Akademik tadqiqotlar, tushunarli til

Verianla | O‘zbekcha akademik tadqiqotlar va ilm-fan

27 Sentabr 2026, Yakshanba
VERİANLAMustaqil ilmiy nashriyot
Menyuni ochish yoki yopish
...
Bosh sahifa / Amaliy fanlar / Muhandislik / Ikki membranli MABR yordamida oqova suvdan azotni chiqarish: bitta reaktorda aeratsiya, anammox va filtrlash
Muhandislik

Ikki membranli MABR yordamida oqova suvdan azotni chiqarish: bitta reaktorda aeratsiya, anammox va filtrlash

Ushbu tadqiqot anaerob usulda oldindan tozalangan haqiqiy maishiy oqova suv tarkibidagi ammiak, umumiy azot va organik moddalarni bitta biologik reaktorda chiqarib tashlash uchun ikki membranli Membrana bilan aeratsiyalanadigan bioplyonka reaktorini ishlab chiqdi.

31/07/2026  Veri Anla 17 marta ko‘rildi
Ikki membranli MABR yordamida oqova suvdan azotni chiqarish: bitta reaktorda aeratsiya, anammox va filtrlash

Ushbu tadqiqot anaerob usulda oldindan tozalangan haqiqiy maishiy oqova suv tarkibidagi ammiak, umumiy azot va organik moddalarni bitta biologik reaktorda chiqarib tashlash maqsadida ikki membranli Membrana bilan aeratsiyalanadigan bioplyonka reaktorini ishlab chiqdi. Tizimda ichi boʻsh tolali membranalarning bir guruhi mikroorganizmlarga pufakchalarsiz kislorod yetkazib bergan boʻlsa, ikkinchi membrana guruhi tozalangan suvni filtrladi va sekin oʻsuvchi nitrifikatsiya hamda anammox mikroorganizmlarining reaktordan chiqib ketishini chekladi.

Ish hajmi 5,7 litr boʻlgan laboratoriya reaktori Braziliyadagi shahar oqova suvlarini tozalash inshootining toʻrtta UASB reaktoridan olingan haqiqiy chiqindi suv bilan 180 kun ishlatildi. Barqaror ishlash davrida kimyoviy kislorod talabining 62 foizi, ammoniy azotining 63 foizi va umumiy azotning taxminan 32-35 foizi chiqarib tashlangani bildirildi. Tozalangan suvda taxminan 29 mg/L KKT, 17 mg/L ammoniy azoti va 32-33 mg/L umumiy azot olingan.

Reaktordagi erigan kislorod 0,5 mg/L dan past darajada saqlandi. Kislorodning membrana ichidan bioplyonkaga, ammiak va organik moddalarning esa suyuq muhitdan bioplyonkaga qarama-qarshi yoʻnalishlarda tashilishi nitrifikatsiya, anammox va denitrifikatsiya uchun turli mikrozonalarning ayni tizimda paydo boʻlishiga imkon bergan boʻlishi mumkin. Mikrob tahlillarida aeratsiya membranasida Nitrospira, Candidatus Brocadia va Limnobacter; muallaq biomassada esa Nitrospira va Denitratisoma ustun boʻlgan.

Ammiakni chiqarish cheklangan boʻlib qolishini tadqiqotchilar aeratsiya membranasi maydonining kichikligi bilan bogʻladilar. Kinetik maʼlumotlar asosidagi hisoblash aeratsiya membranasi maydoni 1,47 barobar oshirilib, solishtirma maydon 21 m²/m³ dan taxminan 31 m²/m³ gacha yetkazilsa, ammiakni chiqarish 91 foizga yaqinlashishi mumkinligini bashorat qiladi. Bu qiymat yangi reaktorda tajribada tasdiqlanmagan loyihaviy taxmindir.

Tadqiqot ikki membranli MABR yondashuvi haqiqiy UASB chiqindi suvida ishlashi mumkinligini koʻrsatadi, biroq uning tijoriy yoki toʻliq masshtabda qoʻllanish imkoniyatini isbotlamaydi. Faqat bitta reaktordan foydalanilgani, nazorat tizimi yoʻqligi, membrana ifloslanishi, kinetik natijalardagi birlik nomuvofiqliklari va past haroratdagi samaradorlik sinalmagani asosiy cheklovlardir. Bundan tashqari, tadqiqot taqrizdan oʻtmagan preprintdir.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Tadqiqotning asosiy savoli anaerob reaktorlardan chiqadigan va hali ham ancha miqdorda ammoniy hamda erigan organik modda saqlaydigan haqiqiy maishiy oqova suvni aeratsiya va filtrlash membranalarini bir biologik hajmda birlashtiruvchi yagona tizim bilan chuqur tozalash mumkinmi, degan masaladir.

UASB kabi anaerob reaktorlar maishiy oqova suv tarkibidagi organik moddaning katta qismini kam energiya talab qilgan holda chiqarib tashlashi mumkin. Biroq azotning katta qismi ammoniy shaklida chiqindi suvda qoladi. Tadqiqotda foydalanilgan haqiqiy UASB chiqishida ammoniy azoti taxminan 46 mg/L, umumiy azot taxminan 51 mg/L va kimyoviy kislorod talabi taxminan 77 mg/L darajasida boʻlgan.

Bu suv toʻgʻridan-toʻgʻri qabul qiluvchi muhitga tashlansa, azot yuki evtrofikatsiyaga hissa qoʻshishi mumkin. Shu sababli tadqiqotchilar mavjud anaerob inshootlardan keyin qoʻshish mumkin boʻlgan, kam miqdorda kislorod ishlatadigan va azotni chiqarishni bitta rezervuarda jamlaydigan yakuniy tozalash tizimini ishlab chiqishni maqsad qildilar.

Ikki membranli MABR nima?

Tadqiqotda ishlab chiqilgan tizim bir reaktor ichida ikki xil vazifani bajaradigan ichi boʻsh tolali PVDF membranalardan tashkil topgan:

  • Aeratsiya membranasi: Atmosfera havosini tolalar ichidan bioplyonkaga tashiydi. Havo suvga pufakcha shaklida berilmaydi; kislorod membrana devori orqali bioplyonkaga diffuziyalanadi.
  • Filtrlash membranasi: Tozalangan suvni vakuum taʼsirida ajratar ekan, muallaq biomassa va zarrachalarni reaktor ichida ushlab qoladi.

Ushbu ikki vazifaning ajratilishi aeratsiya membranasi ustida barqaror bioplyonka rivojlanishiga va filtrlash jarayonining alohida tolalarda uzluksiz olib borilishiga imkon beradi. Avval xabar qilingan shunga oʻxshash loyihada ayni membrana navbatma-navbat aeratsiya va filtrlash uchun ishlatilgan. Tadqiqotchilar bunday navbatma-navbat ishlash bioplyonka barqarorligini cheklashi mumkinligini taʼkidlaydilar.

SNAD jarayoni qanday ishlaydi?

SNAD bir vaqtda kechadigan qisman nitrifikatsiya, anammox va denitrifikatsiya jarayonlarini anglatadi. Tadqiqotda koʻzlangan ishlash tartibi uchta biologik oʻzgarishning bir reaktorda bir-birini toʻldirishidir:

  1. Ammoniyning bir qismi kisloroddan foydalanadigan mikroorganizmlar tomonidan nitritga aylantiriladi.
  2. Anammox mikroorganizmlari ammoniy va nitritdan foydalanib, azot gazi hamda cheklangan miqdorda nitrat hosil qiladi.
  3. Geterotrof denitrifikatsiya mikroorganizmlari qolgan organik moddalarni elektron donori sifatida ishlatib, nitrat yoki nitritni azot gaziga aylantiradi.

