12
! "# $ %&’ ( ) *+ $ ,- .! /!( *01 2 3$(45 6 1 *+ 7 8 9 (1: ; <6 * 8 7 : $+ *= ; ! "# $% &’() * + , + -, ’() * .(.)/ 01/ 223456 7 58 Email:[email protected] 6 &’() * + , + 19 ! "# $% 3 19 ! "# $% &’() * + , (% ! " #$ % & &’( )** ! " ’+ 9 :/ 65 ; 6 ; 35 <,=! :/ 2 ; 2 ; 3 3>? /@A " 2 > ?@ AB CDEF G(1H/ G- 0 I(-,/ J?( AK(+ > L,) , J?( AM- N(+ & , O Moving Bed Biofilm Reactors - MBBR P *+ AM G-@ AB L,) , K(F( AM- ,F 0 &Q(.)/ 0 KMT O k 1 P *F, ,R +, M$%>@ S(. B A 2 T(- H A,+ - > &N(+ 0 O R1 P A>M O R2 P A U(/, NVB W ; 3 5 A G- ,(? oC W ; 6X & X 7 8 & pH= & mg/l 7 W ; DO= *%, *I Q 3 1+ G+(! H >@ G(- "V + C- S+ , % ,! *I AM- R1 R2 AM G-@ k1 U(/,/ G 25 W5 KVB 9 F ", M A@ (?@ spss excel "V / 2 G A>, , A>M - ) Y(- *Z[ ’+ mg/l W ; 7 ?@ 0,- \=B ’+ O SCOD P ]^ A= O mg/l 6555 7 355 P > _( W \=B T(- - @ ( 0,%( ]^ AM A= J,( \=B O mg- N/l 6W5 7 6W P G 2 ; 7 X5 B 0,%( ,((a 9 A= \= mg/m 2 .day X ; 5 7 68 ; 5 ?@ 0,- bB T(- - N(F( cd+ S+, O B 6 P‘ @ *+ *#,+ &GF _F (+(1,( &G/> I(-,/ A= ( _F G- % e *+ GF _M- &f A= @ _F *# - *,( gKV/ > KB G @ A>M 0 /C 2 N(+ CDEF > G/> ?@ I(-,/ \=B ,F G- % e MBBR G < Y(- ) ’, &h 0,- gI > 1+ 0V? *%, &(+(1,( _(! - ) I(-,/ > ,. A AM CDEF G(1H/ *h h/ iR ,K# A &A>M ?@ G/> 3D &L,) , K(F( AM- & ) Y(- &G/> ?@ I(-,/ &CDEF G-@ O k1 P Downloaded from tbj.ssu.ac.ir at 12:50 IRST on Sunday October 25th 2020

tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

��

���

�������������������������������������������������������

���������������������������������������

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��������������� ����������������������������������������� ��!�"#���$

%&'���(��)�����*+����$�����,���-�.�!�/!(�����

�*�0�1����23$�(�45���6���1���*+��7�8����9���(�1:�;���<6�*�������8���7���:��$�+��*��=��;��

����������� ������������������������������������ !�"��#��$%����&'()�*�������+�����,���� ���+�� � -,

'()�*��������.(.)/��01�/��2234�5675�8���Email:[email protected]� �

6���&'()�*�������+�����,�����+����19�������������������������� !�"��#��$%���� �

3�����19�������������������������� !�"��#��$%����&'()�*�������+�����,����(%���� ���

��

��

�������������

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

������������ ���

������������������� �

���� ��� � �

�! ���"#$ �� �

�%� ��&�&'(��

)**���! ���"'+� �

��

��9��: ��/��65;�6;�3�5� �

<, =!�: ��/���2;2;�3��� �

��

��

��

��

3��>?��

�������/@��A"2���>�����?@�����A��B�CDE�F�G(1H/����G-�0 ����I(-,/��� J�?�(��A��K��(+�>����

�L,)��,��������� J�?�(��A�M���-���N��(+�&�������,������OMoving Bed Biofilm Reactors -

MBBRP�*+����A�M�G�-@�A��B�L,)��,��������K�(F�(��A�M���-�������� �,F�0 ��&Q(.)/�0 ����KMT�

Ok1�P*F,����,R��+�,�������M�$% �>@�S�(.������ �

�B���A���2��T(�-�������H��A,+����-������>�� &N��(+�0 �� ��OR1� P�A>��M��OR2� P�A�����U(/,��

�NVBW;3�� ��5��A��� ��� G-�,�(?oCW;6X�� &X7�8& pH=&mg/l��7�W;�DO=��������*%�,��*I��� �Q3�

��� ��1�+�� G�+�(!� ���H�� � �>@� G(�-��� "�V��� ��� �������+� C��-� S�+�� ,�� ��%� ������� ,!� *I��

�A�M���-��R1���R2��A�M�G�-@��� k1��U(/,/�G�25���W5������KVB��9�������� F��",������M�����A��@� (?��@

spss���excel����"�V���� �

���/�����2�G�������A>��,��,����������A>��M����-���������)��Y(�-��*Z�[�'+��mg/l�W;�7�������

��?@�0�,-�\=B��������'+��OSCOD�P�]��^�A�� ��=��������Omg/l65557355�P�>��_(��W�`������

���\=B�T(�-�������-�������@��� (�0 ,�%(�� ��]��^�A�M�A��=���������J�,�(��\=B�������Omg-

N/l6W576W� P� G���� ��2;��7X5�B� ������� 0 ,�%(�� �� ���� ,((a�� �9����A��=����� ��� \=

mg/m2.day�X�;57�68;5���?@�0�,-� ��bB����T(�-���� ���-��� ���N�(F�(��cd+�S�+�,�O� ���B�6�P`

�@�*+�����*#,+����&G�F� �_ � F����(+��(1 ,�(��&G/>����I(-,/�A��=������� (�_ � F�����G-�������%��e ���

*+�� G�F� �_M�-� &f���A�� ��=����� ��� �@�_ � F�� �*�#�����-��� ���* ,�(�� �� � gKV/� �� >� ��K�B�� G�� �@

�������A>��M��� �

��0�/C����2�N��(+����CDE�F�>��G/>�����?@���I(-,/�\=B��� �,F�G-�������%��e ���MBBR���G�<��

��Y(�-�� ���)�' �,�� ��� &�h����0�,-�gI�� >�� ��1�+������� ��0V?�*%�,������� &��(+��(1 ,�(���_(!

-���������)���I(-,/��� >�, ��.�A�����A�M�CDE�F�G(1H/�*�h���h�/�i��R��,��K#�A�����&A>��M����

��������?@���G/>��� �

���3D���������&L,)��,��������K�(F�(��A�M���-���&����)��Y(�-��&G/>�����?@���I(-,/�&CDE�F

�G�-@Ok1�P� �

� �

� �

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 2: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

�6

��L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-OMBBRs�P�j���k��?�-�A��B��������� ����

/��@���

�GKM� ��d�� CDE�F� G(1H/� A�M�B��� A>�+� G�(��� A�,�� Q(.)/

�G��,(��*^+��d()�*� >�A�M�������+����K#��i(?���A��GI��h

�������"�V�����B������ @������>��A�����+�A���,��0(+���

�g��h�A�,��G-�����M�Q(.)/���B����CDE�F�G(1H/�A�M�B��

,���i��R�S��B�A�M�'()���Tl�-�,m���(/��,�?����A���,��

�CDE�F� >�� �J�,�(�� �� �?@� ��I(-,/� \=B� *�h� G(1H/

����O�P���,���� ��� �� J�?�(�� ���-��� ��K��(+� 0 �� >�� ��

� GM�� i ���� ��� G-� *+�� L,)��5�*F� � Gn+�/� �����-��

�L,)��,��������K�(F�(�OMBBR�P�k!���*F� �Gn+�/�J�,����

�G�� �� ,�����!��������@�>��(+��*ImO6P� �����n/�,E�B���B���

�0 ��S�+�,��g(+��S�(.����CDE�F�G(1H/����(+�/�>��A�� >

��(��� ,+�,+� ��� ]��^� A�M��%-� ��� *(?�nF� ��B� ��� �� �,F

����MO3P��� A�M���-��MBBR��A�M���-��� G�F� � i��/� j��

������] ,n/�N�(F�(��S�+�,��G-�����M���nF�0V?���*��m�,���

* � A������0(�l� NM� �� ��nF� 0V?� �� �,F� A�M� *(���R� �� �M

����NM���>���G�����@�0�F,���������,��(F�(��������A�M�N��(+

���� ���@� >�� T � ,M� U �n� ������ ���-O2P���,o-�� \D�� ,�

� &�K�(F�(��A�M���-��MBBR������A�,��T��/�NVB�"�K/� >�

��-�����1�+��k�(�����A�����N��(+�0 ����B�0(#�����M�*F

�����A (l��� ��*%�,��G��>�(����nF�0V?�\D�,��N��(+�0 ����

������K��0V?���*+���� ����B�A���0V?����������Y ��0 �

�*-,B� ���-��� i���� g �� NVB� ��� G����>@� G-� � @� ����������

���-��OWP� ����!� � � ��0�(/����!� >��N�(F�(��A����B�0 ��k�h

������@�p�H^��>����0�(!�,!�����Bg/cm3��6;57��4;5�

���������*�^E�>��������� ���,l����9�G��f�Kn��mm�

8�,dR��mm��5�A���,E� ��� ��T � ��� ���@������G-�����M

���� ,!� &Y ��cd+�_ � F�� �� "��)�+�� ��,�� f���*�h�i��

*+�O2&3P�� �

�]��^�����A�,������/������-�������M����-�iKB��$���I��

����h� ��d����� �� >� A, =!� \�dn��� q#��� �� ��,�� 0((n/� G�

����N�(F�(��Y ��A�bFOW&4P�����I(-,/��� J�?�(��\=B�*�h

����-� �(�-�� A�� ,�-��� *(?�nF� >�� � ��� &,I��(� ���H�� G/>�

�* ,�(�ONOB� P����A,(���h� ������>���\�M�0 ��G�����(�+�

�&f������,B�Gh���C�^��������� ,�-���0 ����,-�r���pH��f��

�������, =!������0( �!����)��Y(�-��*Z�[� � O8P� ��*�h

�A,(���h�*�h����0 ,/�i�+�f�K�B��A,���A���DE�F�G(1H/

�����>�NOB���Y(�-��*Z�[�0�����$��0( �!�<���>����1�+�

����� �� ���)OXP� �s��� ����� ��� G�� f��� ��� G-� G��$��KM�

�I(-,/�G�(+���f�Kn�G/>����I(-,/����(+��(1 ,�(���� �,F����>�

����� �� \=B� CDE�F� >�� ��(+��(1 ,�(��� �O�P� ��f�Kn

���(+��(�-��*#,+�>��,�n ,+���(���* ,�(����(+��(�-��*#,+

��G� ��d��&�������L�(��@�G���G���I���'()����* ,�(������

���� �� gKh� � ��iR��B� *Z�[� ���.� >�� ����� f�K�B�� 0 �

���/�G-��,����+�G�������� �!�*?�B�������k�(��>��* �KB�� �

�A�M����-��(�-��'+�/� �,����+�Af�����I���\,H�*#,+��

�������* ,�(�O�5P� ���J�,�(��,I��(��� J�?�(��\=B�s0 �,����

�* ,�(�� G�� ���L�(��@�G-��������0 ���A�� J�?���/�>����

�� i �I/� �J�,�(�� >��� G�� ��� * ,�(�� �� �,-� �(�-���(B��������������

��-��O�6&��P��� �

� �t h� ��(+��(1 ,�(�� i��� 0 ��� A�M�� �,F� 0 �� �,���-��

����)� ' �,�� *)/� * ,�(�� gKV/� Q ,u� >�� ��(+��(1 ,�(��

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 3: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

�3

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF��� ����

*F� �<,���� �Y(�-�O�2&�3P������(� ��I(-,/� �� �,F� 0 �� ��

� G�B,� ��� ,M� ��� ��,�(�� �� * ,�(�� O��� ��(+��(1 ,�(�

��(+��(1 ,�(��� P�G�� �t h� ��(+��(1 ,�(�� �� ���� ��-� A��I

� �@� ��(+��(1 ,�(��� �� * ,�(�O* ,�(�� P�,/� ��+@� ��,�(�� A�V�

�����M������>�(��&��>��0V?��(?�/�_M�-�,���D#�&<���0 ����

�����?@� ���G�� >�(�� �� &��(+��(1 ,�(�� G�B,��u�����Y(�-��G�

��� � �� _M�-� ��(+��(1 ,�(��� �� �,FO�6P��Kn�*#,+� f�

� * ,�(�� ��(+��(1 ,�(��W;�76����,�(�� >�� ,�n ,+� ,��,��������������

����� �O�WP����� �,F� >�� ��1�+�� &i f�� 0(KM� G�� f�K�B�

�* ,�(�� G�� ���)� �Y(�-�� ' �,�� *)/� �t h� ��(+��(1 ,�(�

*+�����Gh�/�i��R���C�=hO�8&�4P�� �

���I(-,/� �� �?@� ���� \=B� ��� >��� Q(.)/� 0 �� >�� \�M

� N��(+� >�� ��1�+�� ��� ����J�,�(�MBBR��*Z�[� ' �,��*)/

�������A�M�� �,F�>��,�K-�A���Z�[�������)����)��Y(�-�

�M�$% �>@���� �!�S�(.����CDE�F�T J�?�(��G(1H/Olab�7

scale� P���� ��j��� >��A�M�G�-�� ��� �M���-���0 �KMT (k1)��,!

���,R�A���,�� ,�������� >�������G�+�(!����H���������� ��

���F,���� �

�A����B����

��(�)/� Gn?�d� j��7�*+�� A�,���-� GV(��� ��� �M�$% �>@� ����

�L,)��,��������K�(F�(��A�M���-���� ���-���Z�K��Q(.)/�0 �

�j���A�M�G�-@�A��B��Ok1�PKMT���?@���I(-,/�\=B�*�h

�F�>��G/>�������>�� &���)����)��Y(�-��' �,��*)/�CDE

i������-��� ���(1�NVB�G��T(�-�������-���T W;3����,�(?

� �(1� NVB� G�� A>��M� ���-���T �5����-D!�k�h� >�� ,�(?

��� ��1�+��SD�� ��G�� ��-=� A�M� G�-�� '+�/� �M���-��� 0 �

�����,!�*I��� ���U(/,/25�� �W5��G�F,�� ������KVB��9��

������d+N�(F�(������A�,����1�+�������nR���Y ��c�������,��,�

���n� �M� G�-@� j��� 0 �� ������ Y ��cd+m2/m3�W55�� ���

����O3P���������*%�,��*�h���)�A>��M����-���A��������

�\�M� ���T(�-���� ���-��� G��* ,�(�� ����,�(�� A���� � A��B

����B�,u���(+��(1 ,�(����� �,F��u����@�\=BO��i���P� �

� �

� �

� �

� �

� �

� �

� �

� �

� �

E>-��2 �����������������������1�����(��9�!��-�F��0��$�����

����������

�������

������ � °�°������

��

��

Feeding tank

Internal recycle

Pump Anoxic reactor (R1) Aerobic

reactor (R2) Air supply Water bath

Settling tank

Waste sludge

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 4: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

�2

��L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-OMBBRs�P�j���k��?�-�A��B��������� ����

���M� ��+,vK-�T � '+�/� A>��M� ���-��� ��� >�(�� ���� A��M

HEALIA��]-� ���w�+� ��#� G+�UH�� ��� �� 0(l�*��+

�����0(�/����-�����G��G =a/�� ^�>��T(���+�CDE�F���.���

�T(�-���� G�� A>��M� >��CDE�F� ������*%�,�� ��T(�-���

�� �(?�� ��Q � /�xK!����'+�/ETATRON D.S����DLS-

MA������ "�V��� ��'+�/��� KM�iK#�T(�-���� ���-��� ��

�� ,��?��� KM�T ��*#,+�����% ,/������k��,(�45��������

*F,����"�V���G.(R�����M���-@��(�����,B�Gh���y1B�*�h

�z������� ���0�����$��*��m���C��d��B���ºC�6���6X��>�

",�� C@� "�KBWater Bath��"� ���-@� A�M� ,�(M� G�� �V

�����1�+�.��A���-�A�M���� �������K#����9�G���M,�(M�0 �

������ ��� G���=�� ��-� "�KB� ��������� � ��Z�� G�� 0KE� ��

�����1�+���� ���-@�xK!�T �>��&"�KB�i����C@�A���� �

��M���M�{�B���%�,���� ,h�0V?�>���M���-����M��=��*�h

�����1�+�����19��C��h�CDE�F�z����G(1H/�"���>�F� ��0 ��

�� ���B� ������ ��ZW5����� �M���-@�� >��T � ,M�NVB� >�� �9��

���,!�,���C@�����M���-@��NVB����K(R�����0V?���,M��������

�A�����T(���+�CDE�F� ��� G�+�(!������H�� �M���-��� >��T

mg/l�655COD=��*I��� ���W;W5;�55��|COD/N/P��*�h

�G�� �M, �1 ,�(��� �� �M� , �1 ,�(�� ,(o�/� ����(+��!������T ���

*F,�� ��,R� A���,�� ,��� ���� �>�� G�B� ,� 0 �� ��������,-���

�T(�-�������-���A�,��N(+��!���,�(��>����A>��M����-���A�,��N(��@

�����1�+���J�,�(��gI������#�G��� �

G�+�(!����9�G��N��(+�G�B,�0 ��>��k!��Contineus���CDE�F���

�A����COD�����nmg/l6555��7355����]��^�A���I�� �

�COD/N/P�� >��;W;�55�� �/W;6W;�55���� A��=����� ����Z�� G�

���h��A��K�(������,�(�, �+����M, �1 ,�(���&�M, �1 ,�(�����

� >�� -���� ,�� �D#� &�� �,F� ��KH2PO4�� �K2HPO4������n�

�T(���+�CDE�F�*��+���� (��, >�A�� =a ��>����,1�F�gI�

�����1�+�O�X&��P�� �

� N (�� ��1?�+OMgSO4.7H2OP�N(��-� � �,�-� &

OCaCl2.2H2OP�0M@�� �,�-�&OFeCl3.6H2OP�k���1?�+�&� �

OCuSO4.5H2OP� N(+��!� � � � &OKIP� �$�� � �,�-� &

OMnCl2.H2OP� N �+� ���I(?�� &ONa2MoO4.2H2OP�&

�A�����1?�+OZnSO4.7H2OP�*?�I-�� �,�-&OCoCl2.6H2OP�

�T �����(+���OH3BO3�P� �

�A��@�gKh��M���-@��>��T �,M��h�,����A�����>���M�G��K�

����� �� �� ���)� �Y(�-�� &���,B� Gh��pH��G��>��� ��d�

��� �� A,(�� >����� A���,�� G��K�� >�� k!� G�9�FD�� ���Y(�-�

������)pH�����U(/,��DO�,�-55�YSI����� �� ,�pH��,�

� ��CG-824��*-,��*��+SCHOTT����A,(�� >������

G(�-��\�9� >��k!�*(t�(�R� G�� }��,�A�M� G��K�� V�� �M� G��K�

�� �%[��F�9�'+�/�A>�+m��2W;5�������� (?����G�9�FD���

� _ �>@COD�� �-�(��@� �>�� &���)ONH4-NP���,�(�� &

ONO3-NP� * ,�(�� &ONO2-N� P�A������ ��� Q��d� *(t�(�R� �

����� "�V��� �������+�O65P� ��",�� G�� Gh�/� ���e ����i(�)/� �� (?��@

�A�M�� F�SPSS���Excel�*+��G�F,�����9�� �

���/�������

���u����A>��M���T�-���� ���-��� ������)��Y(�-��*Z�[

�����K�����A���,��,��������*+�����������%����0((n/�*�h

����-���� ���-MBBRs��,((a/����&���)��Y(�-��' �,��*)/

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 5: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

��

� �

��

�W

���

�G���A��$MBBRs���$

��; Qr/Q=��H��

SCOD����$

RH��

��

��

��

��

��

��

��

SC

OD

re

mo

va

l e

ffic

ien

cy (

%)

An

ox

ic S

CO

D r

em

ova

l ra

te

(g S

CO

D/m

2.d

ay)

��

��

Ae

rob

ic S

CO

D r

em

ova

l ra

te (

g

SC

OD

/m2

.da

y)

Aerobic SCOD loading rate (g SCOD/m

COD��G���A��$

mg/l���IJK� DO=��

�"#��*�L������������#0�����M�SCOD

R�H�(�����NR2

� � ��

�����

����

SCOD concentration (mg/l)

R² � ���

Anoxic SCOD loading rate (g SCOD/m

Fitting R1

R² � ����

� �

Aerobic SCOD loading rate (g SCOD/m

Fitting R2

��

��

�"#��*�������,A���COD

K;J TN=Omg/l

��

�"#��*�L������������#0�����M�

�9�����������NR1

�� � ��

����

����

SCOD concentration (mg/l)

R

Anoxic SCOD loading rate (g SCOD/m

56%

85%

Fitting

R

�� �

Aerobic SCOD loading rate (g SCOD/m

Fitting

95%

��$���7�I��"#��*�������,A���

�,���-Nmg/l�PK

��������������

� �

���$���;�I��"#��*�L������������#0�����M�

�9�����������

��

����

�����

SCOD concentration (mg/l)

Anoxic SCOD loading rate (g SCOD/m2.day)

� � ��

Aerobic SCOD loading rate (g SCOD/m2.day)

85%

�",����(

�G��A����

����)��Y(�-�� �� (� &

�e ���� G-��@�*+��� � ,�(?� ��� ",����(

���� G/>����I(

COD

�3�

�'+��� G-� �M�(� ��%�� G�9�B� e ���

�N��(+�i-����]��^�A�� ��=����� ��

���� &

SCOD�

���

� P��

R�

`7

`7�

��$���

�,���-

��������������

����� �

.day)

��

.day)

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

2.7

3

3.3

DO

concentr

ation (m

g/l)

5���/2;3��",����(

���TN��G��A����

����)��Y(�-�� �� (� &

�e ���� G-��@�*+��� � ,�(?� ��� ",����(

-,/� ���?@�0�,-�\=B�����@�� ���-�>��i9�B����G/>����I(

�\=B��������,((a/COD

�A�M����K�� ��6�

�'+��� G-� �M�(� ��%�� G�9�B� e ���

�N��(+�i-����]��^�A�� ��=����� ��

� i��� G�� Gh�/� ��3����� &

�\=B�*#,+� &N��(+�0 �� ����?@�A��=�����_ � F�SCOD

� \=B� ������� '+��� �� *+�� G�F� � _ � F�� (�SCOD����

� T(�-���� A�M���-��� ��� ]��^� A�M� A��=����OR1� P

SCOD�����-�����R1

g�P�G������XW`

R� P��� (� �/�W`

��$�)�����*+����.Q�R�ES�������T���

�G���A��$�(������9�������������MBBR���

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF��� �

0.040.12

Anoxic (R

Minimum

Maximum

�>��A>��M����-���������)��Y(2;5

������*F,����,R���� >�COD�

,�(?� ,�� ",����(P����)��Y(�-�� �� (� &

�e ���� G-��@�*+��� � ,�(?� ��� ",����(

-,/� ���?@�0�,-�\=B�����@�� ���-�>��i9�B

����K����\=B��������,((a/

�]��^�A�M� ���-��� ��� ���)MBBR��A�M����K�� ��

�'+��� G-� �M�(� ��%�� G�9�B� e ���

�N��(+�i-����]��^�A�� ��=����� ��

*+�� ���� � �� i��� G�� Gh�/� ��

�\=B�*#,+� &N��(+�0 �� ����?@�A��=�����_ � F�

� \=B� ������� '+��� �� *+�� G�F� � _ � F�� (�

� T(�-���� A�M���-��� ��� ]��^� A�M� A��=����

�\=B��� (SCOD

g SCOD/m2.day

�A>��M� ���-��� ����@��.��� �� ���OR2

��

��$�)�����*+����.Q�R�ES�������T���

�G���A��$�(������9�������������

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF

0.42

0.12

R1) Aerobic

Minimum

Maximum

�>��A>��M����-���������)��Y(

������*F,����,R���� >�

8;3W�O,�(?� ,�� ",����(

W;��7���e ���� G-��@�*+��� � ,�(?� ��� ",����(

-,/� ���?@�0�,-�\=B�����@�� ���-�>��i9�B

*+���@�A�n��A�M����K������K�

�]��^�A�M� ���-��� ��� ���)

*+�� ��� ���� ��%�� ��'+��� G-� �M�(� ��%�� G�9�B� e ���

�\=B�������COD��N��(+�i-����]��^�A�� ��=����� ��

� >��_(��W� `*+�� ���

�\=B�*#,+� &N��(+�0 �� ����?@�A��=�����_ � F�

� \=B� ������� '+��� �� *+�� G�F� � _ � F�� (�

� T(�-���� A�M���-��� ��� ]��^� A�M� A��=����

�������1����\=B��� (

���� (�S�+�,��A��=���.day

�A>��M� ���-��� ����@��.��� �� ���

*+�����\=B��� �

��$�)�����*+����.Q�R�ES�������T���

�G���A��$�(������9�������������

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF

0.42

3.4

Aerobic (R2)

�-���� (�>��A>��M����-���������)��Y(

�����&,�(?����������*F,����,R���� >�

�U(/,/W55�� �8

� G���� ��� G�(��W

-,/����?@�0�,-�\=B�����@�� ���-�>��i9�B

*+���@�A�n��A�M����K�

��]��^�A�M� ���-��� ��� ���)

*+�� ��� ���� ��%�

�\=B�������

MBBRs� �� >��_(�

�\=B�*#,+� &N��(+�0 �� ����?@�A��=�����_ � F�

� \=B� ������� '+��� �� *+�� G�F� � _ � F�� (�

� T(�-���� A�M���-��� ��� ]��^� A�M� A��=����

�A>��MOR2�P�������1�

O���� (�S�+�,�

W4� `�A>��M� ���-��� ����@��.��� �� ���

XW�`*+�����\=B

��$�����I���$�)�����*+����.Q�R�ES�������T���

�G���A��$�(������9�������������

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF

�-���� (

�����&,�(?���

�U(/,/

� G���� ��� G�(��

-,/� ���?@�0�,-�\=B�����@�� ���-�>��i9�B

*+���@�A�n��A�M����K�

*+�� ��� ���� ��%�

�\=B�������

MBBRs

�\=B�*#,+� &N��(+�0 �� ����?@�A��=�����_ � F�

� \=B� ������� '+��� �� *+�� G�F� � _ � F�� (�

� T(�-���� A�M���-��� ��� ]��^� A�M� A��=����

�A>��M

O

W4

XWDow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 6: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

�4

��L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-OMBBRs�P�j���k��?�-�A��B��������� ����

� (?��@� QIu@=����� �� (� 0(�� &A���� A�SCOD��������� �

�A�R� ������n� zd����T � �@�\=B� OP- <0/01� �� ���;5

R2=� P���� �� �M�%� �� \=B� ������� 0 ,�%(�SCOD����

�T�-���� ���-��OXWP`��� *F,�� ���9� G�(��� A��=����� ��

� >��_(�� �/��@��.���W�`*+�� ���\=B�A>��M� ���-��� ����

�\=B�*#,+�0 ,/f���&�0 �,����SCOD ��T(�-�������-�����

,�(����� �,F�������G��%��G-�*+�����F��~�1/��0 �������(+��(1

����������-�����A>��M����-���G��A,�K-��?@�����U(/,/�0 ��

���(+��(1 ,�(���� (������f���,����(?������0 ��G-����������

�*)/�T(�-�������-��������(+��(1 ,�(�����A>��M����-�����

*+�������Y(�-�����)�' �,������"�V���Q(.)/�����'+�/

Jianlong��KM�����+����_����655X���J�,�(��\=B�����#���

� ��(+��(1 ,�(�� '+�/������-��� T � ��� "��/� ��(+��(1 ,�(��

� * ,�(�� Q ,u� >�� �?���� A� ,I(M� �� J�?�(�O���(+��(1 ,�(�

�t h�P��� (���COD��A����mg/l�3W5��&�����A���,��,��

� \=B� ������COD�� >�� _(��6� `�@� *+��O6�P���QIu

�G�Kh�>��,$ ����..)�G-��.(.)/Andreottola��_�����KM��

������ "�V��� ��N��(+�'+�/� �?@� 0�,-�\=B� ������� ,o-��B

�N��(+����9�G�����A>�+�G�(�����nF�0V?MBBR����>���

� ��(?���(M� ���8�� ,��,�� '+��� ��u� G�� *#�+XX� `�*+��

�@O66P�� �

=����� G�� Gh�/� ��� i-� �J�,�(��\=B� �� (�N��(+� ��� �@�A��

MBBRs��A>��M�A�M���-���>��T �,M����T(�1/�G�OR2�P��

� T(�-���OR1P �����)� ' �,�� *)/� &N��(+� i-� ��� �

� ���)� �Y(�-�Omg/l�W;�7� DO=� P� A�M����K�� ��2�� �/8�

*+�����������%�� ������K��G��Gh�/� ��2��\=B���,((a/�����

� G���� ��� N��(+� i-� ��� �J�,�(�2;��7�X5� `�G-� ���� ,((a�

A��=����� ��� �J�,�(�� \=B� ������� 0 ,�%(�mg/m2.day �

�X�;57�68;5�*Z�[�� �N�(F�(��cd+�*B���S�+�,�mg-N/l�

8;3W76W��*Z�[� G�� }��,� �J�,�(��\=B� ������� 0 ,�K-� �

�A����� �J�,�(�mg-N/l �6W5��*I��� � 6COD/N=��*+��

*+�� �@� �� ����K�� G�� Gh�/� ��W�� �4�\=B��� (����� �J�,�(�

� G�������T(�-���� ���-���6725�`��%��G-�����,((a�����M�

���bB����T(�-�������-�������J�,�(��\=B��������0 ,�%(�

�A>��M� ���-��� ������)��Y(�-�� ���)�*Z�[����?@�0�,-

����� �� ��A�M� *Z�[� �h�,�� �� A����� S�+�� ,�� �M� ���

�-��� ��� N�(F�(�� cd+�*B��� �� �J�,�(�� A>��M� ��OR2� P���

*+�����GI+�)��M�$% �>@�S�(.������������%��G� ��d�

��J�,�(�� A��=����� �� (�_ � F�� ��� ��(+��(1 ,�(�� �� (� *+�

���� ��(+��(1 ,�(�� _ � F�� *#,+� ��� &*+�� G�F� � _ � F�

*+��G�F� �_M�-��J�,�(��,/f���A�� ��=����� ��0�K��@�*�#

�* ,�(���� �gKV/�*+��N(��@��� �*I���,$ �����I#�G������

�G��* ,�(���� �i �I/�*I���>��,�%(��&* ,�(���� �G�����i �I/

�������,�(�O63P�� �

�_ � F������J�,�(��\=B��� (�G-�*F,��GV(������/���0 �,����

�G�F� �_ � F��N�(F�(�� Y ��*B���S�+�,���@�A��=������� (

*+�� �M�*Z�[� ���_ � F�� 0 �� ���G�� A����� N(��@�Af��� A�

� A>��M� ���-��O6COD/N=�P�'+��� ��d�� �� G����� _M�-

� ���B��@��������;44� � `�' �,�� ��� &G�(/��9� ��� &������

Omg COD/l�W55�� �mg NH4-N/l�8;3W�� P�\=B� ������

� ���B� '+��� ��d�� �J�,�(�82;�W� `� *+�� ���O� ����K�8��P

� ���*+�� 0�K� ��(+��(1 ,�(��� �� (��?@� ���� &��,�(��*Z�[

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 7: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

� �

�8

���

�A�M�A,�-���'+�/��Y(�-��A>��M����-������0 �,����

��� �,F� *�h� * ,�(�� �� "�(��@� ����-� �(�-�� �� \�,/�/�

�,m�� G�� �� G�� Gh�/� ��� �� ����� �� \,H� ��(+��(1 ,�(�

�A��� ,�� ,�%(�� ���)� �Y(�-�� 0( �!� A���Z�[� �������>��

� gKV/�0 �,�������

����Z���� �������)��Y(�-��0( �!�A���Z�[����* ,�(��������

��� (�i(�)/���

����-�������M, �1 ,�(���,��K#�,�

�������,-=?��~�F�A�M�i(�)/���U?�d�� �� (��&A>��MO62P��� �

mg/l�JK�I��H��$

MBBRs��

�A�M�A,�-���'+�/��Y(�-��A>��M����-������0 �,����

��� �,F� *�h� * ,�(�� �� "�(��@� ����-� �(�-�� �� \�,/�/�

�,m�� G�� �� G�� Gh�/� ��� �� ����� �� \,H� ��(+��(1 ,�(�

�A��� ,�� ,�%(�� ���)� �Y(�-�� 0( �!� A���Z�[� �������>��

� &����� ��S����>�,�(��kv+� �� ,�-���,�(� � gKV/�0 �,����

����Z���� �������)��Y(�-��0( �!�A���Z�[����* ,�(�

Jianlong���Ning���� (�i(�)/���

����-�������M, �1 ,�(���,��K#�,�

�������,-=?��~�F�A�M�i(�)/���U?�d�� �� (��&A>��M

��

DO ��$����Nmg/l

��

�G���A�E���9������O(�������������$�$����E�*D������.Q�R���"#��*�L���8���/<���MBBRs

��

��

��

��

���

TN

re

mo

va

l ra

te (

g/m

2.d

)

�A�M�A,�-���'+�/��Y(�-��A>��M����-������0 �,����

��� �,F� *�h� * ,�(�� �� "�(��@� ����-� �(�-�� �� \�,/�/�

�,m�� G�� �� G�� Gh�/� ��� �� ����� �� \,H� ��(+��(1 ,�(�

�A��� ,�� ,�%(�� ���)� �Y(�-�� 0( �!� A���Z�[� �������>��

� &����� ��S����>�,�(��kv+� �� ,�-���,�(�

����Z���� �������)��Y(�-��0( �!�A���Z�[����* ,�(�

�'+�/����"�V�����.(.)/Jianlong

�,(m�/����,�(��&* ,�(���� DO�����-�������M, �1 ,�(���,��K#�,�

�������,-=?��~�F�A�M�i(�)/���U?�d�� �� (��&A>��M

�,���-��$�*D��������#0����*�L���U�A����DO

�G���A�E���9������O(�������������$�$����E�*D������.Q�R���"#��*�L���8���/<���

��

��

��

��

���

��

TN

re

mo

va

l ra

te (

g T

N/m

2.d

)

���������A�M�A,�-���'+�/��Y(�-��A>��M����-������0 �,����

��� �,F� *�h� * ,�(�� �� "�(��@� ����-� �(�-�� �� \�,/�/�

�,m�� G�� �� G�� Gh�/� ��� �� ����� �� \,H� ��(+��(1 ,�(�

�A��� ,�� ,�%(�� ���)� �Y(�-�� 0( �!� A���Z�[� �������>��

� &����� ��S����>�,�(��kv+� �� ,�-���,�(�

����Z���� �������)��Y(�-��0( �!�A���Z�[����* ,�(�

�'+�/����"�V�����.(.)/

�,(m�/����,�(��&* ,�(����

�������,-=?��~�F�A�M�i(�)/���U?�d�� �� (��&A>��M

�,���-��$�*D��������#0����*�L���U�A����

MBBRs���

�G���A�E���9������O(�������������$�$����E�*D������.Q�R���"#��*�L���8���/<���

� ��

Input TN loading rate (g TN/m

Anoxic reactor (R��

Aerobic reactor (R�

Total MBBR system

removal

���bB� �)(h,/

�� �A�����CDE�F�Q ,u�>���Y(�-��,��

��� J�?�(�� G V/� i��R� �?@� ���� &���� 0(�/� ��%�,�� i�(+

���1�+��*�h��@����.�0 �,����������\,H�A>��M����H�

���>�

�����#� G�� ��(+��(1 ,�(�� _�-��� ��� ���)� �Y(�-�� &�F,u

�*Z�[���������

�A�M� ���-� �(�-�� j��� ��� ,M� _�-��� *#,+� �� (� ,�� �@

������ �

�����

��� �,F� *�h� * ,�(�� �� "�(��@� ����-� �(�-�� �� \�,/�/�

�,m�� G�� �� G�� Gh�/� ��� �� ����� �� \,H� ��(+��(1 ,�(�

�A��� ,�� ,�%(�� ���)� �Y(�-�� 0( �!� A���Z�[� �������>��

� &����� ��S����>�,�(��kv+� �� ,�-���,�(�

����Z���� �������)��Y(�-��0( �!�A���Z�[����* ,�(�

�'+�/����"�V�����.(.)/

�,(m�/����,�(��&* ,�(����

�������,-=?��~�F�A�M�i(�)/���U?�d�� �� (��&A>��M

�,���-��$�*D��������#0����*�L���U�A����

�G���AMBBRs

��

�G���A�E���9������O(�������������$�$����E�*D������.Q�R���"#��*�L���8���/<���

�� ��

TN loading rate (g/m

99.

