بهینه‌سازی فرآیند کلرزنی در گندزدایی شیرابه زباله کهنه با استفاده از روش سطح پاسخ

زمینه و هدف: شیرابه زباله شهری بدلیل بار آلودگی بالای میکروبی، یکی از تهدیدات بزرگ زیست محیطی مکان های دفن پسماند محسوب می گردد. کلر زنی یکی از روش های ساده گندزدایی آب و فاضلاب محسوب می گردد اما برای گندزدایی شیرابه مورد توجه قرار نگرفته است. هدف از این تحقیق بررسی کارآیی کلر در گندزدایی شیرابه و بهینه سازی اثر متغیرهای غلظت و زمان تماس درحذف کل کلی فرم ها و کلی فرم های مدفوعی به عنوان شاخص آلودگی میکربی بود.مواد و روش ها: در این مطالعه توصیفی تحلیلی، پایش شاخص های باکتریایی در شیرابه مکان دفن پسماندهای شهر قزوین طی یک سال انجام شد. سپس با انجام آزمایشات مقدماتی، دامنه غلظت کلر و زمان تماس در غیر فعال سازی شاخص های میکروبی شیرابه مورد بررسی قرار گرفت. جهت بهینه سازی اثر متغیرهای موثر شامل غلظت کلر و زمان تماس درغیر فعال سازی این شاخص ها، روش پاسخ سطح بر اساس طرح مرکب مرکزی بکار گرفته شد. بر این اساس تعداد13 آزمایش روی نمونه ها انجام شد. آزمایشات شامل bod، cod، کل کلی فرم ها و کلی فرم های مدفوعی بود. تمامی آزمایشات بر اساس دستورالعمل ارائه شده در کتاب روش های استاندارد برای آزمایشات آب و فاضلاب بود.یافته ها: نتیجه این مطالعه نشان داد که شاخص های آلودگی میکروبی دارای حساسیت نسبتاً بالایی نسبت به غیر فعال سازی با کلر دارند، بطوریکه در غلظت کلر mg/l 2 و زمان ماند 9 دقیقه 100% کل کلی فرم ها و در غلظت کلر mg/l 5/0و زمان ماند 12 دقیقه 100% کلی فرم های مدفوعی از بین رفتند. با استفاده از روش سطح پاسخ شرایط بهینه غیر فعال سازی این باکتری ها مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج تحلیل نشان داد که در زمان تماس و غلظت کلر بترتیب برابر با min4/9 و mg/l99/2 ، راندمان غیر فعال سازی کل کلی فرم ها و کلی فرم های مدفوعی بترتیب به 16/89% و 100% می رسد.نتیجه گیری: جهت گندزدایی شیرابه می توان از کلر استفاده نمود. با اینحال در صورت وجود بارآلی بالا در شیرابه، با توجه به پتانسیل ایجاد محصولات جانبی ناشی از کلر زنی، در انتخاب کلر به عنوان گندزدا، بایستی ملاحظات بهداشتی و زیست محیطی مد نظر قرار گیرد.

Optimization of Chlorination Process for Mature Leachate Disinfection Using Response Surface Methodology

Background: leachate from landfill contains high level of microbial pathogens which is considered as one of the most important threats for the environment. One of the common and simple methods for water and wastewater disinfection is chlorination, but it rarely has been used for leachate disinfection. The objective of this study was evaluating the efficiency of chlorine for leachate disinfection and optimization of the effect of concentration and contact time on the death of total and fecal coliforms, as a microbial contamination index.Methods: In this descriptiveanalysis study, microbial indices monitoring in leachates initiated from landfill of Qazvin city were conducted for one year. After pretests, the range of chlorine concentration and contact time on the inactivation of microbial indices were determined. Central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM) were applied to optimize chlorine concentration and contact time parameters effect on microbial inactivation. 13 runs of tests were performed on samples. Tests were included BOD, COD, total and fecal coliforms. All analytical experiments were according to the standard methods for the examination of water and wastewater.Results: Results of the study showed that microbial indices had relatively high sensitivity to inactivation by chlorination, which in the chlorine concentration of 2 mg/L and contact time of 9 min, and chlorine concentration of 0.5 mg/L and contact time of 12 min, 100% of total and fecal coliforms inactivated, respectively. The RSM method was used for analysis of bacterial inactivation. Analyses showed that in contact time of 9.4 min and chlorine concentration of 2.99 mg/L, the inactivation efficiency of total and fecal coliforms were 89.16% and 100%, respectively.Conclusions: Chlorine could be used for leachate disinfection. However, in high concentrations of organic matter in leachates, due to production potential of chlorination byproducts, health and environmental consideration must be considered in choosing chlorine as a disinfectant.