MABR bioplyonkasida kislorod membrananing ichki yuzasidan tashqariga qarab harakatlanadi. Ammoniy, nitrat va organik moddalar esa reaktor suyuqligidan bioplyonka tomon tashiladi. Moddalarning qarama-qarshi yoʻnalishda uzatilishi tufayli membranaga yaqin sohada kislorodli, tashqi qatlamlarda esa kislorodi cheklangan yoki anoksik mikrozonalarning shakllanishi mumkin deb hisoblanadi.

Bunday tuzilish kisloroddan foydalanadigan nitrifikatsiya mikroorganizmlari bilan kislorodga sezgir anammox mikroorganizmlarining bir bioplyonkada mavjudligini tushuntirishi mumkin boʻlgan mexanizmdir. Biroq tadqiqotda bioplyonka ichidagi kislorod profili mikroelektrod bilan oʻlchanmagan. Shu bois qatlamlanish mexanizmi mikroblarning taqsimlanishiga mos kelsa-da, bevosita tasdiqlanmagan.

Tajriba qurilmasi qanday tashkil etilgan?

1-rasmda koʻrsatilgan tajriba qurilmasi oziqlantirish rezervuari, oziqlantirish nasosi, sath sensori, akril bioreaktor, aeratsiya va filtrlash membranalari, havo nasosi, magnit aralashtirgich, vakuum rezervuari, vakuum nasosi, permeat rezervuari, teskari yuvish nasosi, bosim oʻlchagichlar, rotametrlar va avtomatik klapanlardan tashkil topgan.

Reaktor yoki ishlatish parametriBildirilgan qiymat
Samarali reaktor hajmi5,7 L
Umumiy ishlatish muddati180 kun
Oʻrtacha gidravlik ushlab turish vaqti23,2 ± 1,2 soat
Reaktor harorati24 ± 1 °C
Erigan kislorod0,5 mg/L dan past
Havo sarfi8 L/soat
Havo bosimi0,1 bar
Filtrlash membranasi maydoni0,08 m²
Aeratsiya membranasi maydoni0,12 m²
Solishtirma filtrlash membranasi maydoni14 m²/m³
Solishtirma aeratsiya membranasi maydoni21 m²/m³
Membrana gʻovaklari oʻlchami0,04 µm
Toza suv oʻtkazuvchanligi446 L/(soat·m²·bar)

Har ikkala membrana guruhi ham ichi boʻsh tolali poliviniliden ftorid ultrafiltrlash membranalaridan tayyorlangan. Aeratsiya tolalariga ochiq lyumenli koʻndalang oqim tartibida uzluksiz havo berilgan. Tadqiqotchilar uzlukli aeratsiya oʻrniga past sarfli uzluksiz aeratsiyani tanlab, nazorat tizimini soddalashtirish va qisman nitrifikatsiyani qoʻllab-quvvatlash uchun yetarli darajada cheklangan kislorod berishni maqsad qilgan.

Filtrlash membranasi qanday ishlatilgan?

Membranani teskari yuvish har 15 daqiqada bir marta, 15 soniya davomida amalga oshirilgan. Teskari yuvish sarfi permeat sarfining 1,5 barobari, bosimi esa 1 bar qilib belgilangan.

Transmembrana bosimi 0,5 bar dan oshganda filtrlash moduli tashqariga olinib, 1000 ppm natriy gipoxlorit eritmasida 20 daqiqa davomida kimyoviy tozalangan. Kimyoviy tozalash ishlari faoliyatning 50. va 91. kunlarida amalga oshirilgan. Aeratsiya membranalari butun ishlatish davomida tozalanmagan.

Bu farq muhim. Aeratsiya membranasidagi bioplyonka jarayonning funksional qismi boʻlsa, filtrlash membranasidagi toʻplanish suv oʻtkazuvchanligini kamaytiruvchi ifloslanish sifatida baholangan.

Reaktor qaysi biomassa bilan ishga tushirilgan?

Emlash loyqasi laboratoriya miqyosidagi reaktordan olingan boyitilgan anammox loyqasi bilan shahar oqova suvlarini tozalash inshootining qaytarma liniyasidan olingan anʼanaviy faol loyqani 1:2 massa nisbatida aralashtirish orqali tayyorlangan.

Boshlangʻich uchuvchan muallaq qattiq modda konsentratsiyasi 2,03 g VSS/L. Tayyorlangan emlama reaktorning samarali hajmining 30 foizini toʻldirgan. Shu tariqa tizimga anammox mikroorganizmlari bilan birga nitrifikatsiya, denitrifikatsiya va organik moddalarning parchalanishida qatnasha oladigan xilma-xil faol loyqa hamjamiyati kiritilgan.

Haqiqiy oqova suv qayerdan olingan?

Oziqlantirish suvi Braziliyaning Contagem shahridagi Nova Contagem shahar oqova suvlarini tozalash inshootida joylashgan toʻrtta UASB reaktorining umumiy chiqishidan olingan. Inshootning nominal sarfi 100 L/s deb koʻrsatilgan.

Yigʻilgan kompozit namuna 4 °C da saqlangan va reaktorga berilishidan oldin xona haroratiga keltirilgan. Shu tariqa sintetik laboratoriya eritmasi oʻrniga tarkibi vaqt oʻtishi bilan oʻzgarib turadigan haqiqiy maishiy oqova suv ishlatilgan.

Haqiqiy oqova suvdan foydalanish tadqiqotning muhim kuchli tomonlaridan biridir. Biroq sovuqda saqlash va keyin xona haroratiga keltirish jarayoni toʻliq masshtabli inshootda uzluksiz oqadigan yangi oqova suv sharoitlarini toʻliq ifodalamaydi.

Suv sifatining qaysi parametrlari oʻlchangan?

UASB chiqishida va ikki membranli reaktor permeatida quyidagi parametrlar kuzatilgan:

  • Kimyoviy kislorod talabi
  • Umumiy Kjeldahl azoti
  • Ammoniy azoti
  • Nitrit
  • Nitrat
  • Erigan kislorod
  • pH
  • Umumiy koliformlar
  • Escherichia coli

Tahlillar APHA Standart usullari asosida amalga oshirilgan. Erigan kislorod lyuminessent zond bilan, koliformlar va E. coli esa Colilert usuli bilan oʻlchangan.

Statistik tahlil qanday oʻtkazilgan?

Maʼlumotlarning taqsimoti Shapiro-Wilk testi bilan tekshirilgan. Normal taqsimlangan taqqoslashlar uchun Student t testi, normal taqsimlanmaganlari uchun Mann-Whitney testi nazarda tutilgan. Ishlatish maʼlumotlari normal taqsimlanmagani aniqlangani sababli boshlangʻich va barqaror ishlash davrlarini taqqoslashda Mann-Whitney testi qoʻllangan.

Muhimlik darajasi 5 foiz qilib belgilangan. Boshlangʻich va ishlatish davrlari oʻrtasida:

  • KKTni chiqarishdagi farq muhim deb topilgan: p = 0,001.
  • Umumiy azotni chiqarishdagi farq muhim deb topilgan: p = 0,042.
  • Ammoniyni chiqarishdagi farq muhim deb topilmagan: p = 0,088.

