بررسی حذف نیترات از زه‌آب های کشاورزی با استفاده از فیلتر زهکشی prb در خاک های لومی و لوم شنی

این تحقیق به بررسی تصفیه‌پذیری و احیای زه‌آب کشاورزی به کمک لایه‌های نفوذپذیر فعال می‌پردازد. برای ساخت مدل فیزیکی از یک مخزن مکعبی به ابعاد 1 متر طول، 1 متر عرض و 1 متر ارتفاع از جنس آهن استفاده شده است. لوله‌های زهکش با سوراخ استاندارد به قطر 16 میلی‌متر در عمق 20 سانتی‌متری از کف کارگذاری شدند. لوله‌های پیزومتر برای تعیین عمق سطح ایستابی در بدنه مدل‌کارگذاری گردید. پس از انجام آزمایش‌های نفوذپذیری و بررسی نتایج آن‌ و همچنین با توجه به میزان در دسترس بودن مواد انتخابی در عمل، نسبت اختلاط وزنی مواد به کار رفته در prb به صورت 25%ماسه، 25% آنتراسیت، 20% زئولیت، 20% براده آهن و 10% خاک اره چوب سپیدار در نظر گرفته شد. ضریب نفوذپذیری prb با ترکیب فوق بعد از اشباع کامل و گذشت زمان 24 ساعت برابر 0.0322 سانتی‌متر بر ثانیه بدست آمد. تعیین منحنی شکست برای پساب مصنوعی با غلظت اولیه 100 میلی‌گرم بر لیتر نیترات برای ستون انجام گرفت. آشکار‌سازی و رخنه نیترات در زمان 15 دقیقه اتفاق افتاد. منحنی رخنه یک منحنی نرمال محسوب شده و مقدار تنها مجهول مساله یعنی ضریب انتشار طولی (dl) 1.5×10^(-7) m^2/s با سعی و خطا بدست آمد، که مقدار منطقی و قابل‌قبولی می‌باشد. عدد پکلت برای prb مورد نظر برابر 14.344 بدست آمد که حاکی از تاثیر یکسان دو فرایند پخشیدگی و انتشار می‌باشد. در این تحقیق، فیلتر زهکش که شامل prb و خاک لوم شنی می‌باشد قادر بوده تا نیترات را به میزان 99.44 درصد بعد از 24 روز کاهش دهد.

investigation of nitrate removal from agricultural drainage water using prb filter in loamy sand and sandy loam soil

this study is focused on the treatment and reuse of agricultural drainage water using permeable reactive barriers (prbs). to construct the physical model, a cubic iron tank with dimensions of 1×1×1 is used. drainage pipes with a standard diameter of 16 mm are installed at a depth of 20 cm. to determine the depth of the static level, piezometer tubes are used in the model. after permeability tests and evaluating the obtained results as well as considering the availability of materials, the mixture weight ratios of the materials in prb are selected as follows: 25% sand, 25% anthracite, 20% zeolite, 20% iron borings, and 10% poplar wood sawdust. the permeability coefficient of the prb with this mixture after complete saturation over 24 hours is equal to 0.0322 cm/s. an initial nitrate concentration of 100 mg/liter is considered for the column to obtain the break through curve of the synthetic wastewater. it takes 15 minutes to detect the nitrate breakthrough. the breakthrough curve is considered a normal curve, and the only unknown of the problem, i.e., the longitudinal diffusion coefficient (d_l), is obtained by trial and error as 1.5×〖10〗^(-7) m^2⁄s, which is an acceptable value. the peclet number for the proposed prb is 14.344, which indicates the identical effects of the dispersion and diffusion processes. in this study, the drainage filter, which includes prb and sandy loam soil, is able to eliminate nitrate by 99.44% after 24 days.