شبیه‌سازی حذف کل جامدات محلول از فاضلاب شهری در تالاب مصنوعی با جریان‌های زیرسطحی عمودی و افقی

افزایش روزافزون جمعیت و گسترش فعالیت‌های توسعه‌ای بدون توجه به مدیریت کمی و کیفی منابع آب در بیشتر کشورهای واقع در کمربند مناطق خشک منجر به تشدید بحران آب به‌ویژه در ایران شده است. فاضلاب یکی از انواع آب‌ها‌ی نامتعارف محسوب می‌شود که در صورت حذف آلاینده‌ها و ناخالصی‌های آن، می‌تواند دوباره در چرخه مصرف قرار گیرد. تالاب‌‌های مصنوعی در ترکیب با گیاه‌پالایی به‌عنوان راهکار سبز قابلیت بهبود و استفاده مجدد از فاضلاب را فراهم می‌آورد. در این پژوهش، در راستای توسعه ابزارهای طراحی و مدیریت تالاب‌های مصنوعی، شبیه‌سازی عملکرد سامانه تالاب مصنوعی زیرسطحی عمودی و افقی تحت کشت دو گیاه نی و تیفا در تصفیه فاضلاب شهر رشت توسط مدل hydrus-2d بررسی شد. پس از ساخت تالاب‌های زیرسطحی عمودی و افقی، گیاهان نی و تیفا کشت و طی دوره آذر 1399 تا شهریور 1400، اقدام به نمونه‌برداری و اندازه‌گیری کل جامدات محلول از فاضلاب خام و تصفیه‌شده توسط تالاب‌ها شد. ارزیابی دقت مدل در دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی با استفاده از شاخص‌های آماری انجام شد. مقادیر شاخص آماری ریشه میانگین مجذور خطای نرمال شده (nrmse) در مرحله اعتبارسنجی در تالاب‌های عمودی بدون گیاه، تحت کشت نی و تحت کشت تیفا به ترتیب 6.5، 9.8 و 14.8 درصد و در تالاب‌های افقی به ترتیب 14.8، 6.4 و 17 درصد به دست آمد که در مقایسه با طبقه‌بندی جامینسون و همکاران نشان از دقت عالی (کمتر از 10 درصد) و خوب (بین 10 تا 20 درصد) مدل hydrus-2d در شبیه‌‌سازی کل جامدات محلول در تالاب‌های مصنوعی دارد. ازاین‌رو استفاده از مدل hydrus-2d برای برآورد کل جامدات محلول در تالاب مصنوعی توصیه می‌شود هرچند دقت شبیه‌سازی در تالاب عمودی بیشتر از تالاب افقی بود.

simulation of total dissolved solids removal from domestic wastewater in vertical and horizontal subsurface constructed wetland

the ever-increasing population and expansion of development activities regardless of the quantitative and qualitative management of water resources in most of the countries located in the dry belt areas have led to the aggravation of the water crisis, especially in iran. wastewater is one of the types of non-conventional water that can be put back into the consumption cycle if its pollutants and impurities are removed. in this research, the performance of the artificial wetland systems with vertical and horizontal subsurface flows under the cultivation of reed and typha plants for the treatment of the wastewater of rasht city were simulated by the hydrus-2d model. the values of the statistical index of the normalized root-mean-square error (nrmse) in wetlands without plants, under reed and typha cultivation were 6.5, 9.8 and 14.8%, respectively, which in comparison with the classification of jaminson et al. (1991). the hydrus model has excellent (less than 10%) and good (10 and 20%) accuracy in simulating total dissolved solids in artificial wetlands. therefore, the hydrus model recommends for the design of reducing the total dissolved solids of artificial wetlands.