Tadqiqotchilar bu natijalarni denitrifikatsiya va anammox hamjamiyatlari nitrifikatsiya hamjamiyatiga qaraganda kechroq oʻrnashgan boʻlishi mumkinligi bilan izohlashgan. Biroq mikrob hamjamiyati faqat boshida va ishlatish oxirida sekvensiyalangani sababli hamjamiyatlarning vaqt boʻyicha rivojlanishi bevosita kuzatilmagan.

Reaktorning boshlangʻich davri qancha davom etgan?

Matnda dastlabki 50 kun biomassaning moslashish davri sifatida taʼriflangan. 1-jadval va monitoring grafigida esa boshlangʻich davr 0-55 kun, ishlatish davri 56-180 kun qilib ajratilgan.

Bu besh kunlik farq natijalarning umumiy yoʻnalishini oʻzgartirmaydi, biroq davrlarning oʻrtacha qiymatlari va statistik taqqoslashlar nuqtayi nazaridan yakuniy nusxada tushuntirilishi kerak boʻlgan tahririy nomuvofiqlikdir.

Organik moddalarni chiqarish qanday rivojlangan?

Boshlangʻich davrda UASB chiqishidagi oʻrtacha KKT 68 ± 4 mg/L, tozalangan suvdagi KKT esa 44 ± 3 mg/L boʻlgan. Chiqarish samaradorligi 32 ± 5 foiz darajasida.

Barqaror ishlash davrida kirishdagi KKT 77 ± 2 mg/L gacha koʻtarilganiga qaramay, chiqish konsentratsiyasi 29 ± 1 mg/L gacha kamayib, chiqarish 62 ± 1 foizga yetgan.

DavrKirish KKTChiqish KKTKKTni chiqarish
Boshlangʻich68 ± 4 mg/L44 ± 3 mg/L32 ± 5 foiz
Ishlatish77 ± 2 mg/L29 ± 1 mg/L62 ± 1 foiz

Kirish suvining uglerod/azot nisbati taxminan 1,7 deb hisoblangan. Organik modda darajasining pastligi tez oʻsuvchi geterotrof bakteriyalarning tizimda ustunlik qilishini cheklagan va sekin oʻsuvchi nitrifikatsiya hamda anammox hamjamiyatlariga joy yaratgan boʻlishi mumkin.

Chiqishdagi taxminan 29 mg/L KKT asosan biologik jihatdan qiyin parchalanadigan organik moddalardan iborat deb baholangan. Ushbu tarkibning batafsil kimyoviy identifikatsiyasi aniqlanmagan.

Ammoniyni chiqarishda qanday natijalar olingan?

Barqaror ishlash davrida ammoniy azotining oʻrtacha kirish konsentratsiyasi 46,1 ± 0,6 mg/L, chiqish konsentratsiyasi esa 17,3 ± 1,0 mg/L boʻlgan. Bunga mos chiqarish 63 ± 2 foizni tashkil etgan.

Ishlatish davri mobaynida oʻrtacha chiqish ammoniysi Braziliyaning Minas Gerais shtatida belgilangan 20 mg/L chegaradan past boʻlib qolgani xabar qilingan. Bu muvofiqlik faqat tegishli Braziliya meʼyoriga taalluqli boʻlib, Turkiyadagi oqizish yoki qayta foydalanish qonunchiligiga muvofiqlikni anglatmaydi.

Tadqiqotdagi 8 L/soat havo sarfi tadqiqotchilar taqqoslagan ayrim MABR tadqiqotlaridagi 80-600 L/soat qiymatlaridan ancha past. Past havo sarfi va kichik membrana maydoni energiya hamda sarmoya xarajatlarini cheklash maqsadida tanlangan, biroq reaktorda chiqarilmagan ammoniy qolishiga sabab boʻlgan.

Nega umumiy azotni chiqarish ammoniyni chiqarishdan pastroq?

Ammoniyning nitrit yoki nitratga aylanishi azotning suvdan butunlay chiqarilganini anglatmaydi. Umumiy azotni chiqarish uchun oksidlangan azot turlari anammox yoki denitrifikatsiya orqali azot gaziga aylanishi kerak.

Barqaror davrda chiqindi suvda taxminan 18 mg/L Kjeldahl azoti yoki qaytarilgan azot, 4,9 mg/L nitrit va 10,3 mg/L nitrat xabar qilingan. Ushbu komponentlar yigʻindisi taxminan 33 mg/L ga yetadi.

Xulosa va yakun boʻlimi umumiy azotni chiqarishni 32 foiz, 1-jadvalning oxirgi ustuni esa 35 ± 2 foiz deb beradi. Farq oʻrtacha konsentratsiyalar boʻyicha qayta hisoblash bilan kunlik chiqarish foizlarining oʻrtachasi bir xil emasligidan kelib chiqishi mumkin, biroq tadqiqot bu farqni izohlamaydi.

Ishlatish davri natijasiOʻrtacha qiymat
Kirishdagi umumiy azot50,8 ± 4,1 mg/L
Chiqishdagi qaytarilgan/Kjeldahl azoti18,0 ± 2,5 mg/L
Chiqish nitriti4,9 ± 0,8 mg/L
Chiqish nitrati10,3 ± 1,0 mg/L
Chiqishdagi umumiy azotTaxminan 32-33 mg/L
Bildirilgan umumiy azot chiqarilishiXulosada 32 foiz; jadvalda 35 ± 2 foiz

1-jadvalda qaytarilgan azot va umumiy azot ustunlarining nomlanishi aniq emas. Bir ustun “TN eff” deb belgilanganiga qaramay, nitrit va nitratning alohida berilishi bu ustun aslida umumiy Kjeldahl azotini ifodalashini koʻrsatadi. Bu tadqiqot maʼlumotlari asosida qilingan talqin boʻlib, mualliflar yakuniy nusxada jadval sarlavhalarini tuzatishi kerak.

142-154-kunlar orasidagi tasodifiy kislorodlanish nimani koʻrsatdi?

Ishlatishning 142. va 154. kunlari oraligʻida oziqlantirish suvidagi erigan kislorod tasodifan taxminan 3,0 mg/L gacha koʻtarilgan. Bu davrda ammoniyni chiqarish ortgan, umumiy azot va KKTni chiqarish esa kamaygan.

Tadqiqotchilar bu oʻzgarishni koʻproq kislorod nitrifikatsiyani tezlashtirgani, biroq kislorodga sezgir anammox jarayonini bostirgani bilan izohlashgan. Hodisa tugagach, chiqarish nisbatlari asta-sekin avvalgi darajalariga yaqinlashgan.

Bu kuzatuv faqat ammoniy konsentratsiyasini kamaytirish yetarli emasligini koʻrsatadi. Kislorod ortiqcha boʻlganda ammoniy nitrat yoki nitritga aylanishi mumkin, biroq azot gazi sifatida tizimdan chiqarilmagani uchun umumiy azotni chiqarish kamayishi mumkin.

Tasodifiy kislorodlanish rejalashtirilgan va takrorlangan nazoratli tajriba emas. Shu sababli hodisa kislorod taʼsirini qoʻllab-quvvatlovchi ishlatish kuzatuvi sifatida baholanishi kerak.

Reaktorning yukni chiqarish tezliklari qanday?

