بررسی اثر قارچ Phanerochaete chrysosporium در تخریب زیستی مایع سیاه حاصل از پخت سودا کاه گندم به‌صورت سلول آزاد و تثبیت‌شده

شرری, معراج; فعال شیرکده, المیرا; احمدی, محمد; معزی پور, بیتا; حاجی علیزاده, فرج اله; رستم پور هفتخوانی, اکبر

doi:10.22098/mmws.2025.18853.1731

بررسی اثر قارچ Phanerochaete chrysosporium در تخریب زیستی مایع سیاه حاصل از پخت سودا کاه گندم به‌صورت سلول آزاد و تثبیت‌شده

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

² دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی صنایع چوب و فراورده‌های سلولزی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

³ استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

⁴ دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی صنایع چوب و فرآورده‌های سلولزی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22098/mmws.2025.18853.1731

چکیده

مایع سیاه حاصل از فرآیند پخت سودا کاه گندم در صنایع خمیر و کاغذ، حاوی مقادیر قابل‌توجهی لیگنین، ترکیبات فنولی، مواد گوگرددار، سیلیس و جامدات محلول و معلق است. این ترکیبات به دلیل ساختار پیچیده و پایداری بالا، به‌سختی تجزیه می‌شوند و باعث افزایش شاخص‌های آلایندگی مانند COD و BOD می‌گردند. در این مطالعه، مایع سیاه حاصل از پخت آزمایشگاهی کاه گندم با استفاده از سود سوزآور در دمای ۱۶۰ درجه سلسیوس و با قلیاییت فعال ۱۶ درصد تهیه شد. پس از شست‌وشوی خمیر، مایع سیاه جمع‌آوری و برای آزمایش‌های بعدی در دمای زیر ۴ درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. به‌منظور ارزیابی قابلیت تیمار زیستی، نمونه‌ها با آب مقطر ده برابر رقیق‌سازی شدند. با توجه به هزینه بالای روش‌های مرسوم فیزیکی و شیمیایی، استفاده از روش‌های زیستی به‌عنوان رویکردی اقتصادی و سازگار با محیط‌زیست ضروری است. عملکرد قارچ Phanerochaete chrysosporium در دو حالت سلول آزاد و تثبیت‌شده بر فوم پلی‌یورتان (PUF) برای کاهش آلاینده‌های COD، BOD، TDS و TSS در مایع سیاه سودا بررسی شد. تیمارها تحت شرایط pH=7، دمای ۳۰ درجه سانتی‌گراد و دوره ۱۴ روزه انجام گرفت و شاخص‌های کیفی پساب طبق استاندارد APHA اندازه‌گیری شدند. تحلیل آماری داده‌ها با استفاده از آزمون t مستقل و آزمون دانکن صورت پذیرفت. نتایج نشان داد هر دو تیمار زیستی کاهش قابل‌توجهی در آلاینده‌ها داشتند اما قارچ تثبیت‌شده عملکرد بهتری نشان داد. در پایان روز چهاردهم، میزان کاهش COD، BOD و TDS در تیمار تثبیت‌شده به‌ترتیب 03/78، 54/87 و 89/74 درصد بود؛ در حالی‌ که در تیمار سلول آزاد این مقادیر به‌ترتیب 05/58، 54/71 و 22/56 درصد ثبت شد. بیشترین کاهش در هفته نخست مشاهده گردید و پس از آن به دلیل کاهش مواد آلی قابل‌تجزیه و افت فعالیت متابولیکی، روند کاهش شاخص‌ها کندتر شد. یافته‌ها نشان می‌دهند که قارچ P. chrysosporium، در حالت تثبیت‌شده، گزینه‌ای موثر و پایدار برای تصفیه اولیه مایع سیاه سودا است و می‌تواند نقش مؤثری در کاهش بار آلودگی و بهبود کارایی مراحل بعدی تصفیه مانند لجن فعال یا سامانه‌های تولید انرژی زیستی ایفا کند. این سامانه زیستی می‌تواند جایگزینی کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست برای روش‌های شیمیایی و حرارتی پرهزینه در صنعت خمیر و کاغذ باشد.

کلیدواژه‌ها