بررسی اثر بسترهای مختلف فیلترهای شنی تحت فشار بر کیفیت آب تصفیه خانه‌ معلم کلا ساری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 هیات علمی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 کارشناس اداره مطالعات و بررسی‏های فنی آبفار خوزستان

چکیده

سابقه و هدف: با توجه به‌ کمبود منابع آب و سرانه مصرف در کشور ایران، حفاظت از منابع آب یکی از اولویت‌های اساسی و مهم است. آب آشامیدنی شهرستان ساری و روستاهای وابسته به ‌آن از منابع آب زیرزمینی تامین می‌شود. کیفیت نامطلوب آب‌ خروجی به‏ویژه مقدار زیاد آهن بعد از فیلترهای ‌شنی ‌تحت فشار در تصفیه‌خانه معلم‌کلا باعث شد که به بررسی عوامل موثر بر کارایی فیلترهای مذکور پرداخته شود. هدف این پژوهش بررسی منبع آب زیرزمینی با تغییر بستر و بار سطحی فیلترهای شنی تحت فشار بر بهبود حذف پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب تصفیه خانه‌ است.
مواد و رو‌ش‌ها: در این پژوهش با تغییر در دانه‌بندی فیلتر با استفاده از مدل فیلتر شنی تحت فشار ساخته شده و استفاده از بسترهای مختلف (سیلیس، سیلیس- آنتراسیت و لیکا- آنتراسیت) و همچنین با تغییر بار سطحی آن‌ها به بررسی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مرتبط با فیلتر شنی تحت ‌فشار پرداخته شد. بعد از اعمال تیمارها در سه نقطه از تصفیه‌خانه (در ابتدای کارکرد فیلتر، در انتهای کارکرد فیلتر و بعد از کلر زنی) پس از 4 ماه نمونه‌برداری صورت گرفت. پارامترهای اندازه‏گیری شده شامل تعیین میزان جامدات معلق، کدورت، مقدار کل جامدات محلول، سختی، کلسیم، منیزیم و آهن بود. آزمایش‌ها به صورت فاکتوریل و طرح کاملا تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه آماری داده‌های به‌دست آمده با استفاده از نرم‌افزار SAS و مقایسه میانگین‌ها نیز به روش دانکن و در سطح احتمال پنج درصد انجام شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که اثر مصالح بستر بر پارامترهای TSS، Tu، TDS، Ca و Fe در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد. اثر نقطه نمونه‌گیری نیز بر تمامی پارامترها اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد داشت. بستر سیلیس-آنتراسیت بیشترین تاثیر را در میزان کاهش تمامی پارامترها به‌ویژه کاهش مقادیر کدورت و آهن داشت. به‌طوری‌که کاهش مقادیر کدورت و آهن در بستر سیلیس-آنتراسیت نسبت به بستر سیلیس نزدیک به 70 درصد بود. بستر لیکا- آنتراسیت نیز در مقایسه با بستر سیلیس وضعیت بهتری داشت. بهترین راندمان کاهش پارامترهای شیمیایی آب مربوط به حالت استفاده از سیلیس و آنتراسیت در فیلترهای شنی تحت فشار با بار سطحی 54 مترمکعب بر ساعت بود. اثر متقابل مواد مختلف داخل فیلتر و نقطه نمونه‌گیری نیز بر پارامترهای TSS ، TDS و Fe در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. نتایج مقایسه میانگین پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب مورد مطالعه در نقاط مختلف نمونه‌گیری نشان می‌دهد که آب خروجی در انتهای کارکرد فیلتر بعد گندزدایی کمترین مقادیر را نسبت به مراحل آب خروجی از فیلتر در ابتدای کارکرد و آب خروجی از فیلتر در انتهای کارکرد داشت.
نتیجه‌گیری: گزینه استفاده از سیلیس و آنتراسیت در فیلترهای شنی تحت فشار علاوه بر افزایش کیفیت آب، باعث کاهش هزینه‌های بهره‌برداری (تعمیرات و نگهداری) فیلترها نیز خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Different Substrates of Pressurized Sand Filters on the Water Quality of Moallemkola Refinery in Sari City

نویسندگان [English]

  • Sima Dadashzadeh 1
  • Mojtaba Khoshravesh 2
  • Mohammad Gholami 3
1 MSc student of Irrigation and Drainage, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
2 Assistant Professor, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
3 Expert of the Office of Studies and Technical Research. Rural Water and Wastewater Company, Khoozestan
چکیده [English]