Barqaror ishlash davrida soatlik va aeratsiya membranasi maydoniga nisbatan normallashtirilgan oʻrtacha chiqarish qiymatlari quyidagicha bildirilgan:

ParametrUmumiy chiqarishAeratsiya membranasi maydoniga nisbatan chiqarish
Organik modda10,1 mg/soat2,9 g/(m²·kun)
Ammoniy azoti5,9 mg/soat1,9 g/(m²·kun)
Umumiy azot3,7 mg/soat1,2 g/(m²·kun)

Tadqiqotchilar maydon asosidagi ushbu tezliklar ayrim avvalgi MABR tadqiqotlaridagidan yuqori ekanini va filtrlash membranasining muallaq biomassani reaktorda ushlab qolishi samaradorlikka hissa qoʻshganini taʼkidlagan.

Biroq tadqiqotda filtrlash membranasi boʻlmagan xuddi shu oʻlchamdagi parallel nazorat reaktori yoʻq. Shu bois yuqori tezliklar bevosita va faqat filtrlash membranasi tufayli yuzaga kelgani tajribada ajratib koʻrsatilmagan.

Koliform va E. coli natijalari nimani anglatadi?

Tadqiqotchilar filtrlash membranasidan chiqqan namunalarda umumiy koliformlar va E. coli aniqlanmaganini bildirgan. Bu natija 0,04 µm gʻovakli ultrafiltrlash membranasi oʻrganilgan ishlatish sharoitida bakteriyalarni jismonan ushlab qola olishini koʻrsatadi.

Biroq batafsil natijalar tadqiqot tarkibida mavjud boʻlmagan Qoʻshimcha S3 jadvaliga asoslanadi. Qancha namuna tahlil qilingani, aniqlash chegarasi, turli ishlatish kunlaridagi taqsimot va membrana yaxlitligi sinovi asosiy matnda berilmagan.

Shu sababli natija tizim dezinfeksiyani taʼminlashini yoki tozalangan suv toʻgʻridan-toʻgʻri qayta foydalanishga tayyorligini isbotlamaydi. Viruslar, protozoalar, kimyoviy mikroifloslantiruvchilar va membrana shikastlangan holatdagi mikrobiologik xavflar baholanmagan.

Kinetik tajribalar qanday oʻtkazilgan?

Ishlatish oxirida ammiakni isteʼmol qilish tezligi, anammox faolligi va nitratni isteʼmol qilish tezligini aniqlash uchun uchta alohida joyida kinetik sinov oʻtkazilgan. Har bir sinovda reaktor sintetik oziqa bilan 60 soat davomida uzlukli rejimda ishlatilgan; substrat konsentratsiyalarining vaqt boʻyicha oʻzgarishidan chiziqli regressiya qiyaliklari hisoblangan.

Sinovlarda ishlatilgan substrat miqdorlari, aeratsiya yoqilgan yoki oʻchirilgan davrlar va boshqa tafsilotlar Qoʻshimcha S1 jadvaliga kiritilgan. Qoʻshimcha material yuklangan tadqiqot ichida boʻlmagani uchun sinov sharoitlarining barchasini mustaqil ravishda tekshirib boʻlmaydi.

3-rasmdagi regressiyalar nimani koʻrsatadi?

3-rasmda bildirilgan chiziqli regressiyalar quyidagicha:

\[ C_{\mathrm{NH_4}}=-10{,}447x+42{,}422 \qquad R^2=0{,}98 \]

\[ C_{\mathrm{NO_2}}=-31{,}826x+82{,}995 \qquad R^2=0{,}90 \]

\[ C_{\mathrm{NH_4,anammox}}=-18{,}265x+57{,}906 \qquad R^2=0{,}91 \]

\[ C_{\mathrm{NO_3}}=-9{,}6197x+45{,}317 \qquad R^2=0{,}87 \]

\[ C_{\mathrm{KOİ}}=-8{,}7528x+58{,}205 \qquad R^2=0{,}93 \]

Grafikning gorizontal oʻqi 0-60 soat deb belgilangan. Biroq tenglamalardagi qiyaliklar bevosita soatiga deb talqin qilinsa, boshlangʻich konsentratsiyalar bir necha soat ichida noldan pastga tushishi kerak edi. Grafik nuqtalari esa taxminan 50 soat davomida bosqichma-bosqich kamayishni koʻrsatadi.

Tenglamalar regressiyada vaqt kunlarda ishlatilgan boʻlishi mumkinligini koʻrsatadi. Tadqiqot bu oʻzgartirishni tushuntirmagan. Shu sababli regressiya qiyaliklaridan mustaqil kinetik tezlikni qayta hisoblash ishonchli emas.

Kinetik tezliklarda qanday nomuvofiqliklar mavjud?

Xulosa boʻlimida ammiak oksidlanishi, anammox faolligi va nitrat isteʼmoli uchun mos ravishda 2,6 mg N/(m²·soat), 0,22 mg N/(L·kun) va 0,04 mg N/(L·kun) qiymatlari yozilgan.

2-jadvalda esa boshqa qiymat va birliklar mavjud:

Sinov2-jadvalda bildirilgan qiymatlar
Ammiak isteʼmoli1,14 mg N/(g VSS·soat); 2,64 g N/(m²·kun); 0,044 g N/(L·kun)
Anammox faolligi1,99 mg N/(g VSS·soat); 4,61 g N/(m²·kun); 0,077 g N/(L·kun)
Nitrat isteʼmoli1,37 va 1,05 mg/(g VSS·soat) shaklida izohlanmagan ikkita qiymat; 2,44 g N/(m²·kun); 0,041 g N/(L·kun)

Xulosadagi mg va 2-jadvaldagi g birliklari oʻrtasida ming barobar masshtab farqi bor. Anammox uchun xulosadagi 0,22 mg/L/kun qiymati bilan jadvaldagi 0,077 g/L/kun qiymati ham mos emas. Bundan tashqari, 2-jadvalda hajm birligi ayrim qatorlarda yanglish ravishda L−2 shaklida yozilgan.

Ushbu nomuvofiqliklar sababli kinetik qiymatlar loyihalash kirish maʼlumoti sifatida ishlatilishidan oldin mualliflar xom maʼlumotlardan qayta hisoblashlari kerak. Tadqiqotning kinetik sinovlari jarayon faol ekanini qoʻllab-quvvatlaydi, biroq bildirilgan aniq tezliklarning ishonchliligi hozirgi nusxada cheklangan.

Membrana maydonini oshirib 91 foiz chiqarish qanday taxmin qilingan?

Tadqiqotchilar ammiakni isteʼmol qilish tezligidan foydalanib, mavjud aeratsiya membranasi maydoni chiqarish quvvatini cheklashini baholagan. Mavjud solishtirma membrana maydoni 21 m²/m³.

Maydon 1,47 barobar oshirilib, taxminan 31 m²/m³ gacha yetkazilsa, ammoniyni chiqarish 63 foizdan taxminan 91 foizgacha koʻtarilishi mumkinligi hisoblangan.

Loyihaviy holatSolishtirma aeratsiya membranasi maydoniAmmoniyni chiqarish
Tajribada ishlatilgan tizim21 m²/m³63 foiz
Hisoblangan takomillashtirilgan tizimTaxminan 31 m²/m³Taxminan 91 foiz

Ushbu hisoblash sigʻimning chiziqli yoki chiziqqa yaqin oshishini faraz qiladi. Koʻproq membrana qoʻshilganda aralashtirish, kislorod taqsimoti, bioplyonka qalinligi, gidravlik oqim, ifloslanish va mikroorganizmlar oʻrtasidagi raqobat ham oʻzgarishi mumkin.

Shu sababli 91 foizlik natija tajribaviy topilma emas, balki mavjud kinetik maʼlumotlardan keltirib chiqarilgan loyihaviy bashoratdir. Bundan tashqari, kinetik tezliklarni hisobot qilishda birlik nomuvofiqligi mavjud boʻlgani uchun bu bashorat alohida tasdiqlanishi kerak.

