Iranian Journal of Health and Environment
سلامت و محیط زیست
ijhe
Medical Sciences
http://ijhe.tums.ac.ir
1
admin
2008-2029
2008-3718
000
000
000
000
000
fa
jalali
1400
2
1
gregorian
2021
5
1
14
1
online
1
fulltext
fa
بررسی کارایی پیش تصفیه چربی، روغن و گریس با استفاده از امواج اولتراسونیک با فرکانس پایین جهت تسریع فرایند هضم بیهوازی
Evaluation of pre-treatment efficiency of fats, oils and greases using low frequency ultrasonic waves to accelerate the process of anaerobic digestion
فاضلاب
wastewater
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">زمینه</span></span></strong> <strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">و هدف:</span></span></strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> هیدرولیز چربی، روغن و گریس با امواج</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">اولتراسونیک، بهعنوان یک روش پیش تصفیه قبل از فرایند هضم بیهوازی است که باعث تغییر</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">در ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">و بیولوژیکی آنها میشود. هدف اصلی</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">از این تحقیق، بررسی کارایی امواج اولتراسونیک جهت بهبود فرایند هیدرولیز و استفاده بهعنوان سوبسترای کمکی جهت افزایش کارایی فرایند هضم بیهوازی به همراه لجن فاضلاب شهری</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">است. </span></span><br>
<strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">روش بررسی:</span></span></strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> در این مطالعه از چربی و روغن واحد چربیگیر نمونه برداری و آمایش فیزیکی با هدایت امواج اولتراسونیک با فرکانس</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">kHz </span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">20 با دانسیته جریان</span></span> <span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">W/mL </span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">0/14- 0/012</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">و در زمانهای </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"> min</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">12-0</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">انجام گرفت.</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">تاثیر سوبسترای کمکی بر کارایی هاضم بیهوازی در بارگذاری</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">مختلف 10، 20 و 40 درصد </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">MSS/FOG:</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">municipal sewage sludge</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">/</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">Fat, Oil and Grease</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">) مورد بررسی قرار گرفت</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">.</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> ارزیابی فرایند پیش تصفیه با انجام آزمایشاتی نظیر </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">SCOD</span></span> <span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">(soluble chemical oxygen demand)</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> و فعالیت آنزیم لیپاز</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">و فرایند هضم بیهوازی همزمان با اندازه گیری </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">TS</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">VS</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">VA</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">volatile acidity</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">)، قلیائیت، میزان بیوگاز</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">تولیدی و درصد متان بیوگاز مورد ارزیابی قرار گرفت. </span></span><br>
<strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">یافته</span></span></strong><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;"></span></span><strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">ها</span></span></strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">: نتایج نشان داد که بیشترین افزایش در فعالیت آنزیم لیپاز تحت تاثیر اولتراسونیک</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">با</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">قدرت</span></span> <span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">W/mL</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">0/1 در زمان </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">min</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> 8 بهدست آمد. بارگذاری با نسبت 10، 20 و40 درصد </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">FOG/MSS:</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> بهترتیب منجر به افزایش 55، 66 و 64 درصد تولید متان نسبت به نمونه شاهد شد. بارگذاری بالاتر از 40</span></span> <span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">درصد </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">FOG/MSS:</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> باعث محدودیت در فرایند هضم همزمان گردید<strong>.</strong></span></span><br>
<strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">نتیجهگیری: </span></span></strong><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;">نتایج نشان داد پیش تصفیه امواج اولتراسونیک با قدرت و زمان بهینه میتواند ضمن افزایش فعالیت آنزیم لیپاز، هیدرولیز </span></span><span dir="LTR"><span style="font-family:Times New Roman,serif;">TFOG</span></span><span style="font-family:B Lotus;"><span style="font-size:12.0pt;"> را بهبود بخشد و همچنین استفاده از آن بهعنوان سوبسترا کمکی میتواند عملکرد هضم را بهبود بخشد و هضم با ثباتتری ایجاد کند.</span></span></div>
<div style="text-align: justify;"><strong>Background and Objective:</strong> Hydrolysis of fat, oil and grease by ultrasonic waves is a pre-treatment method before anaerobic digestion which can change their physical, chemical and biological properties. The main purpose of this study was to investigate the efficiency of ultrasonic waves to improve the hydrolysis process and its use as an auxiliary substrate to increase the efficiency of anaerobic digestion process along with municipal sewage sludge.<br>
<strong>Materials and Methods:</strong> Sampling of fat and oil of the degreasing unit and physical preparation by conducting ultrasonic waves with frequencies of 20 kHz and current density of 0.012-0.14 W/mL within 0-12 min were performed. The efficiency of pretreatment process were performed through tests such as soluble chemical oxygen demand (SCOD), and lipase enzyme activity. In addition, the anaerobic digestion process were evaluated by measuring the TS, VS, VA (volatile acidity), alkalinity, biogas production and biogas methane content<strong><span dir="RTL">.</span></strong><br>
<strong>Results:</strong> The results showed that the highest increase in the activity of lipase enzyme under ultrasonic effect with a power of 0.1 w/mL was obtained after 8 minutes. Organic loading with 10%, 20% and 40% FOG/MSS ratios: resulted in 55%, 66% and 64% increase in methane production compared to the control samples, respectively. Organic loading over the 40% FOG/MSS caused a limitation in the simultaneous digestion process.<br>
<strong>Conclusion:</strong> The results show that ultrasonic wave pretreatment with optimal power and time can improve the hydrolysis of TFOG while increasing the activity of lipase enzyme and also its use as an auxiliary substrate can enhance digestion performance and make digestion more stable.</div>
فاضلاب شهری, چربی, روغن و گریس, آنزیم لیپاز, اولتراسونیک و هاضم بیهوازی
Municipal wastewater, Fat, Oil and grease, Lipase enzyme, Ultrasonic and anaerobic digester
115
128
http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-200-2&slc_lang=fa&sid=1
Reza
Barati Rashvanlou
رضا
براتی رشوانلو
mahdifarzadkia@gmail.com