دانلود رایگان ترجمه مقاله حذف فنل از فاضلاب هیپرزالین در یک سیستم بیو راکتور غشایی (MBR) – الزویر ۲۰۱۱

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
۱٫ مقدمه
۲٫ روشها
۲٫ ۱٫ راکتور غشای بیولوژیکی آزمایشگاهی
۲٫ ۲٫ راکتور غشای بیولوژیکی صنعتی
۲٫ ۳٫ آنالیز شیمیایی و شیمی فیزیکی
۲٫ ۴٫ محیطها و روشهای میکروبیولوژی وابسته به کشت
۲٫ ۵٫ استخراج DNA و تکثیر PCR ژنهای ایوباکتریایی ۱۶S rRNA
۲٫ ۶٫ توالی سنجی و آنالیز توالی
۲٫ ۷٫ آنالیز DGGE
۲٫ ۸٫ دوره زمانی تجزیه زیستی فنل
۳٫ نتایج و بحث
۳٫ ۱٫ مشخصه سازی پساب
۳٫ ۲٫ عملکرد MBR در شرایط آزمایشگاهی
۳٫ ۲٫ ۱٫ آغشته سازی MBR
۳٫ ۲٫ ۲٫ راه اندازی MBR
۳٫ ۲٫ ۳٫ تجزیه فنل در MBR
۳٫ ۳٫ فعالیت MBR در شرایط صنعتی
۳٫ ۴٫ جداسازی و شناسایی سویه های باکتریایی حاصل از MBRها
۳٫ ۵٫ آنالیز ساختار اجتماع میکروبی در راکتور صنعتی
۳٫ ۶٫ تجزیه وابسته به رشد فنل به وسیله سویه PHE025 مارینوباکتر sp.
۴٫ نتایج

