-1400.
19. Sreesai, S., Pakpain, P., 2007. Nutrient recycling by Chlorella vulgaris from septage effluent of the Bangkok city, Thailand. Science Asia, Vol. 33, pp. 293-299.
20. Li, X., Hu, HY., Yang, J., 2010. Lipid accumulation and nutrient removal properties of a newly isolated freshwater microalga, Scenedesmus sp. LX1, growing in secondary effluent. New Biotechnology, Vol. 27, pp. 59-63.
21. Tam, NFY., Wong, YS., 2000. Effect of immobilized microalgae bead concentrations on wastewater nutrient removal. Environmental Pollution, Vol. 107, pp. 145-151.
22. Nematollah zade, A., 2017. An approach for the explicit determination of adsorption isotherms constants and its validation by experimental data. Journal of Separation Science and Engineering, Vol. 8(2), pp. 31-41. (In Persian)
