اثر متغيرهاي راهبري بر جمعيت ميكروبي موجود در يك بيوراكتور هوازي-آنوكسيك با جريان رو به بالا در تصفيه فاضلاب صنعتي

The effect of operational variables (HRT and AT) on reactor performance and microbial diversity in laboratory-scale aerobic/anoxic up flow bioreactor

زمينه: جمعيت ميكروبي غالب در بيورآكتورها عامل موثر در كارايي فرايندهاي بيولوژيكي تصفيه فاضلاب است. هدف از اين مطالعه، شناسايي و تخمين جمعيت ميكروبي غالب در بيوراكتور تلفيقي هوازي-انوكسيك در تصفيه فاضلاب صنعتي بود. روش‌ها: اين مطالعه از نوع تجربي بوده كه در آن، تخريب مواد آلي در مقياس آزمايشگاهي بيوراكتور هوازي/ انوكسيك با جريان رو به بالا با رژيم هوادهي متناوب ارزيابي شد. مطالعه جمعيت ميكروبي بر اساس محيط كشت و تست‌هاي مختلف بيوشيميايي و توده حياتي در شرايط هوازي-انوكسيك انجام گرديد. همزمان با شناسايي و شمارش باكتري‌هاي غالب، تغييرات كربن بر مبناي COD و BOD سنجيده شد. يافته‌ها: فرآيند تصفيه هوازي-انوكسيك، 95-45 درصد حذف BOD و 95-75 درصد حذف CODرا نتيجه داد. باكتري‌هاي شناسايي‌شده به‌عنوان توده بيولوژيكي بررسي شدند. توده حياتي تشكيل‌شده به‌طور متوسط، جمعيتي بالغ بر cfu/g109را در برداشت كه غالباً باكتري‌هاي اختياري و باكتري‌هاي بي‌هوازي نظير كلي‌فرم‌ها، استافيلوكوكوس، استرپتوكوكسي، كلستريديوم پرفرنجنس و دنيتريفايرها بودند. قسمت كوچكي از جمعيت شناخته‌شده (كم‌تر از 10%) نظير نيتريفايرها به‌عنوان گونه‌هاي هوازي مطلق شناسايي شد. نتيجه‌گيري: شرايط انوكسيك، جمعيت ميكروبي هوازي را تحت تاثير قرار مي‌دهد به‌گونه‌اي كه بعد از خاموش شدن هوادهي نمودي در ساختار جمعيتي بيورآكتور ندارند. در مقابل، باكتري‌هاي اختياري و بي‌هوازي، توانايي رشد در توده ميكروبي موجود در داخل بيوراكتور را داشته و جمعيتي غالب دارند. از مزيت‌هاي اين بيوراكتور تلفيقي، راندمان مطلوب توام با عدم مشكلات ناشي از توليد لجن مي‌باشد.

Background: Domination of microbial population is an effective parameter of biological process in the bioreactors. The aim of this study was to identify a domain microbial habitat in a sequential aerobic/anoxic bioreactor for the treatment of industrial waste water. Methods: This study is an experimental one in which the degradation of organic matters was evaluated using laboratory scale aerobic/anoxic up flow bioreactor (UFBR) with an alternatively aeration action in sequence. Bacteriological study was carried out, such as a cultural-based technique, differentiation tests and biomass assessment procedure, detecting domain bacteria in the aerobic/anoxic conditions. Results: The aerobic/anoxic treatment process resulted in the 45-95% BOD and 75-95% COD removal. The identified bacteries were studied as biological mass. The formed mass were found over than 109CFU/g of the flock forming in sludge built up, the majority of enumerated bacteria were facultative and anaerobic bacteria such as coli forms, micrococcaceae, Staphylococcus and Streptococci and Clostridium perfringens. The small portion of the defined population, less than 10% was detected as aerobic genera such as nitrifyers. Conclusion: Anoxic condition affects the aerobic bacteria population in such a way that after aeration switching off they don’t have bioreactor in their structure. In opposite facultative and anaerobic bacteria were able flourish in building existence biomass inside the bioreactor. The benefits of this integrated bioreactor are the optimum efficiency which is coincided with no problem of the sludge build up.