تاثیر امواج اولتراسونیک بر میزان کلیفرم کل و Escherichia coli در لجن فاضالب شهری

سابقه و هدف: تصفیه لجن تصفیه خانه های فاضلاب یکی از مشکل ترین فرآیندهای تصفیه و چالشی اساسی برای متخصصین و مسئولان می باشد. مهمترین شاخص وجود عوامل بیماری زا در لجن و فاضلاب کلیفرم ها می باشند. امواج اولتراسوند در فرکانس های ۲۰ تا ۲۰۰ کیلو هرتز و سطوح بالای انرژی یکی از روش های جدید جهت گندزدایی در تاسیسات فاضلابی هستند. هدف از انجام این تحقیق، تعیین اثر سیستم انتشار امواج اولتراسونیک با طول موج پایین جهت حذف کلیفرم کل و Escherichia coli از لجن و تعیین محدوده بهینه پارامترهای راهبری در استفاده از روش اولتراسونیک می باشد. مواد و روش ها: این تحقیق یک مطالعه توصیفی تحلیلی است که به صورت ناپیوسته و در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. بر این اساس طی دو فصل تابستان و پائیز سال ۱۳۹۴، تعداد ۱۲ نمونه با فاصله زمانی ۱۵ روزه از لجن تصفیه خانه فاضلاب جنوب تهران برداشت و تاثیر چگالی اولتراسوند (۳۷۵/۰، ۷۵/۰، ۱، ۳/۱ و ۵/۲) بر حسب وات بر میلی لیتر و زمان (۱، ۵، ۱۰، ۱۵ و ۳۰) بر حسب دقیقه بر میزان کلیفرم کل و Escherichia coli لجن بررسی شد. دستگاه اولتراسونیک مورد استفاده در این تحقیق، از گونه پروبی با بیشینه توان خروجی ۷۵۰ وات و با فرکانس ثابت راهبری ۲۰ کیلوهرتز بود. کلیه آزمایش های میکروبی به روش MPN در چند مرحله احتمالی، تائیدی و تکمیلی به روش ۱۵ لوله ای انجام گردید و واحد به صورت MPN در ۱۰۰ میلی لیتر گزارش گردید. این آزمایش ها در محل آزمایشگاه نانو و آب و فاضلاب دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران و بر اساس آزمایش شماره ۹۲۲۱ کتاب روش های استاندارد برای آزمایشات آب و فاضلاب انجام گرفت. نتایج و بحث: امواج اولتراسونیک با تخریب دیواره های سلولی عوامل بیماری زا، ویروس ها و میکروب ها و از هم پاشیدن این عوامل بیماری زا موجب گندزدایی جریان لجن می گردند. از سوی دیگر دمای بالای ایجاد شده در اثر پدیده کاویتاسیون نیز می تواند به صورت موضعی موجب از بین رفتن عوامل بیماری زا گردد. به نظر می رسد که نیروی هیدرودینامیکی بالا و دمای بالای موضعی ایجاد شده مهمترین مکانیسم های تاثیرگذار در فرآیند گندزدایی لجن بر اثر اعمال امواج اولتراسونیک می باشند. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش زمان و افزایش چگالی اولتراسوند، میزان حذف کلیفرم کل و Escherichia coli افزایش می یابد. همچنین، زمان سونیفیکاسیون بهینه برابر ۳۰ دقیقه و چگالی اولتراسوند بهینه برابر با ۵/۲ وات بر میلی لیتر در فرکانس ۲۰ کیلوهرتز، بدست آمد. میزان حذف کلیفرم کل و Escherichia coli در این شرایط بیش از ۹۹ درصد و معادل log ۲ بوده است. نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق، استفاده از امواج اولتراسوند تاثیر قابل توجهی بر قابلیت حذف کلیفرم کل و Escherichia coli داشته و می تواند به عنوان گزینه مناسبی برای تثبیت و گندزدایی لجن به کار رود.