گروهی از محققین دانشگاه علم و صنعت و تربیت مدرس، از یک فناوری جدید زیست محیطی تحت عنوان تصفیه پساب آب پنیر با استفاده از سیستم الکتروشیمیایی میکروبی استفاده کرده‌اند.
این نوع از پساب حاوی ترکیبات مختلفی است که قابلیت تجزیه بیولوژیکی زیادی دارد و در اثر تجزیه سریع این مواد فاضلاب‌های متعفن تولید می‌شود، بنابراین تصفیه آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
آب پنیر حاوی لاکتوز، پروتئین محلول و میزان اکسیژن فراوان است و به‌طور معمول در کارخانه‌ها خشک شده و به‌عنوان مواد اولیه برای خوراک دام، ترکیبات دارویی و مواد افزودنی غذایی استفاده می‌شود.
حجم و مشخصات پساب های لبنی، به دلیل تنوع در صنایع کاملاً متغیر است. به‌طور کلی، آبی که برای شستشوی ظروف لبنیات در صنایع استفاده می‌شود حاوی مقدار زیادی مواد آلی، ماده ضدعفونی کننده قلیایی و مواد شیمیایی است که پس از تمیز کردن بطری‌ها و مخازن در محیط زیست قرار می‌گیرند.
پساب های آب پنیر همچنین حاوی مقادیر زیادی کربن و نیتروژن هستند و از آن‌جایی که وجود آمونیوم برای موجودات آبزی خطرناک است؛ بنابراین تصفیه این نوع از پساب‌ها امری ضروری است.
روش‌های تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی متفاوتی برای تصفیه پساب‌های لبنی وجود دارد. ابتدا با استفاده از فرایندهای فیزیکی و شیمیایی، رسوب‌های پروتئین و چربی را از بین می‌برند و سپس از فرایندهای بیولوژیکی هوازی و بی‌هوازی استفاده می‌کنند.
بااین‌حال فرایندهای بیولوژیکی دارای معایبی مانند محتوای بالای مواد آلی، وجود چربی‌ها و همچنین تولید لجن زیاد در فرایندهای هوازی هستند.
برای حل مشکلات مربوط به تصفیه پساب‌های لبنی، بتول محب راد و همکارانش با استفاده از آزمایش‌هایی که نتایج آن به‌صورت مقاله معتبری چاپ شده است، از سیستم الکتروشیمیایی میکروبی (MES) استفاده کردند.
در تصفیه پساب آب پنیر با استفاده از سیستم الکتروشیمیایی میکروبی ، جریان الکتریکی به‌عنوان یک عامل تحریک‌کننده، در میکروارگانیسم‌ها القاء می‌شود و سپس از طریق آن، آلاینده‌ها به ترتیب در الکترودهای آند و کاتد اکسید می‌شوند. MES نوعی بیوراکتور است که در فرایندهای سنتز بیوشیمیایی، اصلاحات زیست محیطی و تبدیل انرژی الکتروشیمیایی کاربرد دارد.
برای افزایش کارایی و راندمان سیستم، تلاش کرده‌اند که راکتورهای جدیدی را طراحی کنند.
در سیستم الکتروشیمیایی میکروبی پتانسیل الکترود و واکنش‌هایی که در سطح الکترود انجام می‌شود، از عوامل اصلی کنترل کارایی سیستم هستند. انواع مختلفی از الکترودها در MES وجود دارد که از‌جمله آن‌ها، کربن فعال‌شده گرافیتی، کربن آمورف و کربن شیشه‌ای است.
کربن‌ها به‌دلیل داشتن سطح وسیع و متخلخل برای چسبندگی باکتری‌ها مناسب هستند. الکترودها و بیوفیلم‌های ساخته شده در این پژوهش توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده‌اند.
خصوصیات پروتئین‌ها در پساب‌های لبنی بر کارایی تصفیه بیولوژیکی اثر می‌گذارند و حلالیت آن‌ها تحت تأثیر عواملی مانند قدرت یونی، pH و دما است. در این آزمایش pH=5.9 بالاترین راندمان حذف پروتئین آب پنیر را داشته است.
همچنین در آزمایش‌های انجام شده اثر نقطه ایزوالکتریک IEP را نیز بر عملکرد تصفیه بررسی کردند. نقطه ایزوالکتریک pH خاصی در ترکیبات و محلول‌های پروتئینی است که در آن مقدار بارهای مثبت و منفی با هم برابر هستند. در این پژوهش برای اعمال پتانسیل‌های مختلف از منبع تغذیه و برای اندازه‌گیری پتانسیل اکسیداسیون – کاهش (ORP) محلول از ORP meter استفاده کردند.
بنابراین به‌طور کلی راکتورهای MES، سیستم‌های بسیار مفید و کارآمد برای تصفیه پساب‌های لبنی هستند. همچنین نتایج نشان داد که تنظیم pH در IEP باعث افزایش راندمان سیستم می‌شود.
منبع : زیست فن
ثبت ديدگاه