view in publisher's site

Transients of micropollutant removal from high-strength wastewaters in PAC-assisted MBR and MBR coupled with high-retention membranes

Highlights•MBR configurations for extending micropollutant retention times are investigated.•Regular MBR, PAC-assisted MBR and MBR-RO with retentate recirculation are evaluated.•Presence of EDG in organic pesticides increases their likeliness to be removed.•Low concentrations of PAC from coconut endocarp enhances removal of diuron.•Closed-loop MBR-RO is the most effective approach for general pesticide removal.AbstractRemoval of micropollutants from wastewaters is crucial to ensure safe water reuse and protect natural watercourses. Although membrane bioreactors (MBRs) yield improved degradation of organic compounds, hydraulic retention times are often too short to satisfy acceptable removal rates of recalcitrant organics. Often, results regarding micropollutant removal in treatment plants are susceptible to uncontrolled feed concentrations, which are concomitant to seasonality and consumer habits. In this work, we investigate the concentration transients of four selected pesticides (carbendazim, diuron, 2,4-D and atrazine), which were constantly dosed to a MBR pilot plant treating high-strength industrial effluents (COD values >4000mg/l). In addition to the regular MBR operation, two feasible means of extending pesticide retention in bioreactors were evaluated: (i) addition of small concentrations of powdered activated carbon (PAC) into the activated sludge and (ii) coupling of the PAC-assisted MBR and a reverse osmosis unit (RO) with recirculation of the retentate. The aim of this work is to provide reliable information on the fate of micropollutants within wastewater treatment plants using different configurations under controlled feed conditions. Results have shown that carbendazim was the only pesticide efficiently (>80%) removed during regular MBR operation, which has been attributed to the presence of electron donating groups attached to its aromatic ring structure. Improved retention of diuron by addition of PAC enhanced its long-term removal, whereas the effect of PAC addition on the removal of 2,4-D and atrazine was only temporary, thus being mainly attributed to an adsorption effect. Additionally, the function of PAC as platform for biofloc formation limited sludge production and slowed down membrane fouling, further improving the general performance of the MBR. The MBR-RO hybrid process was the most effective one in increasing the residence time of pesticides in the bioreactor, regardless of their functional groups and properties, thus facilitating a generalized removal of micropollutants.Graphical abstractDownload : Download high-res image (81KB)Download : Download full-size image

گذرا بودن حذف میکروآلاینده از فاضلاب‌های با قدرت بالا در MBR و MBR به کمک PAC به همراه غشاهای با قابلیت نگهداری بالا

نکات برجسته * تنظیمات MBR برای گسترش زمان نگهداری میکروآلاینده مورد بررسی قرار می‌گیرد. * MBR منظم، MBR به کمک PAC و MBR - RO با چرخش مجدد راه‌اندازی مجدد ارزیابی می‌شوند. حضور EDG در آفت کشه‌ای آلی، احتمال حذف آن‌ها را افزایش می‌دهد. غلظت کم PAC از اندوکارپ نارگیل، حذف دیورون را افزایش می‌دهد. حذف میکرو آلاینده‌ها از فاضلاب برای اطمینان از استفاده مجدد از آب سالم و حفاظت از مسیرهای آبی طبیعی بسیار مهم است. اگرچه عملکرد بیوراکتورهای غشایی (MBRs)باعث بهبود تجزیه ترکیبات آلی می‌شود، زمان‌های ماند هیدرولیکی اغلب برای برآورده کردن نرخ‌های حذف قابل‌قبول مواد آلی مقاوم بسیار کوتاه است. اغلب، نتایج مربوط به حذف میکروآلاینده ها در کارخانه‌های تصفیه، مستعد غلظت‌های خوراک کنترل‌نشده هستند، که همزمان با فصلی بودن و عادات مصرف‌کننده هستند. در این کار، ما غلظت گذرای چهار آفت‌کش منتخب (کاربندازیم، دیورون، ۲، ۴ - D و آترازین)را بررسی می‌کنیم، که به طور مداوم به یک کارخانه آزمایشی MBR آغشته شده‌اند که پساب صنعتی با قدرت بالا را تصفیه می‌کند (مقادیر COD ۴۰۰۰ mg / l). علاوه بر عملیات منظم MBR، دو روش عملی برای گسترش نگهداری آفت‌کش‌ها در بیوراکتورها مورد ارزیابی قرار گرفتند: (۱)اضافه کردن غلظت‌های کوچک کربن فعال پودری (PAC)به لجن فعال و (۲)جفت کردن MBR به کمک PAC و یک واحد اسمز معکوس (RO)با گردش مجدد ریتنتیت. هدف از این کار ارائه اطلاعات قابل‌اعتماد در مورد سرنوشت میکرو آلاینده‌ها در کارخانه‌های تصفیه فاضلاب با استفاده از پیکربندی‌های مختلف تحت شرایط تغذیه کنترل‌شده است. نتایج نشان می‌دهند که کاربندازیم تنها آفت‌کش موثر (۸۰ %)است که در طول عمل MBR منظم حذف شده‌است، که به حضور گروه‌های الکترون دهنده متصل به ساختار حلقه آروماتیک آن نسبت داده می‌شود. حفظ بهتر دیورون با اضافه کردن PAC حذف بلند مدت آن را افزایش داد در حالی که اثر اضافه کردن PAC بر حذف ۲، ۴ - D و آترازین تنها موقتی بود در نتیجه عمدتا به اثر جذب نسبت داده شد. علاوه بر این، عملکرد PAC به عنوان بستری برای تشکیل بیوولف تولید لجن را محدود می‌کند و گرفتگی غشا را کند می‌کند و عملکرد کلی MBR را بهبود می‌بخشد. فرآیند ترکیبی MBR - RO موثرترین فرآیند در افزایش زمان اقامت آفت‌کش‌ها در بیورآکتور بود، بدون توجه به گروه‌ها و ویژگی‌های عملکردی آن‌ها، بنابراین حذف کلی میکروآلاینده‌ها را تسهیل می‌کند. تخلیه تجربی: دانلود تصویر با سرعت بالا (۸۱ KB)دانلود: دانلود تصویر با اندازه کامل
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Analytical Chemistry
  • ترجمه مقاله Analytical Chemistry
  • مقاله شیمی تجزیه
  • ترجمه مقاله شیمی تجزیه
  • مقاله Filtration and Separation
  • ترجمه مقاله Filtration and Separation
  • مقاله تصفیه و جداسازی
  • ترجمه مقاله تصفیه و جداسازی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.