بررسی کارآیی الکتروکواگولاسیون در تصفیه فاضلاب صنایع لبنی به صورت جریان پیوسته ( مطالعه موردی فاضلاب ورودی کارخانه پنیر صباح گنبد کاووس)

نوع مقاله: Research Paper

نویسندگان

1 دکترای مهندسی بهداشت محیط، استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، مرکز تحقیقات غلات ، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی گلستان،گرگان ، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده برق ، کامپیوتر و محیط زیست ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب، تهران، ایران

3 دکترای مهندسی محیط زیست، دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده برق ، کامپیوتر و محیط زیست ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب، تهران، ایران

4 کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشجوی دکترای بهداشت محیط، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی،تهران ، ایران

چکیده

 زمینه و هدف: امروزه به دلیل گسترش روزافزون صنایع و نیاز گسترده به آب در فرایند تولید، انواع فاضلاب ها با بار آلودگی بالا تولید می شوند.  لذا این مطالعه با هدف تعیین کارآیی الکتروکواگولاسیون در تصفیه فاضلاب صنایع لبنی به صورت جریان پیوسته ( مطالعه موردی فاضلاب ورودی کارخانه پنیر صباح گنبد کاووس) طراحی و اجرا گردید.
 
روش کار: مطالعه به صورت توصیفی تحلیلی با رویکرد آزمایشگاهی انجام شد. نمونه ها از فاضلاب ورودی کارخانه پنیر صباح برداشت و وارد راکتور الکتروکواگولاسیون با جریان پیوسته شد و در زمانهای ماند مختلف 20، 40 و 60 دقیقه و جریان الکتریسیته با ولتاژهای 20، 40 و 60 ولت آزمایشات COD، BOD، کدورت، نیترات، فسفات انجام و نتایج حاصله آنالیز  گردید.
 
یافته‌ها: میانگین  COD ، BOD ، نیترات، فسفات و کدورت به ترتیب در فاضلاب کارخانه صباح به طور متوسط برابر 231±4933، 50±600 ، 8/14±6/48 ، 7/0±28میلی گرم در لیتر و  NTU  6/297±1329بود.  بیشترین میزان حذف این پارامترها در طول انجام مطالعه با توجه به زمان واکنش و میزان پتانسیل الکتریکی به ترتیب 62/84، 67/66، 55، 2/54 و 1/85 درصد بود.
 
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج مشخص شد که فرایند انعقاد الکتریکی به عنوان فرایند پیش تصفیه می تواند باعث حذف مواد آلی ،کدورت ، مواد مغذی ، کاهش بار آلی و افزایش  تجزیه پذیری فاضلاب گردد و می تواند به عنوان گزینه ای مؤثر جهت تصفیه مؤثر فاضلاب ها ، جلوگیری از آلودگی محیط زیست ، منابع آب و حفاظت از آنها مد نظر قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A study on the evaluation of Electrocoagulation Efficiency in Wastewater Treatment of Dairy Industry in the form of a Continuous Flow (Case Study of Sewage from Sabah Cheese Factory in Gonbade Kavoos)

نویسندگان [English]

  • Mahdi Sadeghi 1
  • Kaveh Khosravi 2
  • Seyed Mostafa Khezri 3
  • Abotaleb Bay 4
1 Assistant professor of Environmental Health Engineering, Cereal Health Research Center, School of Health, Golestan University of Medical Sciences, Gorgan, Iran
2 MSc Student of Environmental Engineering , Department of Environmental Health, Faculty of Electrical , computer and Environment engineering, West Tehran Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Associated professor of Environmental Engineering, College of Electrical , computer and Environment engineering, West Tehran Islamic Azad University, Tehran, Iran.
4 MSc of Environmental Engineering , PhD Student of Environmental Health, School of Health, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Background and objective: Today, with the development, the need for water in the production processes is increasing and so we have sewage with high level of pollution. This study aimed at determining the effectiveness of electrocoagulation for treatment of dairy industry wastewater in a continuous flow (case study wastewater of Sabah cheese factory Gonbad-e Qabus).
 
Materials & Methods: This study was descriptive and analytical with experimental approach. The samples were collected from Sabah dairy factory and put into the electrocoagulation reactor with continuous flow.  At retention times of 20, 40 and 60 minutes with an electric current of voltages 20, 40 and 60 were purged. The samples were carried to the laboratory and various tests of COD, BOD, pH, turbidity, nitrate and phosphate were done. Then the results were compared and analyzed.
 
Results: The mean of COD, BOD, nitrates, phosphorus and turbidity was 4933 ± 231, 600 ± 50, 48.6 ± 14.8, 28 ± 0.7 mg/L and1329 ± 297.6 NTU respectively. The most removal efficiency of these parameters during the study was 84.62, 66.67,55, 54.2 and 85.1 percent respectively.
 
Conclusion:This study showed that electrocoagulation process as a pre-treatment process can remove organic matters, turbidity and nutrients. It can also reduce organic load and increase wastewater biodegradability and it can be an effective option for treating wastewater effectively and thereby preventing pollution in our environment and water resources.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrocoagulation
  • Wastewater
  • Dairy industry
  • Continuous flow
1.         Mollah MYA, Schennach R, Parga JR, Cocke DL. Electrocoagulation (EC) — science and applications. Journal of Hazardous Materials. 2001;84(1):29-41.

2.         Panswad T, Chavalparit O, Sucharittham Y, Charoenwisedsin S. A bench-scale study on chromium recovery from tanning wastewater. Water Science and Technology. 1995;31(9):73-81.

3.         Viraraghavan T, Wise D, Trantolo D. Pollution control in the dairy industry. Process engineering for pollution control and waste minimization. 1994:705-13.

4.         Rajeshwari KV, Balakrishnan M, Kansal A, Lata K, Kishore VVN. State-of-the-art of anaerobic digestion technology for industrial wastewater treatment. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2000;4(2):135-56.

5.         Heinzle E, Stockinger H, Stern M, Fahmy M, Kut OM. Combined biological–chemical (ozone) treatment of wastewaters containing chloroguaiacols. Journal of chemical technology and biotechnology. 1995;62(3):241-52.

6.         Rahmani AR, Samarghandi MR. Electrocoagulation treatment of color solution containing colored index Eriochrome Black T. Journal of Water and Wastewater. 2009;69:52-58.

7.         Şengil İA. Treatment of dairy wastewaters by electrocoagulation using mild steel electrodes. Journal of Hazardous Materials. 2006;137(2):1197-205.

8.         Tunturi P. Electrochemical treatment of process Wastewater containing colloidal particles. 1976.

9.         Deng Y, Englehardt JD. Electrochemical oxidation for landfill leachate treatment. Waste Management. 2007;27(3):380-88.

10.       İrdemez Ş, Yildiz YŞ, Tosunoğlu V. Optimization of phosphate removal from wastewater by electrocoagulation with aluminum plate electrodes. Separation and purification Technology. 2006;52(2):394-401.

11.       Mahvi AH, Bazrafshan E, Mesdaghinia AR, Naseri S, Vaezi F. Chromium (Cr+6) Removal from Aqueous Environments by Electrocoagulation Process Using Aluminum Electrodes. water and wastewater Journal. 2007;18(2):28-34.[Persian].

12.       Rahmani A, Samarghandi MR. Electrochemical Removal of COD from Effluents. water and wastewater Journal. 2007;18(4):9-15. [Persian].

13.       Sostar-Turk S, Petrinić I, Simonič M. Laundry wastewater treatment using coagulation and membrane filtration. Resources, Conservation and Recycling. 2005;44(2):185-96.

14.       Malakutian M, Mahvi M, Heidari M, Mostafavi A. Comparison of polyaluminum silicate chloride and electrocoagulation process in natural organic matter removal from surface water. 2011.

15.       Clesceri LSG, Eaton AE, Rice AD, Franson EW, Mary Ann H. Standard methodsfor the examination of water and wastewater. 2005 0875530478.

16.       Sharma D. Treatment of dairy waste water by electro coagulation using aluminum electrodes and settling, filtration studies. membranes.95:19.

17.       Bukhari AA. Investigation of the electro-coagulation treatment process for the removal of total suspended solids and turbidity from municipal wastewater. Bioresource Technology. 2008;99(5):914-21.

18. Bakeri GR, Lotfi S. An overview of the process of membrane water purification cheese and factors affecting the performance of the membrane. Second National Conference of Environmental Studies. 2014, Hamadan, Iran.

 

19. Carvalho F, Prazeres AR, Rivas J. Cheese whey wastewater: Characterization and treatment. Science of the total environment. 2013; 15:385-96.

20.       Chen X, Chen G, Yue PL. Separation of pollutants from restaurant wastewater by electrocoagulation. Separation and purification Technology. 2000;19(1):65-76.

21.       Al-Anbari RH, Albaidani J, Alfatlawi SM, Al-Hamdani TA, editors. Removal of Heavy Metals from Industrial Water Using Electro-Coagulation Technique. Twelft International Water Technology Conference; 2008. Citeseer.

22.       Koparal AS, Öğütveren ÜB. Removal of nitrate from water by electroreduction and electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials. 2002;89(1):83-94.

23.       Bazrafshan E, Mostafapoor FK, Zazouli M, Eskandari Z, Jahed GR. Study on Removal of Cadmium from Plating Baths Wastewater by Electrochemical Precipitation Method. Pakistan Journal of Biological Sciences. 2006;9:2107-11.

24.       Bazrafshan E, Mahvi A. Removal of Cadmium from Aqueous Environments by Electrocoagulation Process Using Aluminum Electrodes. 2007.

25.       Dalvand A, Gholami M, Ameri A, Mahmoodi N. Treatment of synthetic wastewater containing Reactive Red 198 by electrocoagulation process. Iranian Journal of Health and Environment. 2011;4(1):11-22.