تصفیه بیولوژیکی فاضلاب خانگی با استفاده از میکروجلبک کلرلا ولگاریس در مقیاس آزمایشگاهی

عباسی بیرگانی, موسی; علیزاده, رضا; طهماسبی انفرادی, ستار; سلطانیان, ستار

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب خانگی با استفاده از میکروجلبک کلرلا ولگاریس در مقیاس آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ کارشناس ارشد، گروه محیط زیست، دانشکده محیط زیست و منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص) بهبهان، خوزستان، ایران

² استادیار، گروه محیط زیست، دانشکده محیط زیست و منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص) بهبهان، خوزستان، ایران

³ استادیار، گروه زیست‌فناوری انرژی و محیط زیست، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری، تهران، ایران

⁴ مربی، گروه محیط زیست، دانشکده محیط زیست و منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص) بهبهان، خوزستان، ایران

چکیده

در قرن اخیر با افزایش جمعیت و رشد صنایع، حجم بالایی از فاضلاب ایجاد شده است. به علت توانایی بالقوه‌ی فاضلاب‌ها در آلوده‌سازی منابع غذایی و آب‌ها، تأکید زیادی بر تصفیه فاضلاب‌ها صورت گرفته است. یکی از مؤثرترین روش‌های بیولوژیکی در تصفیه‌ی فاضلاب، استفاده از گیاهان می‌باشد. گروهی از گیاهان که اخیراً جهت تصفیه‌ی فاضلاب‌ها مورد توجه محققین قرار گرفته‌اند، میکروجلبک ها می‌باشند. میکروجلبک‌ها با استفاده از نور خورشید، مواد مغذی فاضلاب را مصرف کرده و این مواد را به توده‌های زیستی مفیدی تبدیل می‌کنند. در این پژوهش عملکرد میکروجلبک کلرلاولگاریس در تصفیه‌ی فاضلاب انسانی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا میکروجلبک درون فتوبیورآکتور پرورش داده شد و سپس توده‌ی زیستی میکروجلبک تحت شرایط متغیر در محیط فاضلاب کشت داده شد. طی دوره‌ی پرورش میکروجلبک ها در فاضلاب، میزان BOD فاضلاب، در شرایط مختلف آزمایش و در زمان‌های ماند متفاوت، با استفاده از دستگاه BOD متر تعیین شد. بهترین شرایط جهت رشد میکروجلبک کلرلا ولگاریس در محیط فاضلاب دمای 35 درجه‌ی سانتی گراد و غلظت زیست توده‌ی 30 درصد تعیین شد. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه‌ی رشد و در زمان ماند 72 ساعت، میکروجلبک کلرلاولگاریس قادر به حذف 82 درصد از BOD فاضلاب می‌باشد. نتایج به‌دست آمده توانایی میکروجلبک کلرلا ولگاریس در کاهش میزان BOD فاضلاب و امکان کاربرد آن جهت تصفیه‌ی فاضلاب را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Biological Treatment of Domestic Wastewater using Chlorella vulgaris Microalgae at Laboratory Scale

نویسندگان [English]

Mousa Abbasi Biregani ¹
Reza Alizadeh ²
Sattar Tahmasebi Enferadi ³
Sattar Soltanian ⁴

¹ M.Sc., Department of Environment, Faculty of Environment and Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Khuzestan, Iran

² Assist. Professor, Department of Environment, Faculty of Environment and Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Khuzestan, Iran

³ Assist. Professor, Department of Energy Biotechnology and Environment, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology (NIGEB), Tehran, Iran

⁴ Lecturer, Department of Environment, Faculty of Environment and Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Khuzestan, Iran

چکیده [English]

It is highly emphasis on the wastewater treatment because of its high potential in contaminating the food and water. One of the most effective biological methods in wastewater treatment is usage of plants. A group of the plants, which has attracted the researchers’ attention is the microalgae. Microalgae consume the nutritious materials with the help of the sun light, turn these materials into useful biomass and secure the wastewater resources from contamination. In this study, the Chlorella Vulgaris microalgae performance was assessed in purifying municipal wastewater. First, the microalgae were grown inside a photobioreactor and later the biomass of microalgae was cultivated under varying conditions in the wastewater medium in order to examine their performance. During the period of growing microalgae in the wastewater, BOD of wastewater was determined in different conditions at various retention times using BOD meter. The best condition for the Chlorella Vulgaris microalgae growth was determined at 35 ˚C and biomass concentration of 30%. The results showed that under the optimal growth condition and after 72 hours of retention time, Chlorella Vulgaris was capable to remove 82% of the wastewater BOD. The results asserted Chlorella Vulgaris microalgae capability in decreasing wastewater BOD and its applicability in wastewater treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

Chlorella Vulgaris
Wastewater Treatment
photobioreactor
retention time

مراجع

Afshari A., Yahyavi M., Sajadi M. M., Shakib H. A. and Abdolalyan, A. (2011). Evaluating the ability of Tetraselmis suecica microalgae in treatment of municipal secondary wastewater. J. Aquacul. Fish. 2(8), 1-8. [In Persian].

