کاربرد شن-زئولیت-ژئوتکستایل به‌منظور کاهش نیترات فاضلاب و مقایسه کیفی آن با استانداردها

سابقه و هدف: در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای، واکنش‌پذیری سطحی اندک فیلتر شن به منظور تصفیه فیزیکی-شیمیایی باعث شد محیط‌های فیلترکننده دیگری به کار روند که به همراه شن توانایی نگهداری آلاینده‌های فاضلاب‌ را افزایش دهند. هدف از این پژوهش اولاً بررسی مقایسه کاربرد شن و ژئوتکستایل همراه با زئولیت در فیلترها به منظور کاهش آلودگی نیترات در پساب و ثانیاً مقایسه پارامترهای کیفی پساب دانشگاه شهرکرد با استانداردهای جهانی بود. مواد و روش‌ها: این پژوهش در سال 1394-1393 در دانشگاه شهرکرد انجام شد. فاضلاب مورد استفاده از چاهک مشاهده‌ای واقع در نزدیکی درب شرقی دانشگاه شهرکرد تهیه شد. به منظور بررسی وضعیت نیترات موجود در آن، آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل تیمار شاهد ctrl (شن بدون کاربرد زئولیت)، ژئوتکستایل بدون کاربرد زئولیت j، شن ژئوتکستایل بدون کاربرد زئولیت sj، شن به همراه زئولیت sz، ژئوتکستایل به همراه زئولیت jz و شن ژئوتکستایل به همراه زئولیت sjz بود. تیمارها درون ستون‌های استوانه‌ای از جنس لوله‌های پی‌وی سی ریخته شد. اندازه‌گیری نیترات فاضلاب ورودی و پساب خروجی با دستگاه اسپکتروفتومتر انجام شد و بارمعلق، ec، ph، سدیم و مجموع کلسیم و منیزیم در فاضلاب ورودی تعیین و با استانداردها مقایسه شد. انجام آنالیز آماری با استفاده از نرم افزار sas صورت گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد فیلترها بر مقدار نیترات پساب خروجی از ستون‌ها در سطح احتمال یک درصد تاثیر معنی‌داری داشت. تیمارهای jz، sjz و sz به ترتیب با کاهش 57، 55 و 52 درصدی، بیشترین کاهش نیترات را نشان دادند. تیمار شن طبق انتظار تاثیری روی نیترات نداشت. اندازه‌گیری‌ها نشان داد میزان نیترات پساب دانشگاه شهرکرد جهت استفاده در آبیاری، از مقدار مجاز بعضی سازمان‌ها، کمتر بود اما مطابق استاندارد فائو برای آبیاری مناسب نبود. همچنین میزان ec (ds/m 1.02) و ذرات معلق ( mg/l 109.6) طبق اکثر استانداردها بیش از حد مجاز برای آبیاری بود. حداقل و حداکثر مقدار ph به ترتیب 7.2 و 8.03 بود که از مقدار مقدار بیشینه، تمام استاندارد ها کمتر بود. sar اندازه گیری شده پساب ورودی به فیلترها 2.14 بود که بر اساس استانداردها از نظر کاربرد در آبیاری مجاز بود.نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد فیلتر شنی به تنهایی تاثیری بر مقدار بار معلق موجود در پساب نداشت اما کاربرد ژئوتکستایل و زئولیت در فیلترهای شنی می‌تواند سبب کاهش آلودگی نیترات ناشی از پساب شود. مقدار سدیم و مجموع کلسیم و منیزیم موجود در پساب از مقدار مجاز آن برای استفاده در آبیاری طبق استاندارد سازمان محیط زیست آمریکا بیشتر بود. اما مقدار نسبت جذبی سدیم از مقدار مجاز آن برای استفاده در آبیاری طبق تمام استانداردها کمتر بود.

Use of sand-zeolite-geotextile in order to reduce the nitrate in Shahrekord University wastewater and compare its quality with standards

Background and objectives: In drip irrigation systems, the low surface reactivity of the sand filter for physicalchemical treatment led to the use of other filter media that increase the retention capacity of wastewater contaminants along with the sand. The purpose of this study was firstly to compare the application of sand and geotextile with zeolite in filters to reduce nitrate pollution in wastewater and secondly to compare the quality parameters of Shahrekord University effluent with international standards.Materials and Methods: This research was conducted at Shahrekord University in 20142015. The wastewater used in this project was prepared from an observation well located near the east door of Shahrekord University. In order to investigate the nitrate status, a factorial experiment was performed in a completely randomized design with three replications. Treatments include control treatment Ctrl (sand without application of zeolite), geotextile without application of zeolite J, sandgeotextile without application of zeolite SJ, sand with zeolite SZ, geotextile with zeolite JZ, and geotextile sand with zeolite. The treatments were poured into cylindrical columns made of PVC tubes. Inlet effluent nitrate and wastewater were measured with a spectrophotometer. The total suspended solid, EC, pH, sodium, calcium and magnesium in the effluent were determined and compared with the standards. Statistical analysis was performed using SAS software.Results: The results showed that the filters had a significant effect on the effluent nitrate passed from the columns (P<0.01). JZ, SJZ, and SZ treatments showed the highest nitrate reduction with 57, 55, and 52%, respectively. Sand treatment did not affect nitrate as expected. Measurements showed that the amount of nitrate in Shahrekord University effluent for irrigation was less than the allowable amount of some organizations, but was not suitable for irrigation according to the FAO standard. Also, the amount of EC (1.02 dS/m) and suspended solid (109.6 mg/L) was too much for irrigation according to most standards, but the pH and SAR of the effluent were sufficient to be used for irrigation. The minimum and maximum pH values were 7.2 and 8.03, respectively, which were lower than the maximum value of all standards. The measured SAR of the effluent entering the filters was 2.14, which was allowed according to the standards in terms of application in irrigation.Conclusion: This study showed that sand filters alone did not affect the amount of suspended load in the effluent, but using geotextiles and zeolite in sand filters can reduce nitrate pollution from effluent. The amount of sodium, and total calcium and magnesium in the effluent was higher than the allowable amount for use in irrigation according to the standards of the US Environmental Protection Agency. But the amount of sodium absorption ratio was less than the allowable amount for use in irrigation according to all standards.