Biomassa reaktorda qanday taqsimlangan?

Ishlatish oxirida aeratsiya membranasiga yopishgan biomassa 17,78 g VSS/m², muallaq biomassa esa 1,24 g VSS/L deb oʻlchangan.

Reaktordagi 60 ta aeratsiya tolasi va 5,7 litrlik hajm hisobga olinganda taxminan:

  • membranalarga birikkan 2,13 g VSS biomassa,
  • 7,06 g VSS muallaq biomassa

mavjudligi taxmin qilingan.

Umumiy biomassaning katta qismi muallaq holda boʻlishiga qaramay, membrana ustidagi bioplyonka kislorod bevosita beriladigan maxsus mikro muhitni yaratgan. Filtrlash membranasi esa muallaq biomassaning permeat bilan tizimdan chiqib ketishiga yoʻl qoʻymagan.

KKTni chiqarish birligiga umumiy biomassa oʻsish koeffitsiyenti 0,12 deb berilgan va anaerob jarayonlardagi kam loyqa hosil boʻlishiga oʻxshash deb topilgan. Koeffitsiyentning birligi jadvalda aniq koʻrsatilmagan.

Mikrob hamjamiyati qanday oʻrganilgan?

Boshlangʻich emlamadan, aeratsiya membranasi ustidagi bioplyonkadan va reaktorning muallaq biomassasidan uchtadan DNA namunasi olingan. 16S rRNA genining V4 sohasi 515F va 806R praymerlari bilan koʻpaytirilib, Illumina MiSeq platformasida sekvensiyalangan.

Tahlil mikroorganizmlarning nisbiy moʻlligini koʻrsatadi. Ushbu usulning oʻzi mikroorganizmlar tirik ekanini, muayyan metabolik vazifani haqiqatan bajarayotganini yoki oʻlchangan azot oʻzgarishining qanchasiga javobgar ekanini isbotlamaydi.

Qaysi mikroorganizmlar ustun boʻlgan?

Urugʻ yoki guruhAeratsiya membranasiMuallaq biomassaTadqiqotdagi ehtimoliy vazifa
Nitrospira12,1 foiz10,3 foizNitrit oksidlanishi yoki ehtimoliy toʻliq ammiak oksidlanishi
Denitratisoma9,3 foiz10,2 foizDenitrifikatsiya yoki qisman denitrifikatsiya
Candidatus Brocadia6,4 foiz4,6 foizAnammox
Limnobacter4,2 foiz2,8 foizNitratning nitritgacha qisman qaytarilishi
Tasniflanmagan Solibacterales guruhi5,1 foiz4,1 foizVazifasi tadqiqotda aniq belgilanmagan.

Boshlangʻich emlamada Saprospiraceae va tasniflanmagan Actinobacteria guruhlari yuqoriroq nisbatda boʻlgan, nitrifikatsiya, anammox va denitrifikatsiya bilan bogʻlangan urugʻlar esa past darajada edi. Ishlatish oxirida ushbu funksional guruhlar ham membrana bioplyonkasida, ham muallaq biomassada boyigani kuzatilgan.

Anammox bakteriyalari kislorod beriladigan membranada qanday topilgan?

Candidatus Brocadia kabi anammox bakteriyalari kislorodga sezgir. Shunga qaramay, ushbu urugʻ aeratsiya membranasi bioplyonkasida muallaq biomassadagiga qaraganda yuqoriroq nisbatda aniqlangan.

Tadqiqotchilar kislorod membrana tomondagi ichki qatlamlarda isteʼmol qilinishi va bioplyonkaning suyuqlikka qaragan tashqi sohalarida anoksik mikro muhitlar shakllanishini taxmin qiladilar. Ushbu tashqi sohalarda anammox bakteriyalari nitrifikatsiya mikroorganizmlari hosil qilgan nitrit va suyuqlikdan kelayotgan ammoniyga bir vaqtda erishgan boʻlishi mumkin.

Bioplyonka qalinligi, erigan kislorod gradienti yoki mikromiqyosdagi nitrit taqsimoti bevosita oʻlchanmagani uchun bu izoh ehtimoliy mexanizmdir, isbotlangan qatlam xaritasi emas.

Nitrospira haqiqatan ham ammiakni oksidlaganmi?

Klassik aerob ammiak oksidlovchi Nitrosomonas va Nitrosospira urugʻlarining sezilarli darajada uchramagani Nitrospira nafaqat nitritni nitratga aylantirishi, balki ammiakning toʻliq oksidlanishini bajaruvchi “comammox” mikroorganizmlarini ham oʻz ichiga olishi mumkin, deb talqin qilingan.

Bu talqin kislorodi past tizimlarda comammox Nitrospira haqida xabar bergan avvalgi tadqiqotlarga mos keladi. Biroq qoʻllangan 16S rRNA sekvensiyasi comammox funksiyasini tashuvchi oʻziga xos genlarni yoki gen ekspressiyasini oʻlchamagan.

Shu sababli tadqiqot Nitrospira ustunligini koʻrsatadi, ammo aniqlangan Nitrospira ketma-ketliklari haqiqatan ham ammiakni oksidlaganini bevosita isbotlamaydi. Funksional gen tahlili, transkript tahlili yoki izotopli tajribalar zarur.

Filtrlash membranasi qanday ifloslangan?

Filtrlash membranasining oʻtkazuvchanligi 180 kunlik ishlatish davomida bosqichma-bosqich kamaygan. Bu pasayish membrana yuzasi va gʻovaklarida biomassa, eruvchan mikrob mahsulotlari, hujayradan tashqari polimer moddalar hamda boshqa organik-noorganik komponentlarning toʻplanishi bilan bogʻlangan.

50. va 91. kunlarda oʻtkazilgan kimyoviy tozalash oʻtkazuvchanlikni qisman tiklagan. Ishlatishning 175. kunida membrananing koʻzdan kechirish uchun harakatlantirilishi yuzadagi kek qatlamining bir qismini olib tashlagan va oʻtkazuvchanlikni vaqtincha oshirgan.

Yakun boʻlimida kimyoviy tozalash oqimni samarali tiklagani aytiladi. Monitoring grafigi va izoh esa tiklanish qisman boʻlganini koʻrsatadi. Membrana boshlangʻich 446 L/(soat·m²·bar) toza suv oʻtkazuvchanligiga toʻliq qaytgan-qaytmagani koʻrsatilmagan.

Hermia modeli qaysi ifloslanish mexanizmlarini aniqlagan?

Kimyoviy tozalashlar orasidagi uchta ishlatish davri Hermia modeli yordamida baholangan. Model quyidagi ifloslanish mexanizmlarini bir-biridan ajratishga qaratilgan:

  • Gʻovaklarning toʻliq tiqilishi
  • Gʻovaklarning standart tiqilishi
  • Oraliq tiqilish
  • Kek qatlami filtrlashi

Uchinchi davrda oraliq tiqilish va kek filtrlash modellari uchun izohlash koeffitsiyenti 0,70 dan yuqori ekani bildirilgan. Membrana moduli harakatlantirilganda oqimning oshishi ham boʻsh kek qatlami muhim rol oʻynaganini qoʻllab-quvvatlaydi.

Bu topilma teskari yuvish, yuzani qirish, havo yoki mexanik harakat kabi jismoniy tozalash usullari kimyoviy tozalash oraligʻini uzaytirishi mumkinligini koʻrsatadi. Biroq ushbu usullar optimallashtirilgan taqqoslama tozalash tajribasi oʻtkazilmagan.

Membrana ifloslanishi tozalash samaradorligini buzganmi?

Oʻtkazuvchanlik kamayganda gidravlik ushlab turish vaqti oʻzgarib turgan. Spearman korrelyatsiya tahlilida ushbu oʻzgarishlar bilan ammiak yoki umumiy azotni chiqarish oʻrtasida 5 foizlik muhimlik darajasida muhim bogʻliqlik topilmagan.

Bu natija oʻrganilgan oʻzgarish oraligʻida biologik jarayon membrana oqimidagi oʻzgarishlarga maʼlum darajada chidamli ekanini koʻrsatadi. Biroq kuchli ifloslanishning uzoq davom etishi yoki toʻliq masshtabli tizimdagi yuqori sarf talabi baholanmagan.

EPS va SMP natijalari qanday?

Muallaq biomassadagi hujayradan tashqari polimer moddalar va eruvchan mikrob mahsulotlari oqsil hamda uglevod tarkibi boʻyicha tahlil qilingan. Konsentratsiyalar 5 mg/g VSS dan past ekani xabar qilingan.

Tadqiqotchilar bu qiymatlar koʻplab MBR va MABR tadqiqotlaridagi 5-40 mg/g VSS oraligʻidan pastligini taʼkidlagan. Past qiymatlar reaktordagi biologik parchalanadigan organik moddaning cheklanganligi va mikrob hamjamiyati sezilarli stress ostida boʻlmagani bilan bogʻlangan.

Mikroorganizmlarning stress holatini faqat EPS va SMP miqdori asosida qatʼiy aniqlab boʻlmaydi. Gen ekspressiyasi, hujayraviy energiya holati yoki stress markerlari oʻlchanmagan.

Aeratsiya va filtrlash membranalarida bir xil ifloslanish yuzaga kelganmi?

Yoʻq. Fluoresans va FTIR tahlillari ikki membrana guruhida turli organik komponentlar ustun boʻlganini koʻrsatgan.

MembranaUstun fluoresans sohasiTalqin qilingan komponent
Filtrlash membranasi370-380 nm qoʻzgʻatish; 400-450 nm emissiyaGumik moddalar yoki molekulyar massasi past poliaromatik komponentlar
Aeratsiya membranasi245-260 nm qoʻzgʻatish; 255-280 nm emissiyaOqsil va triptofanga oʻxshash bioplyonka komponentlari

Filtrlash membranasi suyuqlikdan suvni tortib olayotganda erigan va kolloid organik moddalarni oʻz yuzasida jamlagan. Aeratsiya membranasida esa faol bioplyonka rivojlangani sababli oqsilga oʻxshash fluoresans yaqqolroq boʻlgan.

FTIR tahlillari nimani koʻrsatgan?

FTIR spektrlarida 3286 va 3364 cm−1 atrofidagi polosalar amin guruhlari, 2926 cm−1 polosasi –CH2 guruhlari va 1595-1705 cm−1 oraligʻi amidlar bilan bogʻlangan.

470, 597 va 876 cm−1 atrofidagi polosalar PVDF membrananing oʻz tuzilishi bilan bogʻlangan. Ushbu polosalar aeratsiya membranasida aniq koʻrinmagani qalin bioplyonka ostidagi membrana signalini yopib qoʻygani bilan izohlangan.

Aeratsiya membranasida aniqlangan taxminan 1017 cm−1 polosasi polisaxarid yoki polisaxaridga oʻxshash bioplyonka komponentlari bilan bogʻlangan.

SEM va EDX natijalari nimani koʻrsatgan?

Tadqiqotchilar aeratsiya membranasida qatlamli va chuqurligi koʻrinadigan bioplyonka, filtrlash membranasida esa bir jinsliroq sirt qatlami kuzatilganini bildirgan. EDX tahlilida aeratsiya membranasidagi uglerod va temir miqdorining yuqoriroqligi oʻrnashgan bioplyonka bilan bogʻlangan.

SEM va EDX tasvirlari Qoʻshimcha S6 va S7 rasmlariga kiritilgan. Ushbu qoʻshimcha fayllar yuklangan asosiy tadqiqot tarkibida mavjud boʻlmagani sababli tasvirlarning masshtabi, takrorlar soni va hududiy oʻzgaruvchanligini bevosita baholab boʻlmaydi.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan xulosalar qanday?

  • Aeratsiya va filtrlash membranalarini bir biologik reaktorda birlashtiruvchi tizim haqiqiy UASB chiqindi suvida 180 kun ishlatilgan.
  • Barqaror davrda KKTni chiqarish 62 foiz, ammoniyni chiqarish 63 foiz va umumiy azotni chiqarish taxminan 32-35 foizni tashkil etgan.
  • Chiqishdagi ammoniy konsentratsiyasi oʻrtacha 17 ± 1 mg/L gacha kamaygan.
  • Filtrlash membranasi muallaq biomassani reaktorda ushlab qolish imkonini bergan.
  • Nitrifikatsiya, anammox va denitrifikatsiya bilan bogʻliq mikroorganizmlar ishlatish oxirida boyigan.
  • Aeratsiya membranasi va muallaq biomassa turli nisbiy mikrob taqsimotlarini koʻrsatgan.
  • Filtrlash va aeratsiya membranalarida turli organik ifloslanish komponentlari rivojlangan.
  • Kimyoviy tozalash va kek qatlamini jismonan olib tashlash oʻtkazuvchanlikni qisman tiklagan.
  • Membrana maydoni kichik va havo sarfi past boʻlgan sharoitda SNAD faolligi butunlay yoʻqolmagan.

Tadqiqot nimani isbotlamaydi?

  • Membrana maydonini 1,47 barobar oshirish ammiakni chiqarishni aniq 91 foizga koʻtarishini isbotlamaydi.
  • Filtrlash membranasining samaradorlik oshishidagi mustaqil hissasini nazorat reaktori yordamida koʻrsatmaydi.
  • Tizim klassik MBR yoki MABR ga qaraganda kamroq sarmoya va ishlatish xarajatiga ega ekanini iqtisodiy hisob-kitob bilan isbotlamaydi.
  • Ikki membranli loyihaning energiya sarfini bevosita oʻlchamaydi.
  • Toʻliq masshtabli oqova suvlarni tozalash inshootida uzoq muddat barqaror ishlashini koʻrsatmaydi.
  • Turkiyaning mavsumiy haroratlarida ayni chiqarish nisbatlariga erishilishini isbotlamaydi.
  • Tozalangan suv bevosita qishloq xoʻjaligi, shahar yoki sanoatda qayta foydalanishga mos ekanini koʻrsatmaydi.
  • Membrana viruslar va barcha patogenlarni ishonchli chiqarib tashlashini isbotlamaydi.
  • Nitrospira haqiqatan comammox funksiyasini bajarganini bevosita koʻrsatmaydi.
  • Bioplyonka ichidagi aerob va anoksik sohalarni bevosita oʻlchamaydi.
  • Kimyoviy tozalashning membrananing uzoq muddatli xizmat muddatiga taʼsirini baholamaydi.
  • Membrana ifloslanishini oylar yoki yillar davomida boshqarish mumkin boʻlib qolishini isbotlamaydi.

Bu Turkiya uchun nimani anglatadi?

