کاربرد اولترافیلتر، اشعه فرابنفش و ازن در تصفیه ثالثه پساب تصفیه‌خانه فاضلاب شمال اصفهان در مقیاس پایلوت

هدف از انجام این پژوهش، بررسی و مقایسه عملکرد روش‌های گندزدایی فاضلاب به‌روش اولترافیلتراسیون، اشعه فرابنفش و ازن‌زنی، به‌منظور تصفیه ثالثه و ارتقای کیفیت پساب ثانویه تصفیه‌خانه فاضلاب شمال اصفهان بود. به این منظور، پساب فیلتر شده توسط یک واحد پیش‌تصفیه از نوع میکرواسکرین به واحدهای پایلوت گندزدایی وارد شد. در این پژوهش، فلاکس عبوری از اولترافیلتر (17/70تا l/m2.hr50)، دوز پرتودهی (mw.s/cm23700)، دوز ازن تزریقی (10 تا mg/l40) و زمان تماس با ازن (1 تا min 15) متغیر بودند و پارامترهای tss، کدورت، cod و کلیفرم مدفوعی و کل، قبل و بعد از هر واحد اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که tss در خروجی اولترافیلتر کمتر از حد تشخیص است و در حداکثر دوز پرتودهی uv و در بیشترین غلظت و زمان تماس با ازن، به‌ترتیب 61/27 و 89/36 درصد حذف می‌شود. علی‌رغم ناتوانی uv در حذف کدورت و cod، درصد حذف آنها در اولترافیلتر به‌ترتیب 76 و 39 درصد و حداکثر درصد کاهش آنها توسط ازن، به‌ترتیب 80/52 و 40/74 درصد بود. همچنین کلیفرم مدفوعی و کل در اولترافیلتر به‌ترتیب 5/28 و 5/08لگاریتم، در حداکثر دوز پرتودهی uv به‌ترتیب 3/82 و 3/79 لگاریتم و در بیشترین غلظت و زمان تماس با ازن به‌ترتیب 4/11 و 3/55 لگاریتم کاهش یافت. نتایج نشان داد که کیفیت ورودی و سطوح بارگذاری در اولترافیلتر، تاثیر به‌سزایی در کیفیت پساب خروجی ندارد. همچنین در لامپ‌های فشار متوسط، زمان تماس با اشعه فرابنفش نسبت به پارامتر شدت متوسط پرتودهی، تاثیر بیشتری در حذف کلیفرم‌ها داشت. در روش ازن‌زنی نیز پارامتر cod پساب ورودی، نقش اساسی در کاهش پارامتر کدورت و cod داشت. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، ترکیب میکرواسکرین و اولترافیلتر، فرایندی موثر برای کاهش پارامترهای فیزیکی و کلیفرم‌ها در پساب ثانویه بود، به‌گونه‌ای که استاندارد آژانس حفاظت محیط‌زیست ایالات متحده، به‌منظور استفاده در بسیاری از کاربری‌ها را تامین می‌کند (mg/l5tss، ntu2≥ کدورت و mpn/100ml14≥ کلیفرم مدفوعی)، اما صرفاً لامپ فشار متوسط 300 وات با زمان تماس 40 ثانیه (mw.s/cm23700) و ازن با دوز تزریق mg/l 40 در زمان تماس 15 دقیقه، می‌توانند کلیفرم مدفوعی را به دستورالعمل آژانس برای استفاده در برخی کاربری‌ها شامل کاربری شهری با دسترسی محدود و آبیاری محصولات کشاورزی فرآوری شده یا غیرغذایی برسانند (mpn/100ml 200≥کلیفرم مدفوعی).

application of ultrafiltration, uv radiation and ozonation as tertiary treatment for effluent of isfahan north wastewater treatment plant in pilot scale

the aim of this study is the pilot performance evaluation and comparison of wastewater disinfection methods consisted of ultrafiltration, ultraviolet radiation and ozonation, to tertiary treatment and effluent quality improvement in isfahan north wastewater treatment plant. therefore, the filtered effluent by a pretreatment unit from microscreen type entered the disinfection pilots. in this study, the membrane flux of ultrafilter (17.5-70 l/hr.m2), uv dose (400-3700 mw.s/cm2), ozone dose (10-40 mg/l) and contact time (1-15 min) with ozone were variable and tss, turbidity, cod, fecal and total coliform, before and after  units were measured. the results showed that the total suspended solids were below the detection limits in uf effluent and it reduced at the maximum dose of uv radiation and at the highest concentration and contact time with ozone by 61.27% and 89.36%, respectively. though the turbidity and chemical oxygen demand were not reduced by uv, their removal percentage in uf was 76 and 39%, respectively, and their maximum removal by ozone was 80.52% and 40.74%, respectively. also, the fecal and total coliform was reduced in uf 5.28 and 5.08 log, respectively, and at the maximum uv radiation was 3.82 and 3.79 log;  at the highest concentration and contact time with ozone it was 4.11 and 3.55 log, respectively. the results showed that influent quality and the loading in uf do not have a significant effect on their effluent quality. also, the contact time to uv radiation compared to the average intensity of mp lamp radiation has a greater effect on the removal of coliforms. in ozonation, the influent cod had a major role in reduction of turbidity and cod. according to the results, the combination of microscreen and uf is an effective process for reducing the physical parameters and coliforms in the secondary effluent. it can provide the us environmental protection agency standards for many uses (tss≤5 mg/l, turbidity≤2 ntu, fecal coliform≤14 mpn/100ml). however, only a 300w mp uv lamp with a contact time of 40 s and (3700 mw.s/cm2) an ozone dose of 40 mg/l at a contact time of 15 min can meet the fecal coliform to the epa standards for some uses including restricted urban uses, agricultural irrigation for processed or non-food crops (fecal coliform≤200 mpn/100ml).