17168

17168

اكسيداسيون بيولوژيك بي هوازي تركيب گوگردي مدل

كارشناسي ارشد

بيوتكنولوژي

دي 1395

دكتر فرشته نعيم پور

مهندسي شيمي

حذف زيستي تركيبات گوگردي به دو روش هوازي و بي هوازي انجام ميشود ولي سيستم بي هوازي بدليل بازده بالاتر و عدم نياز به هوادهي، بر هوازي ارجحيت دارد. در اين تحقيق پس از آزمايش هاي اوليه، نمونه آب تصفيه خانه چرم شهر ورامين به عنوان مخلوط ميكروبي انتخاب و اكسيداسيون تيوسولفات به عنوان تركيب نمونه گوگردي مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا اكسيداسيون زيستي تيوسولفات ( 5000ppm) در بطري 50 ميلي ليتر لرزان و بيوراكتور همزان دار ناپيوسته 400 ميلي ليتر مقايسه و مشخص شد كه تيوسولفات در هر دو سيستم طي 120 ساعت حذف مي گردد در حاليكه توليد گوگرد در بيوراكتور (32%) كمي نسبت به بطري لرزان (27%) بيشتر بود. به منظور افزايش توانايي حذف زيستي، عمليات خودهي مخلوط باكتريايي تا غلظت ppm 3000 تيوسولفات انجام و سپس اثر غلظت تيوسولفات اوليه (3000، 5000 و ppm 7000) در غلظت ثابت نيترات (2000ppm) و نسبت تيوسولفات به نيترات (67/0، 1 و 2) در غلظت ثابت تيوسولفات (5000ppm) با استفاده از طراحي آزمايش يك فاكتور در يك زمان در بيوراكتور ناپيوسته، بررسي شد. اگرچه حذف كامل تيوسولفات مشاهده شد، زمان لازم با افزايش غلظت تيوسولفات افزايش يافت. كاهش نسبت تيوسولفات به نيترات باعث بهبود اكسيداسيون شد. همچنين بررسي تاثير زمان (24، 48، 72 وh 96) و غلظت اوليه تيوسولفات (3000، 5000 و 7000ppm ) بر حذف زيستي بي هوازي در بيوراكتور ناپيوسته به روش فاكتوريل كامل نشان داد كه غلظت 5000ppm منجر به حداكثر درصد حذف تيوسولفات در زمان 96 ساعت مي شود. لذا، در اين غلظت به بررسي تاثير همزمان نسبت تيوسولفات به نيترات (67/0، 1، 5/2 و 4) و زمان (24، 48، 72 و96 ساعت) با در نظر گرفتن درصد حذف و بازده توليد گوگرد عنصري به عنوان پاسخ در طراحي آزمايش فاكتوريل كامل، پرداخته شد. ماكزيمم درصد حذف تيوسولفات (100%) و بازده توليد گوگرد عنصري (37%) در نسبت 1 و زمان 96 ساعت بدست آمد. اين نتايج مي تواند در توليد گوگرد عنصري به جاي سولفات ها هنگام اكسيداسيون زيستي بي هوازي تركيبات گوگردي مورد استفاده قرار گيرد. واژه‌هاي كليدي: تيوسولفات، اكسيداسيون زيستي، اكسيداسيون بي¬هوازي، حذف زيستي، گوگرد زيستي

1396/02/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Although biological removal of sulfur compounds can be performed under aerobic an​d anaerobic conditions, anaerobic systems are preferred due to their higher efficiency an​d no need for aeration. In this study, we used water samples from waste water treatment of Varamin’s leather city as microbial source for microbial oxidation of thiosulfate as a model sulfur compound. Preliminary experiments were performed to compare oxidation of 5000 ppm thiosulfate in 50 ml shaking bottles an​d 400 ml stirred batch bioreactor where complete thiosulfate removal was observed in both systems after 120 h. However, sulfur production was slightly higher in bioreactor (32%) compared to that in shaking bottles (27%). After acclimation of microbial source to thiosulfate (up to 3000 to enhance biological oxidation), the effect of initial thiosulfate concentration (3000, 5000 & 7000 ppm) at constant nitrate concentration (2000 ppm) as well as thiosulfate to nitrate ratio (0.67, 1 & 2) at constant thiosulfate concentration (5000 ppm) on oxidation were investigated by one factor at a time experimental design in bioreactor. Although complete elimination of thiosulfate was observed, the time required for complete oxidation of thiosulfate increased with its concentration. Decreasing the ratio of thiosulfate to nitrate enhanced biological oxidation of thiosulfate. Full factorial design were carried out to examine the effect of cultivation time (24, 48, 72 & 96 h) an​d initial thiosulfate concentration (3000, 5000 & 7000 ppm) on thiosulfate oxidation in bioreactor. Maximum percentage of thiosulfate removal was obtained at initial 5000 ppm at 96 h. At this this concentration therefore the effects of thiosulfate to nitrate ratio (0.67, 1, 2.5 & 4) an​d time (24, 48, 72 an​d 96 h) on thiosulfate removal an​d sulfur production yield were investigated using full factorial design. Maximum percentage of thiosulfate removal (100%) an​d elemental sulfur production yield (37%) were obtained at ratio equal to 1 an​d the cultivation time of 96 h. These results can be used in production of elemental sulfur instead of sulfate, during anaerobic biological oxidation of sulfur compounds. Keywords: thiosulfate, biological oxidation, anaerobic oxidation, biological removal biological elemental sulfur