Amini M., Younesi H., Najafpour G., Zinatizadeh Lorestani A.A., Anbia M. and Ziaei Modbooni M. A. (2014). Treatment of Synthetic Wastewater by Aerobic-anaerobic Bioreactor with Granular Sludge Developed for Removal of Nutrients. J. Water Wastewater, 25(2), 58-67 [In Persian].

Esmaeili Sari A. (2000). Bacteria, algae, fungi and invertebrates, freshwater. Iranian Fish. Res. Inst. Pub. [In Persian].

Faramarzi M. A., Forovtanfar H. and Shakibaei M. (2010). Microalgae Biotechnology. Tehran University Press, 352 pages. [In Persian].

Grobbellar J. U. (2006). Algal nutrition. In: Richmond A (Ed.) Handbook of microalga culture: biotechnology and applied phycology. 3rd Ed. Blackwell Publishing Company. Oxford.

Karbasi A., Amin Zadeh B., Lotfi Katooli S., Ghaemi A. (2015). The removal of nitrogen and phosphorus from urban wastewater by microalgae. Seventh National Conference and Exhibition of Environmental Engineering, Tehran [In Persian].

Kianmehr H. (2009). The biology of algae. 1^st Ed. Ferdowsi University of Mashhad [In Persian].

Mohammadi Sarvestani M., Gheshlaghi R. and Akhavan Mahdavi M. (2012). The growth of native microalgae in the wastewater treatment plant in synthetic medium BG11. The Fourteenth National Congress of Chemical Engineering, Sharif University in Tehran. [In Persian].

Monzavi M. T. (2009). Municipal Wastewater (Volume 2) Wastewater Treatment. 8th Ed. University of Tehran Pub., Tehran [In Persian].

Munoz P. and Guieysse B. (2006). Algal-bacterial processes for the treatment of hazardous contaminants. a review. Water Res., 40, 2799-2815.

Munoz R., Kollner C., Guieysse B. and Mattiasson B. (2004). Photo synthetically oxygenated salicylate biodegradation in a continuous stirred tank photo bioreactor. Biotech. Bioeng., 87, 797-803.

Nejadali A. (2005). Analytical Chemistry. Tarjoman Kherad Pub., Tehran, page 261 [In Persian].

Olguin E. J. (2003). Phytoremediation. key issues for cost-effective nutrient removal processes. Biotech. Adv., 22, 81-91.

Rawat I. Kumar R.R., Mutanda T. and Bux F. (2011). Dual role of microalgae: Phycoremediation of domestic wastewater and biomass production for sustainable biofuels production. Appl. Energy, 88(10), 3411-3424.

Rezvani S. S., Vahabzadeh F. and Fazel S. H. (2014). Biological removal of phenol by Chlorella vulgaris. The fifth national conference on water, wastewater and solid waste. Tehran [In Persian]. Riahi H. (2008). Algae Studies. University of Al-Zahra. Tehran [In Persian].

Soeder C. J. (1981). Chemical composition of microalgal biomass as compared to some other types of single-cell protein (SCP). 73-85 in J.U. Grobelaar, Soeder C.J. and Toerien D.T. Eds. Wastewater for Aquaculture. Proceedings of a Workshop on Biological Production Systems and Waste Treatment. University of the Orange Free State, Bloemfontein, South Africa.

Tarik Z. (2008). Microalgae Grown in Photo bioreactor for Mass Production of Biodiesel. Rutger university press. U.S.A.

Tchobanogolous G., Burton F.L. and Stensel H.D. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Metcalf & Eddy (Ed.). McGraw-Hill Science/Engineering/Math. Third Edition.

Valizadeh K. and Tahmasebi H. (2014). Dairy effluent treatment using microalgae in the micro reactor. the third national conference on innovative technologies in chemistry and chemical engineering. Ghoochan [In Persian].