Tadqiqot anaerob oldindan tozalashdan foydalanadigan yoki uglerodi kam oqova suvlarda azotni chiqarishni yaxshilashni istagan inshootlar uchun jadallashtirilgan biologik yakuniy tozalash variantini taklif etadi. Aeratsiya va biomassani ajratishning bir rezervuarda birlashtirilishi mavjud inshootlarda qoʻshimcha rezervuar hajmini cheklash imkoniyatiga ega boʻlishi mumkin.

Turkiyaga tatbiq etish uchun avvalo haqiqiy mahalliy oqova suv bilan pilot tajribalar oʻtkazilishi kerak. Tadqiqotdagi reaktor 24 ± 1 °C da ishlatilgan. Turkiyadagi ochiq yoki yarim ochiq inshootlarda uchrashi mumkin boʻlgan pastroq va oʻzgaruvchan haroratlar sinalmagan.

Mahalliy moslashtirishda quyidagi omillar birgalikda baholanishi kerak:

  • Mavsumiy harorat va oqova suv tarkibi
  • Aeratsiya membranasi maydoni va havo bosimi
  • Membrana sarmoyasi va almashtirish xarajati
  • Teskari yuvish va kimyoviy tozalash sarfi
  • Loyqa hosil boʻlishi va uni utilizatsiya qilish
  • Azotni oqizish chegaralari
  • Qayta foydalanish uchun mikrobiologik va kimyoviy sifat
  • Haqiqiy inshoot sarfidagi gidravlik xatti-harakat

Tadqiqot foydalanishga tayyor inshoot loyihasi emas, balki haqiqiy oqova suvda ishlaydigan laboratoriya miqyosidagi konsepsiya tasdigʻidir.

Tadqiqot usuli va natijalari

Tadqiqot dizayni

Ushbu tadqiqot uzoq muddatli laboratoriya reaktorini ishlatish, haqiqiy oqova suv tahlili, uzlukli kinetik sinovlar, mikrob hamjamiyatini sekvensiyalash va membranani tavsiflashni birlashtiruvchi tajribaviy ekologik muhandislik tadqiqotidir.

BosqichUsulMaqsad
Reaktorni ishlatish5,7 L ikki membranli MABR, 180 kunHaqiqiy UASB chiqishida uzoq muddatli tozalash samaradorligini aniqlash
Suv sifatini kuzatishKKT, TKN, NH₄-N, NO₂-N, NO₃-N, pH va erigan kislorodOrganik moddalar va azot oʻzgarishini kuzatish
Mikrobiologik kuzatuvUmumiy koliformlar va E. coliFiltrlash membranasining bakteriyalarni ushlab qolish xatti-harakatini oʻrganish
Kinetik sinovlar60 soatlik uchta uzlukli sinovAmmiak, anammox va nitratni isteʼmol qilish tezliklarini taxmin qilish
Mikrob hamjamiyati16S rRNA V4 sohasi, Illumina MiSeqBirikkan va muallaq biomassa oʻrtasidagi hamjamiyat farqlarini aniqlash
Ifloslanish modeliHermia modeliGʻovaklar tiqilishi va kek hosil boʻlishining ustunligini oʻrganish
Organik ifloslantiruvchilarni tavsiflashA-TEEM fluoresans va FTIRIkki membranadagi organik komponentlarni taqqoslash
Sirtni tekshirishSEM-EDXBioplyonka morfologiyasi va elementlar taqsimotini oʻrganish

Asosiy kirish va chiqish natijalari

ParametrKirishChiqishBildirilgan chiqarish
KKT77 ± 2 mg/L29 ± 1 mg/L62 ± 1 foiz
Ammoniy azoti46,1 ± 0,6 mg/L17,3 ± 1,0 mg/L63 ± 2 foiz
Umumiy azot50,8 ± 4,1 mg/LTaxminan 32-33 mg/LXulosada 32 foiz; jadvalda 35 ± 2 foiz
NitritAlohida kirish qiymati berilmagan.4,9 ± 0,8 mg/LAlohida chiqarish qiymati berilmagan.
NitratAlohida kirish qiymati berilmagan.10,3 ± 1,0 mg/LAlohida chiqarish qiymati berilmagan.

Rasmlarning ilmiy mazmuni

  • 1-rasm: Aeratsiya va filtrlash tolalari bir reaktorda alohida vazifalar bilan ishlaydigan, oziqlantirish, vakuum, permeat va teskari yuvish liniyalarini oʻz ichiga olgan tajriba qurilmasini koʻrsatadi.
  • 2-rasm: Ammoniy, nitrit, nitrat va KKT konsentratsiyalari 180 kun davomida sezilarli oʻzgarishlar koʻrsatganini; boshlangʻich davrdan keyin KKTni chiqarish oshganini va tasodifiy kislorodlanish davrida umumiy azotni chiqarish kamayganini koʻrsatadi.
  • 1-jadval: Boshlangʻich va ishlatish davrlarining oʻrtacha suv sifati natijalarini beradi, biroq azot ustunlarining nomlanishi va umumiy azotni chiqarishda noaniqlik mavjud.
  • 3-rasm: Uzlukli sinovlarda ammiak, nitrit, nitrat va KKT vaqt oʻtishi bilan kamayganini koʻrsatadi; regressiya tenglamalari bilan vaqt oʻqi birligi oʻrtasida nomuvofiqlik bor.
  • 2-jadval: Kinetik tezliklarni VSS, membrana maydoni va reaktor hajmiga nisbatan taqqoslaydi; xulosadagi tezliklar bilan birlik va kattalik nomuvofiqligi mavjud.
  • 4-rasm: Nitrospira va Candidatus Brocadia aeratsiya membranasida, Denitratisoma esa muallaq biomassada yuqori moʻllikka erishganini koʻrsatadi.
  • 5-rasm: Filtrlash membranasi oʻtkazuvchanligi ifloslanish tufayli pasayganini, kimyoviy tozalash va jismoniy harakatdan keyin vaqtincha koʻtarilganini koʻrsatadi.

Tadqiqotning kuchli tomonlari

  • Sintetik eritma oʻrniga haqiqiy UASB chiqindi suvi ishlatilgan.
  • Reaktor 180 kun davomida ishlatilgan.
  • Aeratsiya va filtrlash vazifalari alohida membrana modullarida birlashtirilgan.
  • Tozalash samaradorligi faqat konsentratsiyalar bilan emas, balki yuk va maydon asosidagi tezliklar bilan ham oʻrganilgan.
  • Birikkan va muallaq biomassa alohida sekvensiyalangan.
  • Azot oʻzgarishi, mikrob hamjamiyati va membrana ifloslanishi birgalikda baholangan.
  • Tasodifiy kislorodlanish hodisasi jarayonning kislorod muvozanatiga sezgirligini koʻrsatgan.
  • Membrana ifloslanishi 180 kun davomida uzluksiz oʻtkazuvchanlik maʼlumotlari bilan kuzatilgan.
  • Turli membrana vazifalari turli ifloslanish kimyosini hosil qilishi koʻrsatilgan.

