پديد آورندگان :
قاسمي، صادق دانشگاه آزاد اسلامي شوشتر، ايران - گروه مهندسي عمران- مهندسي و مديريت منابع آب , دريكوند، احسان دانشگاه آزاد اسلامي شوشتر، ايران - گروه مهندسي عمران- مهندسي و مديريت منابع آب , خوشنواز كومله، صائب دانشگاه آزاد اسلامي شوشتر، ايران - گروه مهندسي عمران- مهندسي و مديريت منابع آب , برومند نسب، سعيد دانشگاه شهيد چمران اهواز - دانشكده مهندسي علوم آب , سليماني بابرصاد، محسن دانشگاه آزاد اسلامي شوشتر، ايران - گروه مهندسي عمران- مهندسي و مديريت منابع آب
چكيده فارسي :
فسفر در محيط‌هاي آبي به‌عنوان يك ماده مغذي ضروري شناخته مي‌شود اما افزايش غلظت آن در منابع آبي باعث بروز پديده يوتريفيكاسيون در آب و در نتيجه مرگ آبزيان مي‌شود. بنابراين حذف فسفات از آب بسيار مهم است. در اين پژوهش به‌منظور حذف فسفات از منابع آب از سيستم تالاب بافل‌دار ساختگي با جريان زير سطحي استفاده شد. در همين راستا براي افزايش كارايي سيستم تالاب ساخته شده در حذف بهينه فسفات، آزمايش‌هايي در 3 فاز مختلف طراحي شد. در فاز اول در قالب آزمايش‌هاي ناپيوسته، عملكرد كامپوزيت مواد ارزان قيمتي همچون زئوليت، بنتونيت و سنگدانه پاميس به‌صورت تثبيت نانوذرات زئوليت/ بنتونيت بر روي سطح سنگدانه‌هاي پاميس به‌منظور جذب فسفات و انتخاب كانديد برتر به‌منظور قرارگيري در بستر تالاب مورد بررسي قرار گرفت. در فاز دوم در قالب آزمايش‌هاي گلداني، عملكرد گياهان بومي استان خوزستان همچون ساليكورنيا، لويي و سازو به‌منظور جذب فسفات و انتخاب كانديد برتر جهت كشت در بستر تالاب مورد بررسي قرار گرفت و در نهايت در فاز سوم با قرارگيري بستر و گياه منتخب در سيستم تالاب ساخته شده، آزمايش‌هايي به‌منظور بررسي اثر پارامترهايي همچون درصد تركيب بهينه بستر منتخب با شن، زمان ماند هيدروليكي و تغييرات دمايي بر راندمان حذف فسفات انجام و تحليل شد. از بين مواد جاذب و گياهان كانديد شده براي قرارگيري و كشت در بستر تالاب، بيشترين ظرفيت جذب و انباشت فسفات در سنگدانه‌هاي پاميس پوشش داده شده نانوذرات زئوليت 1/02 ميلي‌گرم بر گرم و گياه ساليكورنيا (9/68 ميلي گرم در گرم وزن خشك گياه) مشاهده شد. در اين آزمايش استفاده از تركيب 10 درصد بستر منتخب با 90 درصد شن به‌عنوان بهترين و اقتصادي‌ترين گزينه در حذف فسفات به‌دست آمد. همچنين راندمان حذف فسفات در زمان ماند هيدروليكي 1 روزه در بيشترين شدت، 99/60 درصد به‌دست آمد و به‌عنوان زمان ماند بهينه مناسب براي حذف فسفات انتخاب شد. در نهايت بررسي نتايج اثر تغييرات دمايي در كارايي سيستم تالاب نشان داد كه راندمان حذف از اسفندماه 1396 (دماي 20 درجه سلسيوس) تا تيرماه 1397 (دماي 40 درجه سلسيوس) به ميزان 1 درصد افزايش يافت كه نشان‌دهنده تأثير تغييرات دمايي بر كارايي سيستم تالاب است. با توجه به نتايج به دست آمده در صورت در دسترس بودن زمين كافي، استفاده از سيستم‌هاي تالاب مصنوعي با جريان زير سطحي براي تصفيه پساب واحدهاي كشاورزي و صنعتي بسيار مناسب و مقرون به صرفه است.
چكيده لاتين :
Phosphorus is recognized as a nutrient in aquatic environments, but increasing its concentration in water
resources causes the occurrence of eutrophication in water and, as a result, causes the death of aquatic
organisms. Therefore, removal of phosphate from water is very important. In this research, to remove phosphate
from water resources, the baffled subsurface-flow constructed wetland was used. In order to increase the
efficiency of the wetland system, experiments were designed in 3 different phases. In the first phase, in the form
of batch experiments, the composite performance of cheap materials such as zeolite, bentonite and pumice
aggregates (the stabilization of nanoparticles of zeoliteentonite on the surface of Pumice aggregates) to absorb
phosphate and select the preferred candidate for placement in the wetland was investigated. In the second phase,
the performance of native plants of Khuzestan province such as salicornia, Typha, and Juncus, in the form of pot
experimentation, to uptake phosphate and select the best candidate for cultivation in the bed of the wetland was
investigated. Finally, in the third phase, with the placement of the selected bedding and plants (chosen from
previous experiments) in the wetland system, experiments were carried out to study the effect of parameters such
as the percentage of optimum mix of selected bed with gravel, hydraulic residence time and temperature changes
on the phosphate removal efficiency. The results showed that among absorbent materials and candidate plants
for placement and cultivation in the wetland, the maximum capacity to absorb and accumulate phosphate by
Pumice aggregate coated with zeolite nanoparticles (1.08 mg/g) and salicornia (9.68 mg/g of plant dry weight)
was observed. In this experiment, the use of a combination of 10% of the selected bed with 90% of the gravel
was obtained as the best and most economical option for removal of phosphate. Also, the efficiency of removal
of phosphate in the 1-day hydraulic residence time was achieved at the highest intensity (99.60%) and was
selected as the optimum time to remove phosphate. Finally, the results of the effect of temperature changes on
the efficiency of the wetland system showed that the removal efficiency from March 2018 (20 °C) to July 2018
(40 °C) increased to about 1 percent, which indicates the effect of temperature changes on the performance of
the wetland system. According to the results, in the case of adequate land availability, the use of subsurface-flow constructed wetland systems to wastewater treatment of agricultural and industrial units is very convenient and
cost-effective.