�Input TN loading rate (g TN/m

Anoxic reactor (R

Aerobic reactor (R

Total MBBR system

� �removal

� �Y(�-�� *Z�[� � � �� J�?�(�� G V/� i��RO���bB� �)(h,/

�� �A�����CDE�F�Q ,u�>���Y(�-��,��

��� J�?�(�� G V/� i��R� �?@� ���� &���� 0(�/� ��%�,�� i�(+

���1�+��*�h��@����.�0 �,����������\,H�A>��M����H�

��� ���_M�-�&��M����,��?�����

�����#� G�� ��(+��(1 ,�(�� _�-��� ��� ���)� �Y(�-�� &�F,u

�*Z�[���������

�A�M� ���-� �(�-�� j��� ��� ,M� _�-��� *#,+� �� (� ,�� �@

�h�/�i��R�,(����

�E�*D������"#�������V!�����NTN�H�,���-��$�*D��������#0����*�L���U�A����

�G���A

�G���A�E���9������O(�������������$�$����E�*D������.Q�R���"#��*�L���8���/<���

�� ��

TN loading rate (g/m2.d)

.4% removal

�Input TN loading rate (g TN/m2.d)

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF��� �

� �Y(�-�� *Z�[� � � �� J�?�(�� G V/� i��R

�� �A�����CDE�F�Q ,u�>���Y(�-��,��

��� J�?�(�� G V/� i��R� �?@� ���� &���� 0(�/� ��%�,�� i�(+

���1�+��*�h��@����.�0 �,����������\,H�A>��M����H�

��� ���_M�-�&��M����,��?���

�����#� G�� ��(+��(1 ,�(�� _�-��� ��� ���)� �Y(�-�� &�F,u

Co- substrate��*Z�[���������

�A�M� ���-� �(�-�� j��� ��� ,M� _�-��� *#,+� �� (� ,�� �@

,�(��A�M����m�/�A�����*�

�E�*D������"#�������V!�����

�G���A�E���9������O(�������������$�$����E�*D������.Q�R���"#��*�L���8���/<���

�� ��

d)

80% removal

� �

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF

� �Y(�-�� *Z�[� � � �� J�?�(�� G V/� i��R

�������)���� �A�����CDE�F�Q ,u�>���Y(�-��,��

��� J�?�(�� G V/� i��R� �?@� ���� &���� 0(�/� ��%�,�� i�(+

���1�+��*�h��@����.�0 �,����������\,H�A>��M����H�

���n����(+��(1 ,�(���A�,���� ���_M�-�&��M����,��?���

�����#� G�� ��(+��(1 ,�(�� _�-��� ��� ���)� �Y(�-�� &�F,u

G ���m�� �L,�%�,����+�substrate

�A�M� ���-� �(�-�� j��� ��� ,M� _�-��� *#,+� �� (� ,�� �@

�-��(�-����"�(��@� ,�(��A�M���

�E�*D������"#�������V!�����

���$���J�I��G���A�E���9������O(�������������$�$����E�*D������.Q�R���"#��*�L���8���/<���

� ���

COD/N=2

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF

� �Y(�-�� *Z�[� � � �� J�?�(�� G V/� i��R

�Y(�-��P�������)

��� J�?�(�� G V/� i��R� �?@� ���� &���� 0(�/� ��%�,�� i�(+

���1�+��*�h��@����.�0 �,����������\,H�A>��M����H�

���n����(+��(1 ,�(���A�,�

�����#� G�� ��(+��(1 ,�(�� _�-��� ��� ���)� �Y(�-�� &�F,u

G ���m�� �L,�%�,����+

�A�M� ���-� �(�-�� j��� ��� ,M� _�-��� *#,+� �� (� ,�� �@

�-��(�-����"�(��@

��

��$���W�I��E�*D������"#�������V!�����

���$���

�� ���

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF

� �Y(�-�� *Z�[� � � �� J�?�(�� G V/� i��R

�Y(�-�

��� J�?�(�� G V/� i��R� �?@� ���� &���� 0(�/� ��%�,�� i�(+

���1�+��*�h��@����.�0 �,����������\,H�A>��M����H�

���n����(+��(1 ,�(���A�,�

�����#� G�� ��(+��(1 ,�(�� _�-��� ��� ���)� �Y(�-�� &�F,u

G ���m�� �L,�%�,����+

�A�M� ���-� �(�-�� j��� ��� ,M� _�-��� *#,+� �� (� ,�� �@

�-��(�-����"�(��@

��

��$���

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 8: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

����������������������������������������������������������������������������$

���������

�X

���

��!7JX�H����������������������������������������������������������������������������$

�,�(�� Af��� A���Z�[� ��� ��(+��(1 ,�(�� ����� _M�-� *�#J��

�~�./��0 ��sG-��,-�i(�)/�G��$� �����/������N��(+�G��A����

�S�,�(�� �(+�� �

����-������&��Kn���d�

�����0( �!���(����?@�������IK-�i(?�����

�f��� �@� ��� ��(+��(1 ,�(�� �� (� A�� GZBD� i��R� ��d�� ����������

�Af���*Z�[� ����J�,�(��\=B�*#,+�_M�-�*�#� s0(��KM

��8�Pf�K�B�� s�

���9�������������$�*��"#��*�L������E�*D��������#0�����M�NR1H��

��mg-N/l�PK;J���!

�,�(�� Af��� A���Z�[� ��� ��(+��(1 ,�(�� ����� _M�-� *�#

�~�./��0 ��sG-��,-�i(�)/�G��$� �����/������N��(+�G��A����

� ��>@�L�(��@� ��bB�_ � F�� >�� ����OFAP��S�,�(�� �(+�� �

�������A>��M����-�����������-������&��Kn���d�

�����0( �!���(����?@�������IK-�i(?�����

�f��� �@� ��� ��(+��(1 ,�(�� �� (� A�� GZBD� i��R� ��d�� �

�Af���*Z�[� ����J�,�(��\=B�*#,+�_M�-�*�#� s0(��KM

MBBRs�O����K�2�

Anoxic

TN

rem

oval ra

te ( g T

N /m

2.d

)

�����������

�9�������������$�*��"#��*�L������E�*D��������#0�����M�

�$����Y��Z�����.Q�R��$NN/l

�I���

�,�(�� Af��� A���Z�[� ��� ��(+��(1 ,�(�� ����� _M�-� *�#

�~�./��0 ��sG-��,-�i(�)/�G��$� �����/������N��(+�G��A����

� ��>@�L�(��@� ��bB�_ � F�� >�� ����

�������A>��M����-�����

F,/�,�M�*(?�nF�A>��M�����0( �!���(����?@�������IK-�i(?�����

�f��� �@� ��� ��(+��(1 ,�(�� �� (� A�� GZBD� i��R� ��d�� �

�Af���*Z�[� ����J�,�(��\=B�*#,+�_M�-�*�#� s0(��KM

� N��(+� G�� A����� "�(���MBBRs

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

Anoxic

TN

rem

oval ra

te ( g T

N /m

2.d

)