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

۱٫ مقدمه
با وجود اینکه ترکیبات فنلی در پسابهای شهری به ندرت یافت می شود، اما بسیاری از اوقات در پسابهای برخی صنایع مانند خمیر و نورد، نساجی و صنایع پتروشیمی و پالایشگاهها وجود دارد. فنلها ترکیباتی شیمیایی شامل یک گروه هیدروکسیل هستند که به طور مستقیم به یک گروه هیدروکربن آروماتیک متصل می شود. چندین روش برای تجزیه فنل می تواند استفاده شود، مانند پروسه های اکسیداسیون پیشرفته (AOP) و پروسه‌های بیولوژیکی. هنگامی که پساب مورد مطالعه حاوی ترکیبات سمی نباشد که از فعالیت زیست توده جلوگیری کند، به دلایل اقتصادی، عملیات بیولوژیکی ترجیح داده می شود.
برخی از پسابهای صنعتی دارای فنل می توانند به دلیل انعطاف در فرآیند (مقاومت در برابر تغییرات غلظت فنل)، تراکم و کنترل آسان (برنر و همکاران ۱۹۹۲؛ بویترون و ارتیز ۱۹۹۷؛ میس و ماتا آلوارز ۲۰۰۲) به وسیله راکتور ناپیوسته توالی سنجی بیولوژیکی (SBR) به طور موثر تصفیه شوند. از آنجا که میکروارگانیسم‌های عامل تجزیه فنل سرعت رشد نسبتا کمی دارند، برای بهبود حفظ زیست توده در تصفیه کننده ها، معمولاً زیست توده به مواد متخلخل متصل می شود (پوهاکا و جارونین ۱۹۹۲؛ بویترون و ارتیز ۱۹۹۷؛ گونزالس و همکاران ۲۰۰۱؛ سا و بواونتورا ۲۰۰۱؛ سگونتزوس و همکاران ۲۰۰۶). با این حال، کاربرد راکتورهای غشای بیولوژیکی (MBR)، حفظ میکروارگانیسمهای تجزیه کننده فنل را بدون خطر حفظ زیست توده به دلیل شستشوی نهایی تضمین می کند (کورنل و کراوس ۲۰۰۶؛ لسجین و هویسجس ۲۰۰۷).
در واقع استفاده از تکنولوژی MBR منجر به رسیدن به ظرفیت بسیار خوبی در حفظ زیست توده در راکتورهایی شد که با مجموعه های میکروبی با سرعتهای رشد پایین مشخصه سازی شدند (تریگو و همکاران ۲۰۰۶؛ لسجین و هویسجس ۲۰۰۷). گزارشهای بسیار کمی درباره تجزیه زیستی فنل در MBR ها ارائه شده است: باریوس مارتینز و همکاران در سال ۲۰۰۶ تصفیه پساب مصنوعی مربوط به فاضلابهای پتروشیمی خارج شده از یک پالایشگاه (mg phenol L-101/1) را مطالعه کردند. این محققان یک MBR را با ساختمان طرح غشای خارجی برای رسیدن به کارآیی حذف فنل تا حدود ۱۰۰% به کار انداختند. از سوی دیگر ماروت و همکاران (۲۰۰۶) تجزیه زیستی فنل را در MBR (واحد غشای الیاف توخالی غوطه ور) برای تصفیه پساب مصنوعی با غلظت بالای فنل (mg phenol L-13-5/0) با رسیدن به سرعتهای حذف بالا بررسی کردند. آن و همکاران (۲۰۰۸) از یک MBR (واحد غشای الیاف توخالی غوطه ور) برای تصفیه پسابهای بارگذاری شده با فنل استفاده کرده و هنگامی که تزریق فنل با غلظت پایین (gL-11/0) و غلظت بالا (gL-10/1) انجام شد، کارآیی خوبی نشان داد. مورنو آندراده و همکاران (۲۰۰۸) تصفیه پساب مصنوعی را با ۴-کلروفنل (mgL-1600) در یک MBR ناپیوسته توالی سنجی (واحد غشای استوانه ای غوطه ور) و به دست آوردن کارآیی حذف بالا تا بیش از ۹۹% مورد مطالعه قرار دادند. اخیرا کاروکی و همکاران (۲۰۱۰) کارآیی حذف بالایی (۱۰۰%-۹۹) mgL-150 از ۴-کلروفنل را در یک MBR آزمایشگاهی (با ظرفیت ۱/۳ لیتر و واحد غشای الیاف توخالی) گزارش کردند که به صورت راکتور ناپیوسته توالی سنجی در زمانهای حفظ هیدرولیک (HRT) بین ۱۲ تا ۲۴ ساعت، بسته به طول سیکل، عمل می کند.
پساب صنعتی آلوده به فنل، میکروارگانیسمهای متعلق به طبقات نژادی مختلف را حفظ می کند (وان شی و یانگ ۲۰۰۰؛ واتانابه و همکاران ۱۹۹۸). به ویژه باکتری گاماپروتئو که مشخص شده نقش عمده ای در تشکیل توده باکتری تجزیه کننده فنل در برخی سیستمهای تصفیه زیستی پساب صنعتی فنل دارد (وایتلی و بیلی ۲۰۰۰)، با این حال نقش اجزای باکتریایی ویژه در حذف فنل از این راکتورهای ریستی به ندرت نشان داده شده است.
در این مطالعه یک MBR آزمایشگاهی و یک MBR صنعتی برای تصفیه پساب صنعتی با غلظت بالای فنل و درجه بالای اشباع نمک آزمایش شد. هنگامی که هر دو راکتور تحت شرایط پایدار و تجزیه بالای فنل فعالیت کردند، ترکیب میکروبی آنها با روشهای مستقل و وابسته به کشت مطالعه شده و واحدهای تجزیه کننده فنل تعیین و مشخصه سازی شدند.

۲٫ روشها
۲٫ ۱٫ راکتور غشای بیولوژیکی آزمایشگاهی
MBR آزمایشگاهی (L5) استفاده شده در این مطالعه در شکل a1 به طور شماتیک نشان داده شده است. این راکتور به صورت یک SBR فعالیت می کند. تصفیه کننده یک راکتور مستطیلی از جنس متاکریلات بود که شامل یک غشای مسطح غوطه ور (۳/۰ میکرومتر) و یک پروب pH (Crison pH 25) می باشد. هوادهی به وسیله دو دمنده هوا (Lh-1300)انجام شد که متصل به یک سنگ متخلخل برای حصول اطمینان از توزیع همگن اکسیژن در مخلوط مایع بود. دو پمپ با حرکت کرم گونه (Ismatec REGLO و Selecta PERCOM-1) عمل تغذیه و نفوذ را در MBR انجام دادند. فعالیت راکتور آزمایشگاهی به وسیله یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC; Siemens LOGO!) کنترل شد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ Introduction

