جذب آمونیاک از آب‌های آلوده به ترکیبات نفتی توسط میکروجلبک کشت‌ شده در فتوبیوراکتور هواراند

در این پژوهش کاربرد روش نوین جلبک‌ پالایی در حذف آمونیاک از آب‌های آلوده به هیدروکربن‌های نفتی که دارای محتوای آمونیوم و ترکیبات قلیایی بالایی هستند، در راستای ارتقای سیستم تصفیه بیولوژیکی یکی از پیچیده‌ترین پالایشگاه‌های کشور بررسی شد. هدف این پژوهش، یافتن روش‌های کاربردی و مقرون‌به‌صرفه، به‌منظور صیانت و حفظ منابع آبی کشور است. در نخستین مرحله پس از بررسی توزیع جلبکی واحد بازیافت و خالص‌سازی نمونه‌ها، کلرلاولگاریس به‌عنوان جلبک مقاوم در مقابل شوک‌های آمونیاکی برگزیده شد، سپس یک فتوبیوراکتور هواراند و یک سیستم کشت آزمایشگاهی، شامل یک ظرف پیرکس 10 لیتری و ملزومات آن به‌منظور کنترل میزان تولید زیست‌توده ساخته شد. آزمایش‌ها در مدت 20 روز انجام شده و بیشینه تولید زیست‌توده در 16 الی 17 روز اول اتفاق افتاد. در غلظت‌های کمتر از 50mg/l ، آمونیاک در هر دو روش به‌صورت کامل حذف شد و جلبک عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داد. در غلظت‌  10mg/l ، کل آمونیاک در هر دو روش در هفته اول به اتمام رسید. در غلظت‌های 50mg/l تا 100mg/l ، حدود 94 درصد آمونیاک در ظرف شیشه‌ای و حدود 95 درصد در راکتور حذف شد. با افزایش میزان آمونیاک و سمیت آن کاهش تکثیر سلولی و قدرت جذب جلبک اتفاق افتاد و این امر در غلظت 500mg/l کاملاً مشهود بود. جلوگیری از تبخیر آب و ته‌نشین شدن زیست‌توده، کنترل بهتر برخی پارامترهای حیاتی از جمله ph، دما، شدت نور و انرژی، غلظت دی‌اکسید‌کربن و انتقال جرم و گرمای کارآمد، سبب راندمان بیشتر فتوبیوراکتور هواراند شد. نکته قابل‌تامل در نتایج این پژوهش، عملکرد فوق‌العاده کلرلا‌ولگاریس در حذف آلاینده‌های سمی مانند آمونیاک و امکان استفاده از آن در سیستم‌های بیولوژیکی تصفیه‌خانه‌ها، پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها است.

ammonia removal from oily water by microalgae cultivated in an airlift photobioreactor

this research presents the application of phytoremediation to remove ammonia from effluent possessing high ammonium content and alkalinity in one of the most complex refineries in iran. the objective of this research was to find new methods to protect and preserve water resources. at first, the algae distribution was investigated. after purifying the samples, chlorella vulgaris was selected as resistant algae in the areas that experienced ammonia shocks. a 10-liter container and an airlift photobioreactor with similar laboratory conditions were developed to control biomass production. experiments were conducted over 20 days and maximum biomass production occurred in the first 16-17 days. cell density was expressed as dry cell weight in ammonia concentration from 10 mg/l to 500 mg/l. it was also observed that when the nitrogen content of the culture medium was less than 50 mg/l, ammonia was completely removed in both methods. at a concentration of 10 mg/l, total ammonia in both methods was removed in the first week. at 50 mg/l to 100 mg/l concentrations, about 94% of ammonia was removed in the glass container and about 95% in the bioreactor. in these concentrations, with high ammonia content, the final cell density, and absorption power were significantly low and this was evident at 500 mg/l. prevention of water evaporation and biomass settling, better control of some vital parameters including ph, temperature, light, and energy intensity, effective mass and heat transfer, and carbon dioxide concentration led to better efficiency of the airlift photobioreactor. a noteworthy point in this result was the extraordinary performance of chlorella vulgaris in removing toxic pollutants such as ammonia and possibly using it in the biological systems of sanitary, refineries, and petrochemicals.