کارائی روش راکتور ناپیوسته متوالی (sbr) در تصفیه‌ فاضلاب شهری و ارزیابی خطر استفاده از آن در کشاورزی

امروزه استفاده مجدد از فاضلاب گزینه مناسبی برای حفظ منابع آبی موجود به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک است. در همین راستا، تصفیه‌خانه فاضلاب شهر یزد در ابتدا به روش برکه‌های تثبیت (لاگون) و تالاب مصنوعی شروع به کار کرده و در سال 1391، سیستم راکتور ناپیوسته متوالی (sbr) جایگزین آن‌ها شد. در حال حاضر بخشی از پساب خروجی از این واحدها برای آبیاری و بخش دیگر به تالاب مصنوعی این تصفیه‌خانه هدایت می‌شود. با توجه به وجود برخی استانداردهای محیط‌زیستی برای استفاده مجدد از پساب تصفیه شده، اصلی‌ترین اهداف پژوهش حاضر شامل بررسی میزان کارائی سیستم sbr در تصفیه فاضلاب و مقایسه آن با میزان کارائی دو روش برکه‌های تثبیت و تالاب مصنوعی و ارزیابی ریسک استفاده از خروجی sbrs برای مصارف کشاورزی بوده است. نمونه‌های فاضلاب ورودی و خروجی از واحدهای sbr تصفیه‌خانه فاضلاب شهر یزد به‌مدت یک ‌سال (13981397) مورد بررسی قرار گرفتند. به‌منظور اندازه‌گیری میزان turbidity، bod، tss،cod ، nh3، tp، ec،tds و ph، از روش استاندارد apha استفاده شد. نتایج با استفاده از نرم‌افزار spss تحلیل شدند. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که میزان کارائی روش sbr در کاهش پارامترهای مورد بررسی به‌ترتیب برابر 96، 95، 94، 93، 88، 52، 22، 16 و 5 درصد است. هم‌چنین مشخص شد که میزان کارائی روش sbr از دو روش قبلی بیش‌تر است. در پژوهش حاضر به‌منظور ارزیابی ریسک استفاده از پساب در کشاورزی از شاخص جامع آلودگی (cpi) استفاده شد و میانگین مقادیر به‌دست آمده از پارامترهای مورد بررسی با حد مجاز تعیین شده آن‌ها توسط سازمان حفاظت محیط‌زیست ایران (doe) و آژانس حفاظت محیط‌زیست آمریکا (usepa) مقایسه شد. نتایج حاصل از محاسبه میانگین ماهانه cpi نشان داد که بر اساس حد مجاز doe، استفاده از فاضلاب خروجی از واحدهای sbr تصفیه‌خانه شهر یزد برای مصارف کشاورزی و آبیاری فضای سبز مناسب است و کیفیت پساب در طبقه تمیز قرار دارد، اما بر اساس حد مجاز usepa، دارای ریسک است و کیفیت آب در طبقه‌ با آلودگی متوسط و در برخی ماه‌ها در طبقه با آلودگی شدید قرار دارد. هم‌چنین مشخص شد موثرترین پارامترها در افزایش میزان cpi، پارامترهای turbidity و tds هستند.

the performance of sequencing batch reactors (sbr) in municipal wastewater treatment and risk assessment of sbrs effluent in agricultural irrigation

introductionnowadays, with the increasing urban population on the one hand and growing water consumption per capita on the other, the use of treated wastewater has been the subject of much attention, especially in arid and semiarid areas. the city of yazd, in central iran, with its hot and dry climate, is the driest major city in iran, with annual precipitation of 50–60 mm. since there is no surface water, the city has relied on its groundwater system. in past decades, underground aqueducts, called qanats (a series of welllike vertical shafts, connected by gently sloping tunnels) were used to irrigate farmland in this area. over the past few decades, the qanats have experienced decline and deletion due to low rainfall and the excessive use of groundwater resources. considering that the qanats are failing, water shortage is a critical challenge in this area. therefore, treated wastewater is a good alternative, especially in agricultural applications. in the yazd municipal wastewater treatment plant (ymwtp), the stabilization ponds had been used for sewage treatment until 2013, but after that, the advanced sequencing batch reactors (sbrs) became operational, and treated wastewater and sludge are used in agricultural applications. the most important aspect of wastewater application is a concern for public health.  therefore, the main objectives of the present study are: 1) risk assessment of the sbrs effluent in agricultural irrigation based on the comprehensive pollution index (cpi) and 2) evaluation of sbrs performance and comparison with the efficiency of stabilization ponds and artificial wetlands. material and methodsthe ymwtp is located in northern yazd, close to the main road of yazd airport. in the ymwtp, wastewater passes two initial treatment units including a screening and grit chamber and is then discharged into the sbrs. in the ymwtp, six sbrs are employed. the dimension of each reactor in meters is as follow length 40, width 23.7, and depth 6.6. in the sbr process, five stages including filling, reaction (mixing and aeration), settling, effluent, and idle are conducted in each reactor. the treated ww is decanted from sbr units to the disinfection section and then transferred to irrigate the green space. it should be noted that extra sludge is also discharged from the system in other treatment processes including digestion, dewatering, and drying to use in farmlands. all of these phases plus the total retention time is 4.9 h. for sample collection, composite sampling was carried out daily (every four hours) from october (2018) to september (2019). in this regard, special polyethylene bottles (1 l) for wastewater sampling were utilized to collect samples from the influent and effluent of the sbr system in the ymwtp. the american public health association (apha) method was applied to the measurement of turbidity, biological oxygen demand (bod), total suspended solids (tss), chemical oxygen demand (cod), ammonia (nh3), total phosphorus (tp), electrical conductivity (ec), total dissolved solids (tds), and power of hydrogen (ph). the statistical package for the social sciences (spss) was also used for data analysis. this study adopted a simplified approach to risk assessment named cpi. the cpi was evaluated by using the measured concentration of parameters concerning their permissible limit in irrigation wastewater quality prescribed by the department of environment of iran (doe) and the united states environmental protection agency (usepa).  results and discussionbased on our results, the annual average of the studied parameters in the influent, effluent, and also the percent of removal efficiency were; turbidity 173.5, 7.59, 96%, bod 325.6, 14.9, 95%, tss 293.7. 17.4, 94%, cod 650.2, 43.5, 93%, nh3 44.6, 5, 88%, tp 5.6, 2.6, 52%, ec 1881.1, 1463.1, 22%, tds 981.5, 825.5, 16%, and ph 7.65, 7.27 and 5%.