حذف مواد دارویی از پساب تصفیه خانه فاضلاب MBBR
حذف مواد دارویی از پساب خروجی تصفیه خانه ی فاضلاب با استفاده از روش MBBR
مقدمه
انتشار مواد دارویی در محیط آبی و خاکی آثار مخربی بر روی اکوسیستم دارد و به همین علت حذف مواد دارویی مورد توجه قرار گرفته است. مواد دارویی به گونه ای طراحی می شوند که در غلظت های پایین، زیست تخریب پذیر باشند اما همچنان خطر استفاده از آب یا غذایی که حاوی باقیمانده ی مواد دارویی باشد برای انسان وجود دارد.
وجود مواد دارویی در ادرار و مدفوع انسان پس از مصرف و همچنین عرضه ی غیر قانونی و غیر قابل کنترل دارو، باعث ایجاد بار دارویی بالایی در فاضلاب های ورودی به تصفیه خانه های فاضلاب شده است. از گذشته، به علت وارد شدن مواد دارویی محلول از پساب تصفیه شده به داخل طبیعت، منجر به استفاده از روش های فیزیکی-شیمیایی به منظور پاک سازی پساب خروجی از تصفیه خانه های فاضلاب لجن فعال شد.
کلیات تحقیق
کربن فعال به علت داشتن ظرفیت جذب بالای مواد دارویی، در تصفیه ی پساب خروجی از تصفیه خانه ی فاضلاب به روش لجن فعال متعارف استفاده می شود. ازن زنی هم فرآیند متداولی برای از بین بردن میکرو آلاینده های آلی می باشد. به هر حال در مقایسه با تصفیه ی بیولوژیکی هر دو روش کربن فعال و ازن زنی، مصرف انرژی و هزینه های مرتبط با تصفیه خانه ی فاضلاب را بالا می برند. در طی سال های اخیر، تحقیق بر روی استفاده از راکتور هایی که امکان تشکیل بیوفیلم (لایه ی بیولوژیکی) در آن ها وجود دارد شروع شد.
تفاوت زیادی در راندمان حذف مواد دارویی به وسیله ی روش MBBR و CAS وجود دارد. تحقیقات نشان می دهد که روش MBBR نسبت به روش CAS راندمان حذف مواد دارویی بالاتری دارد. برای مثال به ازای واحد بیومس (زیست توده)، نرخ حذف مواد دارویی در روش MBBR از روش CAS بیشتر است. به علاوه دارویی مثل دیکلوفناک با سرعت آرامی توسط روش MBBR حذف می شود در صورتی که روش CAS نمی توانست این دارو را حذف نماید. در این تحقیق بررسی شد که آیا روش MBBR می تواند به منظور پاکسازی مواد دارویی از پساب خروجی تصفیه خانه ی لجن فعال متداول استفاده شود یا خیر.
روش تحقیق
به منظور انجام آزمایش در این تحقیق از پساب خروجی از تصفیه خانه ی فاضلابی در دانمارک که به روش لجن فعال متداول (با حذف BOD، نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون) بهره برداری می شد، استفاده گردید. آزمایش شامل سه راکتور شیشه ای یکسان، هر کدام با ظرفیت ۶۰۰ لیتر و درصد پر شدگی ۵۰ درصد بود. همچنین هر راکتور به منظور داشتن اکسیژن خالص و اختلاط، به وسیله ی جریان هوا با نرخ ۳۰۰ لیتر بر ثانیه هوادهی می شد.
دو راکتور MBBR به منظور پاک سازی، توسط پساب خروجی خوراک دهی می شدند و راکتور سوم، با هدف افزایش رشد بیوفیلم (لایه ی بیولوژیکی) توسط فاضلاب خام ورودی تغذیه می شد. بعد از گذشت دو روز، تغذیه ی دو سیستم MBBR عوض شد. این تغییرات در خوراک دهی سه بار در هفته صورت می گرفت. همچنین انکوباسیون و رشد دادن بیوفیلم ها، ۴ ماه قبل از انجام آزمایش صورت گرفت. در این مدت زمان، نرخ جریان ۶ لیتر بر ساعت و زمان ماند هیدرولیکی هر راکتور ۰.۵ ساعت در نظر گرفته شد. به منظور بررسی اثر مبادله ی تغذیه در خوراک دهی راکتور ها، میزان حذف DOC و NH4+-N، دو روز یک بار و بین هر تغییر بررسی می شد.
روش آزمایش
در این آزمایش علاوه بر بررسی اثر گذاری روش MBBR در حذف مواد دارویی، مقایسه ای هم بین رژیم جریان منقطع و متوالی صورت گرفت.
در راکتور با جریان منقطع، برای اطمینان از اینکه تمامی ترکیبات در راکتور وجود دارند، مخلوطی از ترکیبات مختلف با غلظت های بین ۳ تا ۲۰ میلی گرم در لیتر که در ۵۰۰ میکرو لیتر متانول حل شده بودند به هر راکتور اضافه شد. این محلول اضافه شده در نهایت COD معادل ۲۰۰ میلی گرم بر لیتر را در هر راکتور ایجاد نمود.
در راکتور با جریان متوالی، حذف مواد دارویی در جریان پیوسته (ورودی-خروجی متوالی) بررسی شد.در این آزمایش، زمان ماند کل در هر دو راکتور ۱ ساعت (۴ ماه قبل از نمونه برداری) و زمان ماند کل در هر راکتور ۴ ساعت (۱ هفته قبل از نمونه برداری) بود.
نتیجه گیری
راندمان حذف ترکیبات دارویی مختلفی در این آزمایش مورد بررسی قرار گرفت که گروه آنتی بیوتیک، داروهای تنظیم کننده ی جریان خون، داروهای ضد درد و ضد افسردگی از این دست بودند.
بعد از آماده سازی راکتورها، نمونه برداری از هر راکتور انجام گرفت و نتایج آزمایش در رابطه با راندمان حذف مواد دارویی مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان داد که بیوفیلم رشد کرده بر روی مدیا های موجود در راکتور MBBR، که متناوبا به وسیله ی BOD موجود در فاضلاب ته نشین شده خوراک دهی می شود، می تواند برای حذف مواد دارویی از پساب خروجی از تصفیه خانه ی فاضلاب لجن فعال متعارف مورد استفاده قرار گیرد.همچنین این بیوفیلم می تواند آمونیاک را تا حد بالایی حذف نماید. بیوفیلم موجود در راکتور MBBR که توسط جریان متوالی خوراک دهی می شد، ظرفیت کاهش و حذف مواد دارویی را که در روش لجن فعال متعارف حذف نمی شوند (نظیر دیکلوفناک) را نشان داد. طبق نتایج آزمایشات، داروی دیکلوفناک و آتنولول بیش از ۵۰ درصد از پساب خروجی از تصفیه خانه ی لجن فعال متعارف حذف شدند.
مطالب مرتبط در زمینه حذف پساب دارویی از پساب تصفیه خانه فاضلاب:
نوشته های مفید در زمینه حذف پساب دارویی از پساب تصفیه خانه فاضلاب:
تصفیه فاضلاب صنایع فولاد و آبکاری
تصفیه فاضلاب صنایع دامداری و کشاورزی
تصفیه فاضلاب صنایع غذایی و لبنی