Background and Objectives: Due to lack of water resources and per capita consumption in Iran, conservation of water resources is one of the most important and basic priorities. Drinking water in Sari city and its dependent villages are provided with groundwater resource. The poor quality of the outlet water especially the high amount of iron after the pressurized sand filters in the refinery of Moallemkola led to investigate the effective factors on the efficiency of the above filters. The purpose of this study is to investigate groundwater resource by changing the bed and surface load of pressurized sand filters to improve the removal of physical and chemical parameters of the water refinery.
Materials and Methods: In this research investigated the physical and chemical parameters of pressurized sand filters with the change in filter granulation using a pressurized sand filter model and using different substrates (silica, silica-anthracite and leca-anthracite). Samples were taken after treatment at three points in the refinery (at the beginning of the filter operation, at the end of the filter operation and after chlorination) after 4 months. The measured parameters included determination of suspended solids, turbidity, total soluble solids, hardness, calcium, magnesium and iron. The experiments were carried out in factorial and completely randomized design with three replications. Statistical analysis of data was done using SAS software and comparison of means was done by Duncan method at 5 percent probability level.
Results: The results showed that the effect of substrates materials on TSS, Tu, TDS, Ca and Fe parameters was significant at 1% probability level. The effect of sampling point on all parameters was significant different at 1% probability level. The silica-anthracite bed had the greatest effect on the reduction of all parameters, especially the reduction of turbidity and iron content. So that the reduction of turbidity and iron content in the silica-anthracite bed was close to 70% relative to the silica bed. The leca-anthracite bed was better than the silica substrate. The best reduction in chemical parameters of water was related to silica-anthracite in pressurized sand filters with a surface load of 54 cubic meters per hour. The interaction effect of different materials inside the filter and sampling point was also significant at 1% probability level on TSS, TDS and Fe parameters. The results of the comparison of the average of the physical and chemical parameters of the water studied at different points of sampling showed that the output water at the end of the disinfection had the lowest values relative to the water outflow from the filter at the beginning of the operation and the outlet water from the filter at the end of the operation.
Conclusion: The option of using silica-anthracite in pressurized sand filters in addition to improving the water quality, will reduce the cost of operating (maintenance and repair) of the filters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Turbidity
  • anthracite
  • leca
  • silica
  • water refinery

مراجع

1.Alipour, V., and Rezaei, L. 2008. Improve the efficiency of Bandar Abbas water treatment plant using smoothed bed filter change. The Eleventh National Conference on Health and Environment, 29 October, Zahedan University of Medical Sciences. 6p. (In Persian)
2.Banezhad, H., Hamedani, R., and Ghasemi, A. 2008. Comparison the efficiency of single-layer and double-layer fast-grained filter in relation to removal of iron and manganese in the presence of different process of oxidative. 9th Seminar of Irrigation and Reduction of Evaporation, 5-7 February, Shahid Bahonar University of Kerman. 7p.(In Persian)
3.Baraee, I., Borghei, M., Takdastan, A., Hasani, A.H., and Javid, A.H. 2016. Evaluate the performance of dual media filter to improve water quality in Abadan water treatment plant. J. Toloo-e-Behdasht, 15: 3. 130-143. (In Persian)
4.Chalkesh Amiri, M. 2013. Principles of water purification. Arkane Danesh Press, Isfahan, 528p. (In Persian)
5.Delbazi, N., Ahmadi Moghadam, M., Takdastan, A., and Jaafarzade Haghighi fard, N. 2011. Comparation of mono layer filter (sand) and dual media filter (anthracite and leca) and performance in removal of organic matter and turbidity. Iran. J. Health Environ. 4: 3. 301-312.(In Persian)

6.Eisazadeh, H., and Mahdavi, A. 2004. The Effect of activated carbon on Bandar Abbas drinking water quality. The First National Civil Engineering Congress,
13 May, Sharif University of Technology.7p. (In Persian)

7.Elmelko, M.B. 2003. Removal of viable and inactivated Cryptosporidium by dual-and tri-media filtration. Water Research, 37: 1-2. 2998-3008.
8.Fakhri, M.S., Asghari Moghaddam, A., and Najib, M. 2016. Application of statistical methods and saturation indices in groundwater quality assessment ofthe Marand plain. J. Water Soil Cons.22: 6. 117-133. (In Persian)

9.Hasanoghli, A.R., Liaghat, A., and Mirabzadeh, M. 2002. Soil organic matter changes due to irrigation with domestic sewage and self-pollination. J. Water Wastewater. 13: 2. 2-11. (In Persian)

10.Kazemi, M. 2001. Comparison of the efficiency of the two-layer and single-layer filter in the removal of turbidity caused by iron. Master Thesis of Environmental Engineering, Mazandaran University. 105p. (In Persian).

11.Mahrour, N., Pologea-Moraru, R., Moisescu, M.G., Orlowski, S., Leveque, P., and Mir, L.M. 2005. In vitro increase of the fluid-phase endocytosis induced by pulsed radiofrequency electromagnetic fields: importance of the electric field component. Biochim Biophys Acta, 1668: 1. 126-137.
12.Menge, J.G., Haarohoff, J., and Konig, E. 2001. Occurrence and removal of giardia and cryptosporidium at the goreangab reclamation plant. Water Science and Technology: Water Supply, 1: 1. 97-105.

13.Nejati, N., and Ansari, M. 2016. Iron removal from drinking water by tuff rock. The Second International Conference and the Fifteenth National Conference of Tourism, Geography and Sustainable Environment. 16p. (In Persian)

14.Osloob, M., and Vervij Kazemi, K. 2017. Investigation the effect of using a pressurized sand filters for iron, manganese and turbidity removing from drinking water (Case study: Tonekabon Lashgarak Village). The Third International Conference on Sustainable Development, Solutions and Challenges Focusing on Agriculture, Natural Resources, Environment and Tourism, 8-10 March, Tabriz. 7p. (In Persian)

15.Shahmansouri, M.R., Bina, B., and Rezaei, R. 1996. Comparison of sand filter in removal of coliform and organic matter. J. Water Wastewater, 7: 2. 22-26. (In Persian).
16.Zazooli, M.A., and Bazrafshan, E.2011. Comprehensive textbook on water and sewage technology. Samat press, Tehran, 512p. (In Persian)
مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
دوره 26، شماره 5
آذر و دی 1398
صفحه 225-238

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار