هوازی،
باکتریهای مذکور ترجیحا اسیدهای زنجیره کوتاه را تجزیه می کنند. این غلظت سوبستره تعیین کننده جذب همزمان فسفات و سنتز پلی فسفاتها است. انرژی مورد نیاز نیز با جداسازی فسفات از ذخیره موجود حاصل میشود.
سوخت و ساز سلولی باکتری های دیگر ذخیره کننده پلی فسفات قادر به تنفس نیترات نمی باشند، متوقف میگردد. در مرحله هوازی پس از آن هردو نوع باکتری فسفات موجود در فاضلاب را جذب
میکنند و البته باید متذکر شد که باکتری های Acinetobacter قادر به جذب مقدار بیشتری فسفات هستند. در مرحله آنوکسیک نیز، باکتریهای بیهوازی اختیاری Acinetobacter قادرند که فسفات ذخیره نمایند. سوخت و ساز سلولی باکتریهای میله ای گرم مثبت در این مرحله همانند مرحله بی هوازی انجام میپذیرد. رشد مناسبتر باکتریهای Acinetobacter باعث ازدیاد آنها شده، ولی تمایل آنها به جذب فسفات در مرحله
بیهوازی کاهش مییابد (Nielsen, 2006).
۲-۸- تاریخچه تصفیه فاضلاب
نگاه اجمالی به تاریخچه تصفیه فاضلاب نشان میدهد که فرآیند تصفیه در اوایل قرن بیستم و با حذف مواد معلق و آلی از فاضلاب آغاز گردید (ابریشم چی و همکاران؛ ۱۳۷۴). ولی با گذشت زمان و پیدایش شرایط نامناسب زیست محیطی، متخصصان بر آن شدند تا تصفیه کامل تری از پساب را انجام دهند. از آنجایی که حذف هر آلاینده، متناسب با اهمیت بهداشتی و زیست محیطی آن است، حذف عناصر مغذی نیز با پیدایش پدیده اوتریفیکاسیون در منابع آبی اهمیت ویژه پیدا کرده است (Guter and Heuze; 1995). در این رابطه مطالعات بسیاری با استفاده از متد هایی خاص، صورت گرفته است که هریک، گزارشی علمی از عملکرد تکنیک های مختلف در حیطه فرآیندهای مرتبط با تصفیه پساب و حذف فسفر ارائه میدهند. از تحقیقات غیر بیولوژیک انجام گرفته در این زمینه می توان به گزارشات هرمزی نژاد و همکاران اشاره کرد که توانستند با استفاده از آهک، بازده مؤثری را در حذف فسفر از فاضلاب به دست آورند که این فرآیند با رسوب دادن این عنصر در پساب توجیه گردید. از روشهای شیمیایی دیگر رسوب فسفر، به کارگیری نمکهای آهن و آلومینیوم است که این تکنیکها، در مجموع تولید لجن شیمیایی حاصله و مشکلات مربوط به دفع آنها و اثرات احتمالی آنها بر آبهای پذیرنده و محیط را افزایش خواهند داد؛ لذا اهمیت استفاده از روشهای بیولوژیکی و بدون استفاده از عوامل شیمیایی خارجی، بیش از پیش محرض میگردد. حذف فسفر به روش بیولوژیکی یک تکنیک جدید و توسعه یافته است که با تغییر طراحی سیستمهای رشد معلق انجام می شود. به این ترتیب بدون وارد کردن ماده شیمیایی و عملاً بدون ایجاد لجن اضافی، فسفر در پساب به حد قابل تخلیه به محیط زیست در خواهد آمد.اساساً اصول کار در حذف بیولوژیکی فسفر، ذخیره شدن در جرم بیولوژیکی است که البته این ذخیره شدن میتواند به کمک مواد شیمیایی در مجاورت باکتریها نیز صورت پذیرد (Bowker & Stensel ; 1990 و Bitton; 1999). در سالهای اخیر استفاده از سیستمهایی تحت عنوان راکتور های ناپیوسته متوالی (SBRs) به دلیل سادگی، توجه زیادی را به منظور تصفیه فاضلاب به خود جلب نموده است که طی آن تمام فرآیند های ضروری بر اساس توالی زمانی و با استفاده از شرایط بیولوژیک، در یک حوضچه انجام میگردد.
دکتر محوی و همکاران در سال ۱۳۸۳ پتانسیل مناسب حذف بیولوژیک فسفر را از پساب شهری یکی از شهرکهای تهران، توسط راکتور ناپیوسته متوالی با جریان پیوسته گزارش کردند.
