Skip to main content
SUPERVISOR
Amir Taebi Harandi
امیر تائبی هرندی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kobra Mirzaei
کبری میرزائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Evaluation of Chitosan Performance in Algae Removal from Waste Stabilization Ponds Effluent Case Study: IUT waste stabilization pond
This study aimed to eliminate algae from waste stabilization ponds effluent, using chitosan through coagulation-flocculation-sedimentation process. The primary criterion to evaluate the efficiency of chitosan usage was turbidity removal. Therefore, the samples of waste stabilization pond effluent were tested using chitosan, poly aluminum chloride and ferric chloride, and the results were compared together. Also, COD and coliform removal were measured in some samples coagulated using chitosan. All the tests were held in three pH levels of 5, 7.5 and natural pH. The tests were done in coagulant dose levels of 20, 40, 60, 80 mg/L for chitosan, 50, 100, 150 mg/L for poly aluminum chloride and 100, 150 and 200 mg/L for ferric chloride. Chitosan has a suitable function of turbidity removal, making denser and more settleable flocs. The highest turbidity removal efficiency of chitosan is 91% in basic pH (natural pH of effluent) using 80 mg/L chitosan and 89% in mutual pH (pH level of 7.5) using 20 mg/L chitosan, while the COD removal efficiency is observed to be 65 and 73%and coliform removal efficiency is 97 and 94% respectively. Based on the statistical analyses, it is suggested to use Quartic model to model chitosan performance in turbidity removal and Quadratic model to model it in COD removal. The optimization results indicate that using 20 mg/L chitosan in pH range of 6.6 to 7, turbidity removal could be achieved near 100% and COD removal about 77%. Poly aluminum chloride functions well just in acidic pH making light flocs. The highest turbidity removal was observed about 88% in pH 5 using poly aluminum chloride doses of 100 and 150 mg/L. Statistical analyses suggest Quadratic model for turbidity removal predicting the highest efficiency about 90% in pH 5 using 140 to 150 mg/L poly aluminum chloride. Ferric chloride has the best function in mutual pH, achieving 88% turbidity removal efficiency using 200 mg/L coagulant. However the folcs are light and unsettlable, changing the effluent color in high doses. Based on the optimization results, 94% turbidity removal efficiency is predicted using 200 mg/L ferric chloride in pH range of 8.2 to 8.4. Comparing the results, less coagulant consumption, lack of necessary changes in the pH of effluent, producing denser flocs and not changing the effluent color could be pointed out as the advantages of chitosan over poly aluminum chloride and ferric chloride. Based on this study, chitosan has an adequate performance qualifying the waste stabilization ponds effluent for reuse or discharge receiving waters. Key words : algae removal, waste stabilization ponds, coagulation and flocculation, chitosan
در این پژوهش با هدف حذف جلبک از پساب برکه های تثبیت فاضلاب، از کیتوسان طی فرایند انعقاد و لخته سازی به همراه ته نشینی استفاده شده است. معیار اولیه برای ارزیابی عملکرد کیتوسان حذف کدورت است. برای این کار نمونه هایی که از پساب خروجی برکه های تثبیت فاضلاب برداشت شده بودند با استفاده از کیتوسان، پلی آلومینیوم کلراید و فریک کلراید مورد آزمایش های انعقاد قرار گرفتند و نتایج حذف کدورت در آن ها مقایسه شد. همچنین بازده حذف بار آلی و بار میکروبی در برخی از نمونه هایی که با کیتوسان منعقد شده بودند، اندازه گیری شد. آزمایش ها همگی در سه سطح pH برابر با 5، 5/7 و pH طبیعی پساب انجام شدند. آزمایش های مربوط به کیتوسان در چهار سطح دز منعقدکننده برابر با 20، 40، 60 و mg/L80، پلی آلومینیوم کلراید در دز های 50، 100 و mg/L150، و فریک کلراید در دز های 100، 150 و mg/L200 انجام شد. کیتوسان عملکرد مناسبی در حذف کدورت داشت و لخته های درشت تر و ته نشین پذیرتری تولید می کرد. در pH بازی (pH طبیعی پساب) بیشترین بازده حذف کدورت با استفاده از کیتوسان، در دز mg/L80 برابر با 91% و در pH خنثی (pH برابر با 5/7) در دز mg/L20 برابر با 89% ایجاد می شد. در چنین شرایطی بازده حذف بار آلی به ترتیب 65 و 73% و بازده حذف بار میکروبی به ترتیب 97 و 94% مشاهده شد. بر اساس نتایج تحلیل های آماری برای عملکرد کیتوسان در حذف کدورت مدل درجه چهار و در حذف COD مدل درجه دو پیشنهاد می شود. نتایج بهینه سازی حاکی از آن است که با مصرف mg/L20 کیتوسان در pH در محدوده 6/6 تا 0/7 می توان به بازده حذف کدورت نزدیک به 100% و بازده حذف بار آلی 77% دست پیدا کرد. پلی آلومینیوم کلراید تنها در pH اسیدی عملکرد مناسبی داشت و لخته های سبکی نیز تولید می کرد. در آزمایش های انعقاد با استفاده از پلی آلومینیوم کلراید، بیشترین بازده حذف کدورت در pH برابر با 5 در دز های 100 و mg/L150، در حدود 88% مشاهده شد. تحلیل های آماری مدل درجه دو را برای حذف کدورت از پساب با استفاده از پلی آلومینیوم کلراید پیشنهاد می دهد. همچنین نتایج بهینه سازی، بیشترین بازده حذف کدورت را در pH برابر با 5 و با دز 140 تا mg/L150 پلی آلومینیوم کلراید، در حدود 90% پیش بینی می نماید. فریک کلراید در pH خنثی عملکرد بهتری داشت. در این pH و در دز mg/L200 بازده حذف کدورت 88% مشاهده شد. با این حال لخته های تولیدی بسیار سبک و غیر قابل ته نشینی بودند و مصرف دز های بالای منعقدکننده باعث تغییر در رنگ پساب می شد. بر اساس نتایج بهینه سازی در صورت مصرف mg/L200 فریک کلراید در pH در محدوده 2/8 تا 4/8، بازده حذف کدورت 94% پیش بینی می شود. از مقایسه نتایج مشاهده شده می توان به مصرف کمتر منعقدکننده، نبود ضرورت تغییرات زیاد در pH پساب، تولید لخته های چگال تر و عدم تغییر در رنگ پساب، به عنوان مزایای کیتوسان نسبت به پلی آلومینیوم کلراید و فریک کلراید اشاره کرد. بر اساس این پژوهش، کیتوسان در بهبود کیفیت پساب برکه های تثبیت فاضلاب برای مصرف مجدد و یا تخلیه به آب های پذیرنده عملکرد مطلوبی دارد. کلمات کلیدی: حذف جلبک، برکه تثبیت فاضلاب، انعقاد و لخته سازی، کیتوسان.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی