تاثیر فیلترهای حاوی زئولیت، پرلیت و رزین بر اکسیژن مورد نیاز شیمیایی و بیوشیمیایی پساب (مطالعه موردی: پساب محلات)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه اراک

2 استادیار دانشگاه

چکیده

سابقه و هدف: بحران آب در سال‌های اخیر سبب استفاده از پساب‌ها در سال‌های اخیر در بخش کشاورزی شده است. با توجه به نیاز روزافزون به پساب‌ها در کشاورزی، تصفیه پساب‌ها در کشور با هدف استفاده درکشاورزی در حال اجرا می باشد. بنابراین بررسی کاهش آلاینده‌های موجود در پساب‌ها ضروری می‌باشد. در این پژوهش استفاده از فیلترها و جاذبهای طبیعی نظیر زئولیتها، پرلیت و رزینهای آنیونی برای بهبود ویژگیهای پساب مورد بررسی قرار میگیرد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در 18 ستون پی‌وی‌سی به منظور بررسی اثر فیلترهای ترکیبی، شامل زئولیت اصلاح شده، پرلیت و رزینهای آنیونی در کاهش آلودگی پساب خروجی انجام شد. واحدهای آزمایشی از لوله های پی‌وی‌سی با قطر 5/10 سانتیمتر و ارتفاع 60 سانتیمتر ساخته شدند. برای جلوگیری از خروج ذرات خاک، پنج سانتیمتر کف هر ستون از فیلتر ماسه ای پر شد. بر روی فیلتر ماسه‌ای به ارتفاع 40 سانتیمتر، خاک یا خاک ترکیب شده با زئولیت، پرلیت و رزین آنیونی به صورت مخلوط یا لایه به لایه پر شده است. آزمایشها در مجموع 9 تیمار با دو تکرار انجام گردید. طرح آماری شامل دو فاکتور روش کاربرد فیلتر ترکیبی (لایهای و مخلوط) و درصد وزنی ذرات به کار رفته در فیلتر می‌باشد. اولین فاکتور، استفاده از زئولیت، پرلیت و رزین در دو خالت مخلوط و لایه به لایه و دومین فاکتور درصد زئولیت، پرلیت و رزین در دو سطح 2 و 4 درصد وزنی می باشد. تزریق پساب به داخل خاک به طریق غرقابی و 10 مرتبه با تناوب هفتگی تکرارگردید. آب خروجی پس از 24 ساعت از آبیاری جمع آوری گردید. اندازهگیری اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی زهآب خروجی از ستونهای آزمایش در آزمایشگاه صورت گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که تیمار لایه‌ای شامل زئولیت، پرلیت و رزین با چهار درصد وزنی، بیشترین اثر را در میان تیمارها دارد. بطوریکه مقدار BOD5 تا بیش از 47 درصد و COD بیش از 16 درصد کاهش یافته است. تیمار شاهد نیز کمترین تاثیر را با کاهش 2/36 درصدی برای BOD5 و 26/12 درصدی برای COD داراست. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از زئولیت، پرلیت و رزین به شکل مخلوط سبب کاهش BOD5 و COD نسبت به تیمار شاهد می‌شوند، اما تیمارهای لایه‌ای توانایی بیشتری در کاهش دارند. علاوه بر این، تاثیر پرلیت بیشتر از زئولیت در کاهش BOD5 و COD زهآب خروجی میباشد و هرچه درصد وزنی ذرات بکار رفته بیشتر باشد تاثیر آن بیشتر است.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد فیلترهای استفاده شده نسبت به تیمار شاهد، سبب کاهش بیشتری در مقادیر BOD5و COD می‌شوند. اما تغییر درصد وزنی فیلترها از 2 به 4 درصد وزنی، تاثیر چندانی بر میزان خروجی BOD5 و COD نداشته است. بیشترین مقدار کاهش BOD5 و COD برای فیلتر لایه‌ای حاوی زئولیت، پرلیت و رزین با درصد وزنی چهار درصد و کمترین آن برای فیلتر زئولیت با درصد وزنی 2 درصد می‌باشد. یکی از دلایل توانایی بیشتر برای جذب BOD5 و COD در ستون‌های لایه‌ای، سرعت کمتر گذر آب از این ستون‌هاست. لایه‌های زئولیت، پرلیت و رزین در ستون‌های خاک، از عبور مواد آلی جلوگیری می‌کنند و با کاهش غلظت این مواد، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی و بیوشیمیایی کاهش می‌یابد. مقایسه مقدار خروجی BOD5 و COD از ستون‌های آزمایشی نسبت به مقدار اجازه داده شده آن‌ها برای استفاده در کشاورزی، نشان داد که پساب خروجی قابلیت استفاده در کشاورزی را پیدا می‌کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of filters including zeolite, perlite and resin on Biochemical & Chemical Oxygen Demand (Case Study: Mahallat Wastewater)

نویسنده [English]

  • ehsan safare 1

1 arak university

چکیده [English]

Introduction: In recent years, water crisis has caused wastewater using in agriculture section. According to the welcome and the need to use wastewater and recycled water in agriculture, more wastewater treatment plants in the country with the aim of reuse of wastewater in agriculture, are designed and implemented. Treatment action cause to the amount of organic material to be refined. So, Investigation of wastewater pollution reduce is necessary .In this Investigation, the use of filters and natural absorbent such as zeolite, perlite and anionic resin to improve wastewater characteristics will be examined.
Material and Methods: This study was conducted in 18 PVC columns to evaluate the combination filters, including modified zeolite, perlite and anion resins to reduce pollution in wastewater. Test units are made of PVC pipe internal diameter 10.5 cm and a height of 60 cm. Five centimeters bottom of each column were filled out using a sand filter to prevent soil particles. On the sand filter, to a height of 40 cm of soil or soil combined with modified zeolite, perlite and anion resin as mixed or layers was filled. The experiment consisted of nine treatments and two replications. The statistical plan was conducted in a completely randomized plan with two factors. The first factor, the use of modified zeolite, perlite and resin include of two mixed and layer by layer types and the second factor is the percentage of modified zeolite, perlite and resin in two levels 2 and 4 weight percent. To measure BOD5 and COD, wastewater was injected in columns 10 times the frequency of weekly. Drainage wastewater collect from columns 24 hours after were irrigated. After the ninth round took a leaching. Then the samples were transferred to the laboratory for the measurement of BOD5 and COD.
Result and Discussion: The results show that layer treatment including zeolite, perlite and resin with 4 weight percent, has the highest effect among all treatments. As amount of BOD5 and COD declined more than 47 and 16 percent, respectively. Control treatment has the lowest effect with 36.2 percent for BOD5 and 12.26percent for COD, too. Also, results show the use of zeolite, perlite and resin to form of mixed, cause to reduce the BOD5 and COD than the control column, but the layer column are more able to reduce them. Moreover, effect of perlite is more than to zeolite to decline BOD5 and COD and more weight percent of used particles cause more effect of them.
Conclusion: The results show, used filters decline more in BOD5 and COD than to control treatment. But weight percent change of filters from 2 to 4 percent doesn’t have a lot of effect on BOD5 and COD.
Application of combination filter as layer by layer including zeolite, perlite and resin with 4 weight percent has most effect on reduce of output BOD5 and COD and the lowest of effect is for zeolite filter with 2 weight percent. One of the reasons for higher ability to remove BOD5 and COD wastewater in layer column is slower passing of water from this column. Zeolite, perlite and resin layers in the soil column prevent the cross of organic material and due to the low concentration of organic matter in the drainage water, chemical and biochemical oxygen demand was reduced. Also, compare of the BOD5 and COD amount of output from test columns to the amount authorized for use in agriculture shows that its value is less than the allowed limit.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wastewater
  • Combination filter
  • BOD5
  • COD
1.Behrooz, R., and Liaghat, A. 2003. Management of the use of wastewater in agriculture.
(Eleventh Conference, National Committee on Irrigation and Drainage, Tehran, Iran.(In Persian
2.Christen, E.W., Quavle, W.C., Marcoux, M.A., Arienzo, M., and Jayawardane, N.S. 2010.
Winery wastewater treatment using the land filter technique. 91: 8. 1665-73.
3.Fardad, H., and Nasher, M. 2008. Irrigation with treated wastewater with management to
protect the environment and its effect on the health of humans, livestock and poultry.
Tandise shab Publications, Tehran, 260p. (In Persian)
4.Ghobadinia, M., Tabatabayee, S., Hoseinpoor, A., Hooshmand, S., and Hashemkhani, M.
2014. The effect of modified zeolite on the quality of municipal wastewater effluent and soil
influences. J. Soil Water. 3: 587-596. (In Persian)
5.Milan, M., and Yogesh, S. 2015. Studies on adsorption capacity of zeolite for removal of
chemical and bio-chemical oxygen demands. Chem. J. 1: 4. 139-143.
6.Shayegan, J. 2004. Experience gained from the pilot farm irrigation with treated wastewater.
Conference of environmental aspects of the use of wastewater for irrigation.IRNCID,
Tehran, Iran. (In Persian)
7.Taherisoodjani, H. 2012. the effect of wastewater and micro zeolite on some physical and
chemical properties of soil. M.Sc. Thesis, Water Engineering department, Shahrekord
University, 110p. (In Persian)
8.Tabatabayee, S., Noormahnad, N., and Najafi, P. 2011. Drainage Engineering, Khorasen
University, 170p. (In Persian)
9.Zamanian, M. 2008. Study on indicators of chemical contamination in ground treatment of
Esfahan organic fertilizer plant and the effects of zeolite application. M.Sc. Thesis, Water
(Engineering department, Shahrekord University, 115p. (In Persian