دهقانی و کرمانشاهی نیز کارایی راکتور ناپیوسته متوالی را در حذف بیولوژیکی فسفر از فاضلاب شهری شیراز مورد بررسی و مطالعه قرار دادند و نتایج مثبتی را در این خصوص گزارش نمودند (دهقانی و کرمانشاهی؛ ۱۳۸۸).
اما از تحقیقات انجام گرفته در رابطه با جداسازی باکتریهای محلول کننده و حذف کننده فسفات میتوان به آزمایشات Krishnaswamy و همکاران از کشور هند در سال ۲۰۰۹ اشاره کرد که توانستند ۳۸ سویه شامل باسیلوس، سودوموناس و انتروباکتر، آکروموباکتروم را توسط تستهای متداول بیوشیمیایی از منابع پساب سنتتیک تهیه شده به روش آزمایشگاهی جدا نمایند.
Park و همکاران نیز در سال ۲۰۱۰ جداسازی ۳ استرین PRB با ظرفیت انحلال پذیری بالای فسفات از خاک استرالیا را که متعلق به جنس های Ochrobactrum, Pantoea و Enterobacter بودند، گزارش نمودند.
گزارش مشابه دیگر در سال ۲۰۰۵ توسط Chung و همکاران، با جداسازی باکتریهای فوق از خاک زمینهای کشاورزی مناطق مختلف در کره جنوبی ارائه گردید.
همچنین در مطالعهای دیگر در سال ۲۰۰۷، Perez و همکاران با آزمایش بر روی خاک های اسیدی غنی از آهن در کشور ونزوئلا، توانستند جنس های Burkholderia, Serratia, Ralstonia و Pantoea را با استفاده از آنالیز ژن های ۱۶S rRNA، به عنوان باکتریهای محلول کننده فسفات شناسایی کنند.
از تحقیقات انجام گرفته در ایران نیز می توان به گزارش راثی پور و علی اصغر زاده در ۱۳۸۶ و جداسازی گونههای Pseudomonas putida ، Aeromonas hydrophila و Pseudomonas fluorescens اشاره نمود. علاوه بر آن مرزبان و همکاران در سال ۱۳۸۹ توانستند جنس سودوموناس را با استفاده از روشهای بیوشیمیایی و آنالیز قطعه ۱۶S rRNA به عنوان باکتری جاذب فسفات، از خاکهای آلوده به قطران جداسازی نمایند.
Brdjanovic و همکارانش در سال ۱۹۹۸ با کار بر روی فاضلاب کارخانهی لبنیات در کشور صربستان توانستد باکتری دخیل در فرآیند EBPR را جداسازی کنند از جمله میتوان به Achromobacter, Acinetobacter, Agrobacterium,‌Alcaligensm Bacillus, Brevundimonas اشاره کرد.
۲-۹- حذف فسفر از فاضلابها
وجود مواد مغذی از جمله فسفر و نیروژن در فاضلاب و تاثیر آن بر آبهای طبیعی از نگرانیهای عمده میباشد. با توجه به شواهد اخیر که فسفر موجود در فاضلاب (نه نیتروژن) در مقدار میکروگرم در هر لیتر باعث رشد جلبک میشود. در نتیجه حذف فسفر در پایینترین سطح ممکن خیلی مهم است. از
روشهای شیمیایی و بیولوژیکی برای حذف آنها کمک گرفته شده است. حذف فسفات میتواند با هر دو روش شیمیایی و بیولوژیکی انجام شود ولی حذف نیتروژن غالبا با ابزارهای بیولوژیکی انجام شده است. فرآیند حذف بیولوژیکی فسفات بخاطر سادگی روش، منابع اقتصادی و سایر مزایای دیگر متداولتر است. فرآیند حذف بیولوژیکی فسفات بر افزایش میکروارگانیسم ها بر جذب فسفر بیشتر بداخل سلولشان متکی است. بنابراین این روش بیشتر به عنوان افزایش حذف بیولوژیکی فسفات(EBPR) نامیده می شود.این فرآیند در بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب بکار می رود.طرح پیشنهادی مسیرهای بیئشیمیایی
بیهوازی/هوازی و شناسایی باکتری های احتمالی مسئول EBPR ((Candidus Accumlibacter Phosphatis باعث عملکرد بهتر EBPRو باکتری های (Candidatus Competibacter Phosphatis) باعث بیثبات کردن عملکرد EBPR میشوند. فرآیند EBPR شامل استفاده از باکتریها برای جمع آوری فسفر در سلولهای خود، بطوری که میتوان آن را به راحتی از فاضلاب جدا کرد، اطلاق میشود.
