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

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 سیلیسآنتراسیت بیشترین تاثیر را در میزان کاهش تمامی پارامترها به‌ویژه کاهش مقادیر کدورت و آهن داشت. به‌طوری‌که کاهش مقادیر کدورت و آهن در بستر سیلیسآنتراسیت 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.

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

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, silicaanthracite and lecaanthracite). 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 silicaanthracite 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 silicaanthracite bed was close to 70% relative to the silica bed. The lecaanthracite bed was better than the silica substrate. The best reduction in chemical parameters of water was related to silicaanthracite 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 silicaanthracite in pressurized sand filters in addition to improving the water quality, will reduce the cost of operating (maintenance and repair) of the filters.