بررسی عملکرد تکنولوژی غشایی همراه با سیستم UV جهت تصفیه فاضلاب خاکستری و آب باران

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 11، دوره 10، شماره 4 - شماره پیاپی 30، اسفند 1402، صفحه 97-105   

نوع مقاله: پژوهشی کاربردی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v10i4.2305-1247

نویسندگان

احسان ساداتی سیدمحله^{* 1}؛ ناصر مهردادی²؛ غلامرضا نبی بیدهندی²؛ محمد جواد امیری³

¹دانشجوی دکترای مهندسی محیط زیست، پردیس بین‌المللی ارس، دانشگاه تهران، تهران، ایران

²استاد دانشکده محیط‌زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³استادیار گروه برنامه‌ریزی، مدیریت و آموزش محیط‌زیست، دانشکده تحصیلات تکمیلی محیط‌زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

استفاده مجدد از فاضلاب خاکستری و آب باران یکی از جایگزین‌های اولیه برای کاهش مصرف آب در خانوارها و ساختمان‌های تجاری و صنعتی است. با این‌حال، بررسی عملکرد فناوری غشائی به‌همراه سیستم UV جهت تصفیه فاضلاب خاکستری و آب باران به اطلاعات کاربردی بیشتری نیاز دارد. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی عملکرد یک سیستم آزمایشی مبتنی بر فناوری غشائی همراه با UV برای تصفیه فاضلاب خاکستری و آب باران در کشور ایران می‌باشد. در این راستا در فشار‌های مختلف (9/5، 4/5 و 1/5 بار)، آرایش‌های مختلفی از غشاء‌ها شامل میکروفیلتراسیون (MF)، اولترافیلتراسیون (UF) و غشاهای اسمز معکوس به همراه لامپ UV بررسی شدند. آزمایش‌هایی در مقیاس آزمایشگاهی برای بررسی پتانسیل این فناوری‌ها و ارائه آرایش بهینه غشاها انجام شد. کارایی فرآیند از نظر کدورت، TDS ،pH ،COD ،Escherichia coli و توتال کلیفرم مورد بحث قرار گرفته ‌است. نتایج حاکی‏از آن بود که هم برای تصفیه فاضلاب خاکستری و هم برای تصفیه آب باران، چیدمانی متشکل از دانه‌گیر، MF ،UF ،RO و UV با فشار 9/5 بار، بهترین سناریو در کاهش COD ،TDS، کدورت و کلیفرم می‌باشد. مطابق با نتایج به‌دست آمده، دبی خروجی در حالت بهینه 6 لیتر بر دقیقه بود و سناریو مذکور قادر به حذف 95% COD و 98% TDS و 96% کدورت و 100% کلیفرم برای فاضلاب خاکستری و همچنین 82% COD و 94% TDS و 91% کدورت و 100% کلیفرم برای آب باران می‌باشد. ازاین‏ رو پژوهش حاضر بیان می‌کند فناوری غشایی همراه با UV فرآیندی جذاب است و نقش مهمی در زندگی پایدار در آینده خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

آب باران؛ آب خاکستری؛ استفاده مجدد؛ فناوری غشاء؛ UV

مراجع

لشگری، سمیه، لشگری، سهیلا، کشاورز، فاطمه، و عیسوندی، زهرا. (1401). بررسی و مقایسه عملکرد غشاهای اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون در تصفیه پساب صنعتی عسلویه.  مجله آب و فاضلاب، 33(1)، 1-11. doi: 10.22093/wwj.2021.266314.3101
de Oliveiraa, T. M., Benattib, C. T., & Tavaresc, C. R. G. (2020). Pilot system of microfiltration and reverse osmosis membranes for greywater reuse. Desalination and Water Treatment, 201, 13-19. DOI: 10.5004/dwt.2020.26020
Ding, A., Wang, J., Lin, D., Tang, X., Cheng, X., Wang, H., ... Liang, H. (2017). A low pressure gravity-driven membrane filtration (GDM) system for rainwater recycling: Flux stabilization and removal performance. Chemosphere, 172, 21-28. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.12.111
Domènech, L., & Saurí, D. (2010). Socio-technical transitions in water scarcity contexts: Public acceptance of greywater reuse technologies in the Metropolitan Area of Barcelona. Resources, Conservation and Recycling, 55(1), 53-62. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2010.07.001
Du, X., Wang, Z., Liu, Y., Ma, R., Lu, S., Lu, X., Liu, L., Liang, H. (2022). Gravity-driven membrane bioreactor coupled with electrochemical oxidation disinfection (GDMBR-EO) to treat roofing rainwater. Chemical Engineering Journal, 427, 131714. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.128055
Etchepare, R., & van der Hoek, J. P. (2015). Health risk assessment of organic micropollutants in greywater for potable reuse. Water research, 72, 186-198. DOI: 10.1016/j.watres.2014.10.048
Faragò, M., Brudler, S., Godskesen, B., & Rygaard, M. (2019). An eco-efficiency evaluation of community-scale rainwater and stormwater harvesting in Aarhus, Denmark. Journal of Cleaner Production, 219, 601-612. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.265
Ghaitidak, D. M., & Yadav, K. D. (2013). Characteristics and treatment of greywater—a review. Environmental Science and Pollution Research, 20, 2795-2809. DOI: 10.1007/s11356-013-1533-0
Kim, R.-H., Lee, S., Jeong, J., Lee, J.-H., & Kim, Y.-K. (2007). Reuse of greywater and rainwater using fiber filter media and metal membrane. Desalination, 202(1-3), 326-332. DOI: 10.1016/j.desal.2005.12.071
Kimura, K., & Oki, Y. (2017). Efficient control of membrane fouling in MF by removal of biopolymers: Comparison of various pretreatments. Water research, 115, 172-179. DOI: 10.1016/j.watres.2017.02.033
Li, F., Gulyas, H., Wichmann, K., & Otterpohl, R. (2009). Treatment of household grey water with a UF membrane filtration system. Desalination and Water Treatment, 5(1-3), 275-282. DOI: 10.5004/dwt.2009.550
Luo, J., Ding, L., Qi, B., Jaffrin, M. Y., & Wan, Y. (2011). A two-stage ultrafiltration and nanofiltration process for recycling dairy wastewater. Bioresource technology, 102(16), 7437-7442. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.05.012
Mahmoudnia, A. (2023). The role of PFAS in unsettling ocean carbon sequestration. Environmental monitoring and assessment, 195(2), 310. https://doi.org/10.1007/s10661-023-10912-8
Mahmoudnia, A., Mehrdadi, N., Baghdadi, M., & Moussavi, G. (2022). Change in global PFAS cycling as a response of permafrost degradation to climate change. Journal of Hazardous Materials Advances, 5, 100039.  https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2021.100039
Naddeo, V., Scannapieco, D., & Belgiorno, V. (2013). Enhanced drinking water supply through harvested rainwater treatment. Journal of Hydrology, 498, 287-291.  https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.06.012
Onkal Engin, G., Sinmaz Ucar, B., & Senturk, E. (2011). Reuse feasibility of pre-treated grey water and domestic wastewater with a compact household reverse osmosis system. Desalination and Water Treatment, 29(1-3), 103-109. https://doi.org/10.5004/dwt.2011.2155
Reang, S., & Nath, H. (2021). Grey water treatment with spiral wound UF and RO membranes. Materials Today: Proceedings, 46, 6253-6259. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.781
Teh, X. Y., Poh, P. E., Gouwanda, D., & Chong, M. N. (2015). Decentralized light greywater treatment using aerobic digestion and hydrogen peroxide disinfection for non-potable reuse. Journal of Cleaner Production, 99, 305-311. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.03.015
World Health Organization (WHO). (2006). WHO guidelines for the safe use of wasterwater excreta and greywater (Vol. 1): World Health Organization. Geneva, Switzerland. https://www.who.int/publications/i/item/9241546824
Wanjiru, E. M., Sichilalu, S. M., & Xia, X. (2017). Optimal control of heat pump water heater-instantaneous shower using integrated renewable-grid energy systems. Applied Energy, 201, 332-342. DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.10.041