کاربرد سیستم تالاب مصنوعی با جریان زیرسطحی در تصفیه فاضلاب شهری در اقلیم سرد و خشک (مطالعه موردی تصفیه‌خانه فاضلاب شهر اراک)

تالاب‌ها (برکه‌ها یا نیزارها) به‌عنوان سیستم‌های خود پالاینده ، اهمیت زیادی در پالایش آلودگی آب‌ها و پساب‌ها داشته و مطالعات زیادی درباره کاربرد آنها در تصفیه فاضلاب‌های شهری و افزایش کارایی آنها صورت گرفته است. هدف از این پژوهش، بررسی کارایی تالاب مصنوعی در پالایش فاضلاب تصفیه‌خانه شهری در اقلیم خشک و سرد اراک است. در این پژوهش ، سه سیستم تالاب مصنوعی از نوع جریان زیرسطحی، هر کدام به عرض سه متر و طول 12 متر و عمق یک متر احداث و با استفاده از شن بادامی پر شد. در تالاب اول گیاه نی، در تالاب دوم گیاه لوئی کاشته شد و تالاب سوم بدون گیاه به‌عنوان شاهد در نظر گرفته شد. نمونه‌های پساب ورودی و خروجی به هر تالاب به‌صورت دو هفته یکبار نمونه‌برداری و برای سنجش پارامترهای پساب به آزمایشگاه مرجع منتقل شد و میزان کل مواد جامد معلق (tss)، cod، bod، کلیفرم گوارشی (fc) و کلیفرم کل (tc) بر اساس روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شد. محاسبات آماری در نرم‌افزار excel و همچنین با استفاده از نرم‌افزار spss صورت گرفت. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که میانگین حذف tss، cod، bod، fc و tc به‌ترتیب در تالاب نی 79 ، 60.7،‌ 45.6، 86.1 و 90.1 درصد در تالاب لوئی به‌ترتیب 77 ، 61.4، 59.8 ، 92.4 و 93.1 درصد و در برکه شاهد 69 ، 44.5، 43، 83.6 و 88.8 درصد است. از طرف دیگر آنالیز واریانس ، نشان داد که بین میزان کارایی در فصول مختلف سال تفاوت معنی‌داری در بین تالاب‌های مختلف وجود دارد به‌نحوی که بیشترین کارایی در فصل تابستان و در تالاب لوئی دیده می‌شود. مقایسه نتایج به‌دست آمده با مطالعات صورت گرفته در داخل و خارج کشور، نشان‌دهنده وضعیت بسیار مطلوب تالاب‌های تحقیقاتی تصفیه‌خانه شهر اراک در کاهش پارامترهای آلاینده پساب است. نتایج کلی نشان می‌دهد که تالاب‌های مصنوعی از توان بالایی در پالایش پساب‌های شهری برخوردار بوده و قادر به کاهش میزان آلاینده‌های فاضلاب برای استفاده از آن در مصارف مختلفی از قبیل کشاورزی و یا تزریق به منابع آب سطحی و زیرزمینی است. افزایش طول بستر، ایجاد تاسیسات تصفیه مقدماتی فاضلاب، بهبود هوادهی تالاب‌ها، افزایش زمان ماند، افزودن مواد کربنی قابل تجزیه به بستر و حذف لایه ماسه حفاظتی روی بسترها، راهکارهای افزایش راندمان تالاب‌های مصنوعی تصفیه‌خانه فاضلاب شهر اراک هستند.

The Use of Sub- Surface Constructed Wetlands for Wastewater Treatment in Cold Arid Climate

Constructed wetland as a purification system plays an important role in water and wastewater treatment and so many research studies have been conducted to examine their efficiency for wastewater treatment. The aim of this study was to evaluate the efficiency of constructed wetland for Arak wastewater treatment plant. In this research, the efficiency of three horizontal subsurface constructed wetlands built with 3*12 meters in dimensions and 1 meter in depth was examined. In these constructed wetlands, two plants including Common reed (Phragmites australis) and Cattails (Typha latifolia) were planted and one unit was left unplanted. TSS, COD, BOD and TC parameters were measured in the 2 week samples and the results were analyzed by SPSS and Excel. The results showed that the type of vegetation had no significant influence on the organic matter removal in the subsurface constructed wetlands; however, the removal efficiencies in the planted constructed wetlands were more than those in the unplanted control one. The TSS, COD, BOD, FC and TC removal efficiency in the constructed wetlands changes was 79%, 60.7%, 45.6%, 86.1% and 90.1%, respectively, for Common reed wetland and 77%, 61.4%, 59.8%, 92.4% and 93.1%, respectively, for Cattails wetland; thee were 69%, 44.5%, 43%, 83.6% and 88.8% for the unplanted wetland, respectively. The results of this research also showed that the organic matter removal was dependent on the influent organics nature and biodegradability. The organic concentration in the wetland effluents met the Iranian regulation limits for different reuse applications, showing the constructed wetland could be a suitable technology for wastewater treatment in Iran.