عنوان پایان‌نامه
بکارگیری بیوراکتورهای غشایی درتصفیه پسابهای دارویی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-داروسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 731;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37167
- تاریخ دفاع
- ۱۴ آذر ۱۳۸۶
- استاد راهنما
- اسماعیل حریریان, محمدرضا مهرنیا
- دانشجو
- بهاره مددخواه سلماسی
- چکیده
- در این تحقیق، زیست تجزیه پذیری استامینوفن به عنوان داروی مدل به وسیله لجن فعال در مقیاس ارلن و در یک بیوراکتور غشایی در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشها در ارلن نشان داد که استامینوفن می تواند به تنهایی تامین کننده کربن و انرژی برای فعالیت و ادامه حیات میکروارگانیزمها باشد. همچنین مشخص شد سرعت حذف بیولو‍ژیکی استامینوفن با غلظت اولیه ppm1000 از درجه یک پیروی می کند. پار امترهای موثر بر حذف استامینوفن توسط طراحی آزمایش و با استفاده از نرم افزار Minitab مورد بررسی قرارگرفت. پارامترهای مورد بررسی شامل میزان هوادهی (از 75% تا 95%)، غلظت بیومس (از 2 تا 15 گرم بر لیتر)، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی یا COD (از 500 تا 1000 میلی گرم بر لیتر)، غلظت اولیه استامینوفن (از 200 تا 4000 میلی گرم بر لیتر) و سرعت اختلاط (100 تا 300 دور بر دقیقه) می باشند. نتایج آزمایشها و تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که پارامترهای غلظت اولیه استامینوفن و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی و غلظت جامدات معلق مهمترین پارامترهای موثر در حذف استامینوفن می باشند. بعد از به دست آوردن پارامترهای مهم و موثر بر حذف استامینوفن یک بیوراکتور غشایی ایرلیفت با حجم 7 لیتر ساخته شد و غشاء پلیمری اولترا فیلتر از جنس پلی اتر سولفون در قسمت ناودان قرار گرفت. هیدرو دینامیک بیوراکتور ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت و روابطی برای نگهداشت گاز و سرعت هوادهی بیوراکتور به دست آمد. با توجه به پارامترهای موثر به دست آمده بر حذف استامینوفن در آزمایشهای قبل، سه آزمایش با غلظتهای متفاوت استامینوفن (500 و 1000 و 4000 میلی گرم بر لیتر) و غلظت اکسیژن مورد نیاز شیمیایی اولیه 200 میلی گرم برلیتر انجام گرفت. بیوراکتور غشایی ایرلیفت ساخته شده توانست در حذف دارو نسبت به سیستم رایج لجن فعال موثر تر عمل نماید. همچنین بر اساس نتایج تحقیق، به نظر می رسد حذف استامینوفن، یک فرایند زیست تجزیه پذیری از نوع اکسیداسیون بیولوژیک می باشد.
- Abstract
- In the present work, the biodegradability of acetaminophen was studied. The research has been carried out in two scales: shaken flasks and a bench scale airlift membrane bioreactor. Shaken flasks results showed that, acetaminophen can be as a sole source of carbon and energy for microorganisms. Rate of acetaminophen biodegradability with 1000 ppm initial concentration follows a first order kinetic. To obtain the effective parameters on acetaminophen removal an experimental design based on factorial design was applied. Using minitab software 13 experiments were designed. The parameters studied were aeration ( 0.75 to 0.95), mixing rate (100 to 300 rpm), chemical oxygen demand, initial acetaminophen concentration (500 to 4000 ppm) and MLSS (2 to 15 g/L). The results showed that initial acetaminophen concentration, chemical oxygen demand and MLSS are the most effective parameters in acetaminophen removal. Then a home made 7 liter external loop airlift membrane bioreactor was used. A poly ether sulfone ultrafilter membrane was fixed in the down comer part. It was shown that the airlift membrane bioreactor was much more effective in contrast with shaken flasks. In addition, some correlations between gas holdup and inlet air velocity have been obtained. Furthermore, the results of the experiments showed that the removal mechanism of acetaminophen is a biologic oxidation rather than a physical biosorption.