Although phenolic compounds are hardly present in municipal wastewaters, they are frequently found in some industrial wastewaters, such as pulp and mill, textile and petrochemical industries and refineries. Phenols are chemical compounds consisting of a hydroxyl group bonded directly to an aromatic hydrocarbon group. Several methods can be used for phenol degradation, such as advanced oxidation processes (AOPs) and/or biological processes. For economic reasons, biological treatments are preferred when the studied wastewater does not contain toxic compounds that inhibit biomass activity. Some industrial wastewaters containing phenol can be efficiently treated by means of a biological Sequencing Batch Reactor (SBR) due to its flexibility of operation (resistance to changes in phenol concentration), compactness and easy control (Brenner et al., 1992; Buitrón and Ortiz, 1997; Macé and Mata-Álvarez, 2002). Since microorganisms responsible of phenol degradation have a relatively low growth rate, biomass is usually attached in porous materials to improve biomass retention in the digesters (Puhakka and Järvinen, 1992; Buitrón and Ortiz, 1997; González et al., 2001; Sá and Boaventura, 2001; Sgountzos et al., 2006). However, the application of Membrane Biological Reactors (MBR) could assure the retention of phenol degrading microorganisms without risk of an eventual wash-out of biomass (Cornel and Krause, 2006; Lesjean and Huisjes, 2007). In fact, the MBR technology has lead to a very good biomass retention capacity in reactors working with microbial consortiums characterised by slow growth rates (Trigo et al., 2006; Lesjean and Huisjes, 2007). Very few experiences are reported for phenol biodegradation in MBRs: Barrios-Martinez et al. (2006) studied the treatment of synthetic wastewater representative of petrochemical effluents from a refinery (1.01 mg phenol L1 ). These authors operated a MBR with an external membrane module configuration obtaining phenol removal efficiencies around 100%. On the other hand, Marrot et al. (2006) examined phenol biodegradation in a MBR (submerged hollow fiber membrane module) for the treatment of synthetic wastewater with high phenol concentration (0.5–۳٫۰ g phenol L1 ) obtaining high removal rates. Ahn et al. (2008) used an MBR (submerged hollow fiber membrane module) to treat a phenol loaded wastewaters, reporting good removal efficiencies when phenol was fed at low (0.1 g L1 ) and high (1.0 g L1 ) concentration levels. Moreno-Andrade et al. (2008) studied the treatment of a synthetic wastewater with 4-chlorophenol (600 mg L1 ) in a sequencing batch MBR (submerged tubular membrane module) obtaining removal efficiencies higher than 99%. Recently, Carucci et al. (2010) reported high removal efficiencies (99–۱۰۰%) of 50 mg L1 of 4-chlorophenol in a lab-scale MBR (3.1 L of capacity, hollow fiber membrane unit) operated as a sequencing batch reactor at Hydraulic Retention Times (HRT) between 12 and 24 h, depending on cycle length. Phenol contaminated industrial wastewater holds microorganisms belonging to different phylogenetic taxons (Van Schie and Young, 2000; Watanabe et al., 1998). Particularly, gammaproteobacteria have been found to constitute a major part of the phenol-degrading bacterial population in some industrial phenol waste bioremediation systems (Whiteley and Bailey, 2000), however, the role of specific bacterial components in the removal of phenol from those bioreactors has scarcely been addressed. In this study, a lab-scale MBR and a pilot plant MBR were tested for the treatment of an industrial wastewater characterised by low phenol concentrations and high salinity. When both reactors worked under steady state conditions and high phenol degradation, their microbial composition was studied by culture independent and culture dependent methods and phenol degrading isolates were obtained and characterised.

۲٫ Methods

۲٫۱٫ Lab-scale Membrane Biological Reactor (MBR)

The lab-scale MBR (5 L) used in this study is schematised in Fig. 1a. It was operated as a SBR. The digester was a rectangular methacrylate reactor containing a submerged flat membrane (0.3 lm) and a pH probe (Crison pH 25). Aeration was supplied by means of two air blowers (300 L h1 ) connected to a porous stone to assure a homogeneous oxygen distribution in the mixed liquor. Two peristaltic pumps (Ismatec REGLO and Selecta PERCOM-1) performed the feeding and the permeation of the MBR. The operation of the lab-scale reactor was controlled by means of a Programmable Logic Controller (PLC; Siemens LOGO!).