Tadqiqotning cheklovlari

  • Tadqiqot taqrizdan oʻtmagan.
  • Faqat bitta bioreaktor ishlatilgan va parallel reaktor takrori qilinmagan.
  • Filtrlash membranasi boʻlmagan MABR nazorati mavjud emas.
  • Aeratsiya maydoni kattaroq boʻlgan nazorat tizimi tajribada sinalmagan.
  • Membrana maydoni va havo sarfining taʼsiri bir-biridan mustaqil ajratilmagan.
  • 91 foiz ammiak chiqarilishi faqat hisoblangan bashoratdir.
  • Kinetik tezliklarning xulosasi, jadvali va regressiya grafiklarida muhim birlik nomuvofiqliklari mavjud.
  • Umumiy azotni chiqarish ikki xil, 32 foiz va 35 foiz shaklida xabar qilingan.
  • Boshlangʻich davr matnda 50 kun, jadvalda 55 kun deb taʼriflangan.
  • Membranani kimyoviy tozalash oqimni toʻliq yoki qisman tiklagani izchil tushuntirilmagan.
  • Bioplyonka ichidagi kislorod gradienti bevosita oʻlchanmagan.
  • Mikrob sekvensiyasi metabolik faollikni isbotlamaydi.
  • Comammox Nitrospira talqini funksional gen tahlili bilan tasdiqlanmagan.
  • Koliform natijalarining namuna soni va aniqlash chegarasi asosiy matnda berilmagan.
  • Qoʻshimcha jadvallar hamda SEM, EDX va fluoresans rasmlarining barchasi yuklangan faylda mavjud emas.
  • Energiya sarfi va iqtisodiy xarajat bevosita oʻlchanmagan.
  • Past harorat, mavsumiy oʻzgarish va toʻliq masshtabli gidravlik sharoitlar sinalmagan.

Kelajakda zarur boʻladigan tekshiruvlar

  • Bir nechta mustaqil va parallel reaktor bilan takroriy tajribalar
  • Filtrlash membranali va membranasiz MABRni taqqoslash
  • 21, 31 va undan yuqori m²/m³ aeratsiya maydonlarini bevosita sinash
  • Havo sarfi, bosimi va membrana maydoni taʼsirlarini faktorial tajribada ajratish
  • Qish haroratlarini qamrab oluvchi uzoq muddatli pilot ishlatish
  • Bioplyonkadagi kislorod, ammoniy, nitrit va nitrat profillarini mikroelektrod bilan oʻlchash
  • Comammox va anammox funksional genlarini miqdoriy tahlil qilish
  • Xom kinetik maʼlumotlar va hisob-kitoblarni qayta tekshirish
  • Virus va protozoalarni chiqarish hamda membrana yaxlitligi sinovlari
  • Energiya, kimyoviy modda sarfi, membrana xizmat muddati va umumiy xarajat tahlili
  • Toʻliq masshtabli inshootda ifloslanish va tozalashni optimallashtirish
  • Turkiyadagi haqiqiy UASB yoki anaerob chiqindi suvlar bilan pilot tekshiruv

Manba va usul haqida izoh

Tadqiqotning toʻliq asl nomi: Dual-Membrane MABR for Simultaneous Nitrogen and Organic Matter Removal from Anaerobically Pre-treated Domestic Wastewater

Mualliflar: Mario Berni De Marque, Juliana Calabria de Araújo va Míriam Cristina Santos Amaral Moravia.

Mualliflar tartibi: Mario Berni De Marque birinchi, Juliana Calabria de Araújo ikkinchi va Míriam Cristina Santos Amaral Moravia uchinchi muallif.

Teng hissa haqidagi maʼlumot: Teng birinchi mualliflik yoki teng hissa bayonoti mavjud emas.

Masʼul muallif: Juliana Calabria de Araújo.

Muassasa: Department of Sanitary and Environmental Engineering, Federal University of Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Braziliya.

ORCID maʼlumotlari:

  • Mario Berni De Marque: 0000-0002-0578-572X
  • Juliana Calabria de Araújo: 0000-0002-5497-8675
  • Míriam Cristina Santos Amaral Moravia: 0000-0003-2246-9240

DOI: 10.2139/ssrn.7197204

SSRN qayd raqami: 7197204

Yuklangan sana: 28 iyul 2026.

Jurnal: Taqrizdan oʻtgan jurnalda chop etilgani ushbu nusxa asosida tasdiqlanmagan.

Nashr platformasi: SSRN.

Platforma: Elsevierning preprint va dastlabki tadqiqot platformasi.

Manba turi: Haqiqiy maishiy oqova suv bilan oʻtkazilgan laboratoriya miqyosidagi tajribaviy ekologik muhandislik tadqiqoti va taqrizdan oʻtmagan preprint.

Rasmiy havola:https://ssrn.com/abstract=7197204

Moliyalashtirish: Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES), National Council for Scientific and Technological Development (CNPq, 424004/2021), Research Support Foundation of the State of Minas Gerais (FAPEMIG, 01779-23) va Juliana Calabria de Araújo uchun CNPq 302899/2022-1 koʻmagi bildirilgan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Yuklangan tadqiqotda alohida va aniq manfaatlar toʻqnashuvi bayonoti mavjud emas.

Maʼlumotlardan foydalanish: Xom ishlatish maʼlumotlari, sekvensiya maʼlumotlar bazasi raqamlari va alohida ochiq maʼlumotlar ombori havolasi berilmagan.

Qoʻshimcha material holati: Asosiy matnda Qoʻshimcha S1-S4 jadvallari va Qoʻshimcha S2-S7 rasmlariga havola qilinadi. Ushbu qoʻshimcha fayllar yuklangan tadqiqot tarkibida boʻlmagani sababli kinetik sinovlar tafsilotlari, koliform natijalari, membrana suratlari, fluoresans xaritalari hamda SEM-EDX tasvirlarining barchasini baholab boʻlmagan.

Tahririy nomuvofiqlik izohi: Xulosa umumiy azotni chiqarishni 32 foiz, ishlatish jadvali esa 35 ± 2 foiz deb bildiradi. Xulosadagi kinetik tezliklar 2-jadval bilan mos kelmaydi. 3-rasmning vaqt oʻqi bilan regressiya qiyaliklari oʻrtasida birlik muammosi mavjud. Boshlangʻich davr matnda 50 kun, jadvalda 55 kun deb koʻrsatilgan. 1-jadvaldagi ayrim azot ustunlari ham notoʻgʻri yoki noaniq belgilangan koʻrinadi.

Ushbu maqola yuklangan tadqiqot matni, tajriba qurilmasi, monitoring grafiklari, jadvallari, kinetik sinovlari, mikrob hamjamiyati natijalari, membrana ifloslanishi tahlillari va tadqiqotchilarning mexanizm haqidagi talqinlari asosida tayyorlangan. Tadqiqotda mavjud boʻlmagan yangi tozalash maʼlumotlari, xarajat hisobi, toʻliq masshtabli inshoot muvaffaqiyati, qonunchilikka muvofiqlik yoki qayta foydalanish xavfsizligi haqidagi daʼvo qoʻshilmagan.

Tadqiqot taqrizdan oʻtmagan preprintdir. Natijalar 5,7 litrlik bitta reaktorning 24 ± 1 °C da va Braziliyadagi muayyan UASB chiqindi suvi bilan ishlatilishiga asoslanadi. Turkiyada qoʻllash uchun mahalliy oqova suv bilan pilot tajriba, mavsumiy haroratni baholash, energiya va xarajat tahlili, patogenlarni tekshirish, membrana xizmat muddati hamda amaldagi qonunchilikka muvofiq mustaqil muhandislik ekspertizasi talab etiladi.


Ulashish:

Izohlar ko‘rib chiqilgandan keyin e’lon qilinadi.Izohingiz tasdiqlash jarayoniga yuboriladi va ma’qullangach ko‘rinadi.

Izoh qoldiring

E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan

Bu saytda cookie-fayllarga ruxsat berish foydalanish tajribangizni yaxshilaydi. Cookie-fayllar siyosati