در عمل ادغام هم زمان نیتریفیکاسیون/دنیتریفیکاسیون، ذخیره فسفر با فراهم کردن سطح بسیار پایین اکسیژن محلول در منطقهی هوازی، بسیار قابل توجه بوده است. این عمل کاهش هزینههای عملیات را دارد و باعث حذف قابل توجهی از مواد نوترینت و مغذی کربندار میشود. ابزارهای بیولوژیکی می توانند غلظت فسفر منتشر شده را تا حد mg/l0.1 برسانند.
یوتریفیکاسیون در آبهای سطحی و فاضلاب در درجهی اول ناشی از فسفر و نیتروژن است. مشخصهی اصلی این پدیده رشد جلبک در طول فصل تابستان میدهد. نتایج بیش از حد فسفر و نیتروژن، کاهش اکسیژن محلول، مردن ماهیها، تیره شدن آب، کاهش فلور و جانوران موجود در آب است. در برخی موارد هم سم جلبک بنام microsystis در اثر رشد جلبک در آب یافت شده است.علاوه بر این،افزایش رشد جلبک باعث افزایش عمل کلر زنی در آب آشامیدنی می شود،که به نوبه ی خود باعث افزایش مواد ضد عفونی در آب می شود که باعث افزایش خطر ابتلا به سرطان می شود.( Hasselgren et al., 2008) همچنین افزایش این مواد باعث فعالیت میکروب های مضر مثل Pfiesteria می شود.تقریبا ۲۵درصد از تمام اختلالات آب مربوط به وجود مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) در آب است.با وجود باور قدیمی که رشد جلبک ها می توانند توسط هر دو عامل نیتروژن و فسفر کنترل شود ولی واضح و مشخص است که فسفر ماده ی غذایی کلیدی و کنترلی است. ولی کنترل نیتروژن اثر منفی همچون رشد گروهی از جلبک ها را باعث می شود. (Hasselgren E. et al 2008).
بومن و همکارانش (۲۰۰۸) نشان دادند که فسفر محدوده ی کم حتی µg/L6/5-1/0 در یک دورهی طولانی مدت باعث رشد جلبک ها در دریاچه های طبیعی می شود. بنابراین حذف فسفر از فاضلاب بطور قابل توجهی مهم است.برای حذف فسفر،بایستی فسفر به شکل ذرات ریز تبدیل شود و ذرات بوسیله ی ته نشینی و فیلتراسیون حذف شوند یا اینکه جهت استفاده در غشای سلولی فشرده و تغلیظ شوند.
سه روش حذف فسفر:
۱) تبدیل فسفر به انواع مواد شیمیایی با اضافه کردن یک نمک فلزی یا آهک (رسوب دادن)
۲) حذف با تصفیه ی غشایی
۳) ترکیب فسفر با زیست توده
شکل۱-۲ روشهای حذف فسفر
۲-۱۰- راندمان حذف فسفر توسط رسوب شیمیایی
به دو عامل بستگی دارد :
(A تعادل شیمیایی بین فسفر موجود در آب و مواد جامد
(Bبازده فرآیند حذف مواد جامد
فرآیند های که اساسا تمام آلاینده ها را از فاضلاب حذف خواهد کرد همچون اسمز معکوس یا غشای نانو فیلتراسیون، می تواند برای حذف فسفر استفاده شود (Ratanatamskul et al., 1996).
تصفیهی غشایی گران قیمت است و در حال حاضر بعنوان روش اصلی حذف فسفات استفاده
نمیشود. به هر حال تصفیهی غشایی استفاده خواهد شد برای هدف دیگری (حذف کل مواد جامد) که تقریباً میتواند فسفر را حذف کند. بطور معمول زیست توده شامل(w/w) %5/2 to 5/1 فسفر در مواد جامد فرار است. تحت شرایط خاص فسفر موجود در زیست توده در سطح ۸-۶ درصد انباشته خواهد شد که این مقدار بیش از حد نیاز تغذیه ای خواهد بود. که این فسفر انباشته شده در بیومس یا لجن توسط رسوب حذف خواهد شد. حذف بیولوژیکی فسفات از زیست توده می تواند در برخی از گیاهان بعنوان کود استفاده شود. فرآیند حذف فسفر توسط رسوب دادن آن با بیومس، بعنوان بالا راندمان حذف بیولوژیکی فسفات اشاره شده است.(EBPR) راندمان حذف فسفات در سیستمهای بیولوژیکی به محتوای فسفر جدا شده از لجن و راندمان فرآیندهای جداسازی مواد جامد بستگی دارد. که این روش مقرون به صرفه تر و امکان پذیر تر بوده است. موجوداتی که فسفر را بصورت poly-P در بدن خود ذخیره میکنند، موجودات جمع کنندهی فسفات

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید