تعهد نامه
مجله پژوهش در بهداشت محیط

مجله پژوهش در بهداشت محیط

بهینه‌سازی سیستم پیش‌تصفیه‌شیمیایی با منعقدکننده‌های آهک و سولفات‌آلومینیوم جهت افزایش کارایی تصفیه‌خانه کارخانه نشاسته‌سازی

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسنده
احسان هوشیار
دانشیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران.
10.22038/jreh.2024.24889
چکیده
زمینه و هدف: با توجه به بالا بودن بار آلایندگی پساب تولیدشده در کارخانه‌ی نشاسته‌سازی و حجم زیاد آن، هدف پژوهش حاضر بررسی کارایی دو منعقدکننده‌ی آهک و سولفات‌آلومینیوم در کاهش بار آلایندگی پساب نشاسته‌سازی و کمک به تصفیه‌خانه در تصفیه‌ی موفق این پساب می‌باشد.

مواد و روش‌ها: این پژوهش جهت افزایش کارایی تصفیه‌خانه‌ی کارخانه‌ی نشاسته‌سازی در فارس در سال 1401 و 1402 در مدت 16 ماه انجام شد. در این مطالعه غلظت بهینه برای دو ماده‌ی منعقدکننده شامل آهک و سولفات‌آلومینیوم به‌صورت جداگانه و ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت. فاکتورهای آلاینده مانند اکسیژن‌خواهی شیمیایی، اکسیژن‌خواهی بیوشیمیایی و غیره مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل داده‌ها از نرم‌افزار 22/ SPSS آزمون دانکن استفاده شد (0/01 =α).

یافته‌ها: با افزایش مصرف آهک و سولفات‌آلومینیوم از 20 میلی‌گرم در لیتر به سمت 40-60 میلی‌گرم در لیتر بازده حذف آلاینده‌ها نیز افزایش می‌یابد. تقریبا بازده کاهش تمام آلاینده‌ها در دوزهای بیشتر از 60 میلی‌گرم در لیتر ثابت بوده و در بسیاری از آن‌ها کمتر از 10 درصد بود. داده‌های بدست‌آمده نشان داد که این دو ماده اثر ترکیبی خوبی با دوز مصرف 40 میلی‌گرم در لیتر آهک و 20 میلی‌گرم در لیتر سولفات‌آلومینیوم داشتند. پس از به‌کارگیری مواد منعقدکننده سطح آلودگی و بارگذاری مواد آلی تا 65% کاهش یافت و به همین نسبت کارایی تصفیه‌خانه نیز بالاتر رفت. 

نتیجه‌گیری: می‌توان از فرآیند انعقاد و ته‌نشینى به کمک آهک وسولفات‌آلومینیوم به‌منظور تصفیه‌ی پساب کارخانه نشاسته‌سازى به‌خوبی استفاده کرد. این مواد ارزان و دردسترس بوده و کارخانه‌ها راغب به استفاده از آن‌ها می‌باشند. 
کلیدواژه‌ها
محیط زیست
آلودگی
پساب کارخانه نشاسته
فاضلاب صنعتی
انعقاد و لخته‌سازی
اکسیژن‌خواهی شیمیایی

عنوان مقاله English

Optimization of Chemical Pre-Treatment Using Lime and Aluminum Sulfate Coagulants to Enhance Starch Factory Wastewater Treatment Plant

نویسنده English

Ehsan Houshyar
Department of Biosystems Engineering, Faculty of agriculture, Jahrom University, P.O. Box 74135-111, Jahrom, Iran
چکیده English

Background and Purpose: Due to the high pollutant load and high volume of wastewater from starch production factories, the objective of the present study was to evaluate the efficiency of hydrated lime and aluminum sulfate to decrease contaminants of starch wastewater to successful wastewater treatment in the main wastewater treatments plants.

Materials and Methods: The investigation was conducted during 2022 and 2023 over 16 months to improve the operational effectiveness of the wastewater treatment plant at a starch manufacturing factory in Fars province. The optimum dosage of two coagulants, i.e. lime and aluminum sulfate, were tested. Various pollutants were under study, such as chemical oxygen demand and biological oxygen demand, etc. The statistical analysis was conducted in SPSS 22 using Dunkan analysis (α = 0.01).

Results: The effectiveness of removing pollutants was improved while lime and aluminum sulfate rose from 20 mg/L to 40-60 mg/L. The removal efficiency of pollutants was almost constant and enhanced lower than 10% while coagulants were applied higher than 60 mg/L. The optimum lime and aluminum sulfate dosage was 40 mg/L and 20 mg/L, respectively. Following the application of coagulants, there was a notable reduction in the levels of pollutants and organic loading rate by 65% which led to an enhancement in the performance of the wastewater treatment plant.

Conclusion: The coagulation and sedimentation with lime and aluminum sulfate can be utilized for successful starch wastewater treatment. These materials are cost-effective and easily accessible which justifies them as a desirable option for factories seeking wastewater treatment solutions.
 
Open Access Policy: This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. To view a copy of this licence, visit https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

کلیدواژه‌ها English

Environment
Pollution
Starch Factory Wastewater
Industrial Wastewater
Coagulation and Flocculation
Chemical Oxygen Demand
  1. Saffari M. Optimization of nickel removal from aqueous solutions by physical-modified biochar. Iran J Health Environ 2023; 16(3): 445-58. (Persian)
  2. Tong Y. The development process and prospect of China's corn starch and starch sugar industry technology. Food Ferment Ind 2019; 45: 294-98.
  3. Li H, Zeng X, Shi W, Zhang H, Huang S, Zhou R, Qin X. Recovery and purification of potato proteins from potato starch wastewater by hollow fiber separation membrane integrated process, Innov. Food Sci Emerg Technol 2020; 63: 102380. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102380
  4. Assadi A, Movahedyan H, Parvaresh A. Feasibility of an Anaerobic Baffled Reactor (ABR) In Treating Starch Industry Wastewater. J Water Wastewater 2007; 61: 77-85. (Persian)
  5. Bouchareb R, Bilici Z, Dizge N. Potato processing wastewater treatment using a combined process of chemical coagulation and membrane filtration, CLEAN- Soil, Air, Water 2021; 49: 2100017. https://doi.org/10.1002/clen.202100017
  6. Ebadi M, Asareh A, Jalilizadeh Yingejeh R. Investigation of electro coagulation process for Phosphate, Sulfate, Nitrate removal from Sugar Cane. Environ Res 2021; 12(23): 207-17. (Persian)
  7. Houshyar E, Bacenetti J. Development of a full-scale wastewater treatment plant for licorice root processing factories: A hybrid biodegradation-lime-alum-ozonation process. Sci Total Environ 2023; 893: 164688. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164688 PMid:37315598
  8. Zhang Y, Li M, Zhang G, Liu W, Xu J, Tian Y, Wang Y, Xie X, Peng Z, Li A, Zhang R, Wu D, Xie X. Efficient treatment of the starch wastewater by enhanced flocculation-coagulation of environmentally benign materials. Sep Purif Technol 2023; 307: 122788. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122788
  9. Zemmouri H, Drouiche M, Sayeh A, Lounici H, Mameri N. Coagulation Flocculation Test of Keddara's Water Dam Using Chitosan and Sulfate Aluminium. Procedia Eng 2012; 32: 254-60. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.01.1202
  10. Lee A, Kim K, New Approach to Remove Heavy Metals from Wastewater by the Coagulation of Alginate-Rhamnolipid Solution with Aluminum Sulfate. Water 2020; 12(12): 3406. https://doi.org/10.3390/w12123406
  11. Takdstan A, Shirzadi S, Orooji N, Jalilzadeh R. Investigation of efficiency of polyferric sulfate (PFS) coagulant compared to poly aluminium choloride (PAC) in Ahvaz water treatment. Alborz university medical journal 2015; 4(4): 266-77. (Persian) https://doi.org/10.18869/acadpub.aums.4.4.266
  12. Kahvaei S, Takdastan A, Jalilzadeh Yengejeh R. Evaluating the Efficiency of Clarifier Returned Sludge with Poly-aluminum Chloride Coagulant (PAC) for Improving the Removal of Turbidity, COD and PVC. J Health Sci Surveillance Syst 2021; 9(4): 298-304.
  13. Owodunni AA, Ismail S. Revolutionary technique for sustainable plant-based green coagulants in industrial wastewater treatment-A review. J Water Process Eng 2021; 42: 102096. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2021.102096
  14. Samadi MT, Saghi MH, Shirzad M, Rahimi S, Hasanvand J. Comparison of Diffrent Coagulants Efficiency for Treatment of Hamedan Landfills Leachate Site. Iran J Health Environ 2010; 3(1): 75-82. (Persian)
  15. Alizadeh M, Rahimi S, Kord Mostafapoor F, Bazrafshan E, Hoseinzadeh E, Taghavi M. Optimal Condition of Coagulation Process Using Poly Aluminium Chloride in Dairy Wastewater Treatment. J Sabzevar Uni Med Sci 2016; 23(1): 48-57. (Persian)
  16. Saritha V, Karnena MK, Dwarapureddi BK. Exploring natural coagulants as impending alternatives towards sustainable water clarification-A comparative studies of natural coagulants with alum. J. Water Process Eng 2019; 32: 100982. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.100982
  17. Banihashemi A, Alavi Moghaddam MR, Maknoun R, Nikazar, M. Lab-scale Study of Water Turbidity Removal Using Aluminum Inorganic Polymer. J Water and Wastewater 2008; 19(2): 82-86. (Persian)
  18. Asharuddin SM, Othman N, Mohd Zin NS, Tajarudin HA, Din MF, Kumar V. Performance assessment of cassava peel starch and alum as dual coagulant for turbidity removal in dam water. Int J Integr Eng 2018; 10(4): 185-92. https://doi.org/10.30880/ijie.2018.10.04.029
  19. Ghernaout D, Simoussa A, Alghamdi A, Ghernaout B, Elboughdiri N, Mahjoubi A, Aichouni M, El-Wakil AE. Combining Lime Softening with Alum Coagulation for Hard Ghrib Dam Water Conventional Treatment. Int J Adv Appl Sci 2018; 5(5): 61-70. https://doi.org/10.21833/ijaas.2018.05.008
  20. Rajasimman M, Karthikeyan C. Aerobic digestion of starch wastewater in a fluidized bed bioreactor with low density biomass support. J Hazard Mater 2007; 143: 82-86. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.08.071 PMid:17030411
  21. Seify A, Peyravi M, Ahmadi H, Esfahanian M. The Evaluation of the Performance of Polymeric Coagulants and Flocculants on the Characteristics of Paper Mill Effluent. Iran J Res Environ Health 2022; 7(4): 343-353. (Persian)
  22. Chu W. Dye removal from textile dye wastewater using recycled alum sludge. Water Res 2001; 35(13): 3147-52.
  23. Mohamadbeigy K, Hassani AH, Rahmati SH, Javid AH. Investigation of Effective Parameters on Starch Adsorption from Aqueous Solutions by Iron-Chitosan Nanoparticles. J Env Sci Tech 2023; 25(4): 91-102. (Persian)