��

��

��

��

��

��

��

�9�������������$�*��"#��*�L������E�*D��������#0�����M�

�$����Y��Z�����.Q�R��$

)���� mg/l�JK�

�,�(�� Af��� A���Z�[� ��� ��(+��(1 ,�(�� ����� _M�-� *�#

�~�./��0 ��sG-��,-�i(�)/�G��$� �����/������N��(+�G��A����

� ��>@�L�(��@� ��bB�_ � F�� >�� ����

HNOP��������A>��M����-�����

F,/�,�M�*(?�nF�A>��M

�f��� �@� ��� ��(+��(1 ,�(�� �� (� A�� GZBD� i��R� ��d�� �

��������� �

�Af���*Z�[� ����J�,�(��\=B�*#,+�_M�-�*�#� s0(��KM

� N��(+� G�� A����� "�(���

1 2 3

Anoxic TN loading rate

92%

� �

����������������� ��������

�j���k��?�-�A��B��������� �

�9�������������$�*��"#��*�L������E�*D��������#0�����M�

��

E�*D������H�$����Y��Z�����.Q�R��$

MBBRs���$DO �)����

��

����-��� ��� �?@� 0�,-� ,�%(�� &�@� *+��� e ���� G�� Gh�/� ��

���,��?�� ���M�� ����n�� ��(+��(1 ,�(��� �� �,F� �u� T(�-���

�G�F,�

���

�� � ��-� ��(+��(1 ,�(�� �� �,F�A>��M� ���-��� ��� &���H� �� ,([

�*+��� A�,�� �M, �1 ,�(�� �� ��F�,/�,�M� ��l� ��� �� ]R��

�g ,+� ���� �� �,-� ��M���� *��R�� NM� ��� �Y(�-�� ����@

�� �

�,�(�� Af��� A���Z�[� ��� ��(+��(1 ,�(�� ����� _M�-� *�#

�~�./��0 ��sG-��,-�i(�)/�G��$� �����/������N��(+�G��A����

� ��>@�L�(��@� ��bB�_ � F�� >�� ����

OHNO2

F,/�,�M�*(?�nF�A>��M

�f��� �@� ��� ��(+��(1 ,�(�� �� (� A�� GZBD� i��R� ��d�� �

������

�Af���*Z�[� ����J�,�(��\=B�*#,+�_M�-�*�#� s0(��KM

� N��(+� G�� A����� "�(���

4 5

Anoxic TN loading rate

COD

N

�������

���

� ��

����������������� ��������

MBBRs�P�j���k��?�-�A��B

�9�������������$�*��"#��*�L������E�*D��������#0�����M�

�"#��*������������V!�����TN�NE�*D�����

�G���A���$MBBRs

����-��� ��� �?@� 0�,-� ,�%(�� &�@� *+��� e ���� G�� Gh�/� ��

���,��?�� ���M�� ����n�� ��(+��(1 ,�(��� �� �,F� �u� T(�-���

���,R�\,H�������,�(����* ,�(��A���� �A�(B��*�h�G�F,�

�������A>��M����-���������?@�����>���K-�*Z�[�����������

�� � ��-� ��(+��(1 ,�(�� �� �,F�A>��M� ���-��� ��� &���H� �� ,([

�*+��� A�,�� �M, �1 ,�(�� �� ��F�,/�,�M� ��l� ��� �� ]R��

�g ,+� ���� �� �,-� ��M���� *��R�� NM� ��� �Y(�-�� ����@

����M�����M, O6WP

6 7 8

Anoxic TN loading rate (g TN /m2

40%

removal

COD/N=2

N=250 mg/l

��������

���� ���

�� �

����������������� ��������

�� �

�L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-OMBBRs

��$���[�I��9�������������$�*��"#��*�L������E�*D��������#0�����M�

�"#��*������������V!�����

�G���A���$

����-��� ��� �?@� 0�,-� ,�%(�� &�@� *+��� e ���� G�� Gh�/� ��

���,��?�� ���M�� ����n�� ��(+��(1 ,�(��� �� �,F� �u� T(�-���

���,R�\,H�������,�(����* ,�(��A���� �A�(B��*�h

�������A>��M����-���������?@�����>���K-�*Z�[������

�� � ��-� ��(+��(1 ,�(�� �� �,F�A>��M� ���-��� ��� &���H� �� ,([

�*+��� A�,�� �M, �1 ,�(�� �� ��F�,/�,�M� ��l� ��� �� ]R��

�g ,+� ���� �� �,-� ��M���� *��R�� NM� ��� �Y(�-�� ����@

�1 ,�(��A��������](nb/�q#�����F�,/�,�M����M�����M,

9 10

2.d)

��

����������������� ��������

�� ��

�L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-

��$���

�I��"#��*������������V!�����

��0�/C�����

����-��� ��� �?@� 0�,-� ,�%(�� &�@� *+��� e ���� G�� Gh�/� ��

���,��?�� ���M�� ����n�� ��(+��(1 ,�(��� �� �,F� �u� T(�-���

���,R�\,H�������,�(����* ,�(��A���� �A�(B��*�h

�������A>��M����-���������?@�����>���K-�*Z�[������

�� � ��-� ��(+��(1 ,�(�� �� �,F�A>��M� ���-��� ��� &���H� �� ,([

�*+��� A�,�� �M, �1 ,�(�� �� ��F�,/�,�M� ��l� ��� �� ]R��

�g ,+� ���� �� �,-� ��M���� *��R�� NM� ��� �Y(�-�� ����@

�1 ,�(��A��������](nb/�q#�����F�,/�,�M

11

��L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-

���$���P�I

���\����0�/C���

����-��� ��� �?@� 0�,-� ,�%(�� &�@� *+��� e ���� G�� Gh�/� ��

���,��?�� ���M�� ����n�� ��(+��(1 ,�(��� �� �,F� �u� T(�-���

���,R�\,H�������,�(����* ,�(��A���� �A�(B��*�h

�������A>��M����-���������?@�����>���K-�*Z�[������

�� � ��-� ��(+��(1 ,�(�� �� �,F�A>��M� ���-��� ��� &���H� �� ,([

�*+��� A�,�� �M, �1 ,�(�� �� ��F�,/�,�M� ��l� ��� �� ]R��

�g ,+� ���� �� �,-� ��M���� *��R�� NM� ��� �Y(�-�� ����@

�1 ,�(��A��������](nb/�q#�����F�,/�,�M

���\��

����-��� ��� �?@� 0�,-� ,�%(�� &�@� *+��� e ���� G�� Gh�/� ��

���,��?�� ���M�� ����n�� ��(+��(1 ,�(��� �� �,F� �u� T(�-���

���,R�\,H�������,�(����* ,�(��A���� �A�(B��*�h

�������A>��M����-���������?@�����>���K-�*Z�[������

�� � ��-� ��(+��(1 ,�(�� �� �,F�A>��M� ���-��� ��� &���H� �� ,([

�*+��� A�,�� �M, �1 ,�(�� �� ��F�,/�,�M� ��l� ��� �� ]R��

�g ,+� ���� �� �,-� ��M���� *��R�� NM� ��� �Y(�-�� ����@

�1 ,�(��A��������](nb/�q#�����F�,/�,�M

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 9: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

��

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF��� ����

� ��� �t h� ��(+��(1 ,�(�� ��� ��� �� * ,�(�� gKV/��� f��� �B

����� �Andreottola et al�� ��+� ��� G-��.(.)/� ��� (�6555�

��� L,)�� ,���� �K�(F�(�� A�M���-��� � ���-� G� �.� *�h

�Gt���� ��� G��%� ��(�)/� ������ "�V��� ��nF� 0V?� �� �,F� ��� G� �.

�������Q(.)/�0 ��>��i9�B�e �����t��G-�������K�O64P�� �

Yoo �� ��+� ���_�����KM� �������A��� ,�� G-� �.(.)/� ��

��������&������"�V���T(���+�CDE�F�>���>�,�(��\=B�������

�\=BCOD���TN�>��_(��U(/,����� �W�`���5�`���K��"D#�

�������N��(+�0 ��>���@�*+����������>��,�K-�G-����O68P��

��*)/�N��(+�0 �� G-��M���� ��%��e ���� �� �������)�' �,

�gI�� >�� ��1�+�� ����� �� 0V?� *%�,�� ����� &���)� �Y(�-�

�>��_(��i-��J�,�(��\=B��������� ����/�&�h����0�,-�X�`

�T � ����n�� ���/� �� ��� N��(+�0 �� �� ����� G�(���' �,�� ��� ��

G� ��A��>�� �?@� �� A=a� ����\=B�*�h� ,m�� �� ��� � �

,-�����%(!���n�9���A,���A���DE�F���� �

��

���$��S����>]!��

N���� G��K(K9� A���KM� >�� G�(+�� �����(B�� S���� � �M

�A�R@���'�, ����% �>@�"�V��������#���,u���G��A�,V�+�

�&���� G����� A���KM� ��� �!� *��+� ��� G-� ��>� �,F�S���

��,����,�%/���, �./����%^��G?�.�0 ��G-�*+��,-��G��">f

�������A,�-��G����� �!�>���� ���

References

1-Hasar H. Simultaneous removal of organic matter and nitrogen compounds by combining a membrane

bioreactor and a membrane biofilm reactor. Bioresource Technology 2009; 100 (10): 2699-2705.

