بررسی نقش فیلترهای ترکیبی شن-ژئوتکستایل-زئولیت بر برخی ویژگی‌های پساب

آب و خاک

مقاله 5، دوره 35، شماره 5 - شماره پیاپی 79، آذر و دی 1400، صفحه 673-687   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2021.72031.1082

نویسندگان

حمید شیروانی ایچی¹؛ مهدی قبادی نیا²؛ نگار نورمهناد^{* 3}؛ سید حسن طباطبائی

¹دانشجوی سابق کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد، ایران

²استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، ایران

³دانشگاه پیام نور

چکیده

امروزه کاربرد پساب در آبیاری و به­ویژه سیستم­های آبیاری قطره­ای افزایش یافته است. در این پژوهش به منظور بررسی کارایی فیلترهای ترکیبی بر ویژگی­های پساب و استفاده از آن­ها در فیلتراسیون، آزمایش فاکتوریل درقالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. تیمارهای پژوهش شامل فیلتر شنی یا تیمار شاهد (CTRL)، فیلتر ژئوتکستایل (G)، فیلتر شن-زئولیت (SZ) و فیلتر ژئوتکستایل-زئولیت (GZ) بود. پساب مورد استفاده در این پژوهش از فاضلاب دانشگاه تأمین شد. فشار، دبی سیستم، میزان نیترات، مواد معلق، سدیم، کلسیم، منیزیم، هدایت الکتریکی، پ-هاش پساب قبل و بعد از ورود به فیلترها در ساعات مختلف بررسی شد. نتایج نشان داد، فیلتر شن-زئولیت افت فشار اندک و تیمار زئوتکستایل-زئولیت نیز برای مدت زمان کوتاه قابلیت تامین فشار را داشت. مقدار نیترات در پساب خروجی در همه فیلترها به­جز شاهد به طور معنی­داری کاهش یافت به­طوری­که مقدار نیترات ورودی تمامی تیمارها 26 میلی­گرم بر لیتر و میانگین نیترات خروجی در فیلتر شاهد حدود 25 و در سایر فیلترها کمتر از 20 میلی­گرم بر لیتر بود. مقدار میانگین مواد معلق فاضلاب ورودی حدود 110 میلی­گرم بر لیتر بود در­حالی­که مقدار میانگین مواد معلق پساب خروجی از فیلترها همگی به کمتر از 72 میلی­گرم بر لیتر کاهش یافت. فیلترهای شن و شن- زئولیت به ترتیب بیش‎تر از فیلترهای ژئوتکستایل و ژئوتکستایل- زئولیت میزان مجموع کلسیم و منیزیم را در پساب افزایش دادند. بر اساس این پژوهش استفاده از شن- زئولیت به لحاظ کاهش نیترات و بار معلق، افزایش کلسیم و منیزیم و کاهش pH و عدم افت فشار پیشنهاد می­گردد.

کلیدواژه‌ها

پساب ورودی؛ گرفتگی؛ مواد معلق؛ نیترات

مراجع

1. Akkashe L. 2007. Application of natural zeolite in order to absorb heavy elements in the leachate of Isfahan Organic Fertilizer Factory. Master thesis, Islamic Azad University, Khorasgan Branch. Isfahan, I.R. Iran.
2. Alizade A. 1997. Principles and operations of drip irrigation (first edition). Imam Reza University Press. (In Persian)
3. Bucks D.A., and Nakayama F.S. 1980. Injection of fertilizer and other chemicals for drip irrigation. Technical conference Proceedings-Irrigation Association. Houston, Texas. USA. Silver Spring, Maryland. 166-180
4. Christen E.W., Quayle W.C., Marcoux M.A., Arienzo M., and Jayawardane N.S. 2010. Winery wastewater treatment using the land filter technique. Journal of Environmental Management 91: 1665-1673.
5. Ehsangar M., Charm M., and Farokhiyan Firozabadi A. 2013. Investigation of the possibility of adsorption of nitrate in Ahvaz municipal wastewater by columns of zeolite, activated carbon and sand. Proceedings of the Iranian National Conference on Environmental Research, 31 October. Shahid Mofateh College of Hamadan. (In Persian)
6. Gilbert R.G., Nakayama F.S., and Bucks D.A. 1979. Trickle irrigation, Prevention of clogging. Transactions of the ASAE 22: 514-519.
7. Hajhashemkhani M. 2013. Investigation of the effect of modified microzeolite in combination with soil on some hydrodynamic and chemical parameters of soil in effluent application conditions. Master thesis, Shahrekord University, Iran. (In Persian)
8. Ibrahim H.S., Jamil T.S., and Hegazy E.Z. 2010. Application of zeolite prepared from Egyptian kaolin for the removal of heavy metals: II. Isotherm models. Journal of Hazardous Materials 182: 842–847.
9. Kutay M.E., and Aydilek A.H. 2005. Filteration Performance of tow-layer geotextile systems. Geotechnical Testing Journal 28(1): 79-91.
10. Maharana M., and Sen S. 2021. Magnetic zeolite: A green reusable adsorbent in wastewater treatment. Materials Today: Proceedings.
11. Maleki A. 2012. Potential of Acid Modified Zeolite for Cadmium Adsorption in Aqueous Environment. Journal of Mazandaran University Medical Science 21(86): 74-85. (In Persian with English abstract)
12. Malekian R., Abedi-Kuopai J., and Eslamian S.S. 2011. Influences of clinoptilolite and surfactant-modified Clinoptilolite zeolite on nitrate leaching and plant growth. Journal of Hazardous Materials 185: 970-976.
13. Mohajeri S., and Horlemann L. (Eds.). 2017. Reviving the Dying Giant: Integrated Water Resource Management in the Zayandeh Rud Catchment, Iran. Springer.
14. Mohammadi P., Siyahi M.K, Naseri M., Liaghat A.M., Adl M., Ehteshami M., Ashrafi A., Ghodosi F., Zarankabi M.R. A review of standards and experiences of using wastewater for irrigation. 2010. Iranian National Committee on Irrigation and Drainage.
15. Najafi P., and Tabatabaei S.H. 2009. Aplication of sand and geotextile envelope in subsurface drip irrigation. ICPTT: 1-6. Advances and Experiences with Pipelines and Trenchless Technology for Water, Sewer, Gas, and Oil Applications 2026-2031.
16. Pescod MB. 1992. Wastewater treatment and use in agriculture. FAO, Irrigation and Drainage Paper 47. p 113.
17. Rabbani M.S., Kazemian H., Ghannadi Maragheh M., and Mallah M.H. 2002. Characterization of a natural analcime from Ardebil (Germi) region of Iran and evaluation of its ion-exchange properties in comparison with synthetic analcime, Second FEZA Conference, 1-5 September, Taormina, Giardini Naxos, Italy.
18. Soleimani M., Ansarie A., Haj Abassie M., and Abedi J. 2008. Investigation of Nitrate and Ammonium Removal from Groundwater by Mineral Filters. Journal of Water and Wastewater 19(3): 18-26. (In Persian with English abstract)
19. Tabatabaei S.H., and Najafi P. 2009. Effects of irrigation with treated municipal wastewater on soil properties in arid and semi – arid regions. Irrigation and Drainage 58: 551-560
20. Tabatabaei S.H., Nourmahnad N., Kermani S.G., Tabatabaei S.A., Najafi P., and Heidarpour M. 2020. Urban wastewater reuse in agriculture for irrigation in arid and semi-arid regions-A review. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture 9(2): 193-220.
21. Taheri-Sodejani H., Ghobadinia M., Tabatabaei S.H., and Kazemian H. 2015. Using natural zeolite for contamination reduction of agricultural soil irrigated with treated urban wastewater. Desalination and Water Treatment 54(10): 2723-2730.
22. Wang S., and Peng Y. 2010. Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater Chemical Engineering Journal 156: 11–24.