2- Maurer M, Fux C, Graff M, et al. Moving bed biological treatment (MBBT) of municipal wastewater:

denitrification. Water Science & Technology 2000; 43(4-5): 337-344.�

3- Odegaard H, Rusten B, Swestrum T. A new moving bed biofilm reactor – applications and results. Water

Science & Technology 1994; 29(10-11):157-165.�

4- Delenfort E, Thulin P. The use of Kaldnes suspended carrier process in treatment of wastewaters from the

forest industry. Water Science & Technology 1997; 35(2-3):123-130. �

5- Xiao L.W, Rodgers M, Mulqueen J. Organic carbon and nitrogen removal from a strong wastewater using

a denitrifying suspended growth reactor and a horizontal-flow biofilm reactor. Bioresource Technology

2007; (98): 739–744.�

6- Rusten B, Eikebrokk B, Ulgenes Y. Design and operations of the kaldnes moving bed biofilm reactors.

Aquacultural Engineering 2006; 34(3): 322-331.

7- Munich EV, Lant P, Keller J. Simultaneous nitrification and denitrification in bench-scale sequencing

batch reactors. Water Reserch 1996; 30(2): 277–284.

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 10: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

�55

��L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-OMBBRs�P�j���k��?�-�A��B��������� ����

8- Zhang X, Zhou J, Guo H, et al. Nitrogen removal performance in a novel combined biofilm reactor.

Process Biochemical 2007; 42: 620–626.

9- Wang J, Yang N. Partial nitrification under limited dissolved oxygen conditions. Process Biochemistry

2004; 39: 1223-1229.�

10- Rittmann BE, Mc Carty PL. Environmental biotechnology: principles and applications. New York;

McGraw-Hill, 2001: 470-474.�

11- Turk O, Mavinic DS. Selective inhibition: a novel concept for removing nitrogen from highly

nitrogenous wastes. Environ Technol Lett 1987; 8: 419-426.

12- Chung J, Bae W. Nitrite reduction by a mixed culture under conditions relevant to shortcut biological

nitrogen removal. Biodegradation 2002; 13: 163-170.

13- Ruiz G, Jeison D, Chamy R. Nitrification with high nitrite accumulation fore the treatment of

wastewater with high ammonia concentration. Water Research 2003; 37(6): 1371-1377.

14- Ruiz G, Jeison D, Rubilar O, et al. Nitrification-denitrification via nitrite accumulation for nitrogen

removal from wastewaters. Bioresource Technology 2006; 97:330-335.

15- Abeling U, Seyfried CF.Anaerobic-aerobic treatment of high strength ammonium wastewater nitrogen

removal via nitrite.Water Science&Technology 1992; 26: 1007-15.

16- Bernet N, Dangcong P, Delgenès JP, et al. Nitrification at low oxygen concentration in biofilm reactor.

Journal of Environmental Engineering 2001; 127(3): 266-271.

17- Antileo C, Werner A, Ciudad G, et al. Novel operational strategy for partial nitrification to nitrite in a

sequencing batch rotating disk reactor. Biochemical Engineering Journal 2006; 32: 69-78.

18- Dulkadiroglu H, Cokgor EU, Artan N, et al. The effect of temperature and sludge age on COD removal

and nitrification in a moving bed sequencing batch biofilm reactor.Water Science & Technology 2005;

51(11): 95-103. �

19- Hem L.J, Rusten B, Ødegaard H. Nitrification in a moving bed biofilm reactor. Water Research 1994;

28(6): 1425-1433.

20- APHA, AWWA, WEF. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.21st ed.

Washington DC, American Public Health Association: USA; 2005: 4-118-4-120.

21- Jianlong W, Yongzhen P, Shuying W, et al. Nitrogen removal by simultaneous nitrification and

denitrification via nitrite in a sequence hybrid biological reactor. Chinese journal of chemical engineering

2008; 16 (5): 778-784.

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 11: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

�5�

� �*��������%�����%M�Y!��K�#�G���HF��� ����

22- Andreottola G, Foladori P, Gatti G, et al. Upgrading of a Small Overloaded Activated Sludge Plant

Using a MBBR System. Journal of Environmental Science and Health, Part A-Toxic/Hazardous Substances

& Environmental Engineering 2003; 38 (10): 2317–2328.

23- Gerardi M.H. Nitrification and Denitrification in the Activated Sludge Process. New York: John

Wiley and Sons Inc; 2002: 120-122. �

24- Jianlong W, Ning Y. Partial nitrification under limited dissolved oxygen conditions. Process

Biochemistry 2004; 39(10): 1223–1229.

25-Mosquera-Corral A, Gonza ´lez F, Campos J.L, et al. Partial nitrification in a SHARON reactor in the

presence of salts and organic carbon compounds. Process Biochemistry 2005; 40: 3109–3118.�

26- Andreottola G, Foladori P, Ragazzi M. Upgrading of a small wastewater treatment plant in a cold

climate region using a moving bed biofilm reactor (MBBR) system. Water Science and Technology 2000;

41(1): 177–185.�

27- YOO H, AHN KH M, LEE HJ, et al. Nitrogen Removal from Synthetic Wastewater by Simultaneous

Nitrification and Denitrification (SND) via Nitrite in an Intermittently-Aerated reactor. Water Research

1999; 33(1): 145–154.

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020

Page 12: tbj.ssu.ac.irtbj.ssu.ac.ir/article-1-329-en.pdf · : 7

�56

��L,)��,�����K�(F�(��A�M���-���� ���-OMBBRs�P�j���k��?�-�A��B��������� ����

Kaldnes(k1) Moving bed Biofilm Reactors Performance for Organic and Nitrogen

Compounds Removal From Wastewater with Iimited Dissolved Oxygen

Zafarzadeh A (Ph.D)* 1Bina B (Ph.D)2 Nikaeen M(Ph.D)3 Movahedian Attar H (Ph.D)2 Hajian Nejad M(Ph.D)3

1. Corresponding Author: Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, Golestan University of Medical Sciences, Gorgan, Iran. 2. Professor, Department of Environmental Health Engineering, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran. 3.Associate professor, Department of Environmental Health Engineering, Isfahan university of Medical Sciences, Isfahan, Iran.

Abstract

Background: Moving bed biofilm reactor (MBBR) is one of the new hybrids biological systems that are used in treatment of wastewater contaminated by organic and nitrogen pollutant. In this study, the continuously operated laboratory scale Kaldnes(k1) moving bed biofilm reactors (MBBRs) was investigated. Methods: In this system, two series as Anoxic reactor (R1) and aerobic (R2) have a size 3.5 and 10 liters,

respectively. This system was operated at temperature 28.5 oC

, pH=7-8, DO= 1-1.5 mg/l and internal recycle ratio in continuously. All tests based on the standard methods were performed. The Anoxic and Aerobic reactors were filled to 40 and 50 %( v/v) to attach and retain biomass with k1 biofilm carriers, respectively. Statistical analysis software was SPSS and EXCEL. Results: During operation, the average dissolved oxygen in the aerobic reactor was 1-1.5 mg/l. The average removal efficiency of soluble organic carbon (SCOD) was obtained over 95% at different load organic matter (300-2000 mg/l) in the anoxic reactor. The average removal efficiency of total nitrogen (TN) occurred in the range of 80-99.4% at different load nitrogen (25-250 mg/l) and maximum removal efficiency based on biofilm surface area occurred close 92% at loading rate of 0.127-0.181 mg-N/m2.day. The results show that nitrification rate was increased to increase loading rate of nitrogen compounds but the rate of nitrification was decreased at high loading rate. Probably this was due to an excessive accumulation of nitrite ion in the aerobic reactor. Conclusions: This investigation showed that the process of removal organic and nitrogen compounds in the MBBRs system under pre-denitrification without recycle sludge and external carbon source has an acceptable performance for treatment of wastewater with high load organic carbon and organic nitrogen compounds. Keywords: Wastewater, Organic and nitrogen compounds,Oxygen limited, Moving bed biofilm reactors, Kaldnes (k1).

Dow

nloa

ded

from

tbj.s

su.a

c.ir

at 1

2:50

IRS

T o

n S

unda

y O

ctob

er 2

5th

2020