نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

بررسی روش تصفیه لجن فعال هوادهی گسترده در کاهش آلودگی فاضلاب (مطالعه موردی: تصفیه‌خانه فاضلاب تربت‌حیدریه)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
نوید غلام پور 1
پویا محمدی 1
فرشته مدرسی 2
حسین بانژاد 3
1 دانشجو دکترا آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده
یکی از معضلات اساسی در مناطق خشک و نیمه خشک ایران که بخش گسترده‌ای از کشور را تشکیل می‌دهند، کمبود آب است. با توجه به اهمیت کشاورزی در شرق کشور از جمله استان خراسان رضوی، برای رفع کمبود آب و تامین آب مورد نیاز کشاورزی از فاضلاب تصفیه‌شده شهری استفاده می‌شود. به منظور تصفیه فاضلاب از دو روش اصلی لجن فعال متعارف (CAS) و هوادهی گسترده (EAAS) استفاده می‌شود. هدف پژوهش حاضر، بررسی کارایی روش تصفیه لجن فعال هوادهی گسترده به صورت ماهانه با توجه به تغییرات متغیرهای اقلیمی دما و بارش می‌باشد. بدین منظور از داده‌های روزانه ورودی و خروجی به سیستم تصفیه‌خانه فاضلاب شهر تربت‌حیدریه در بازه یکساله (سال 1400) بر اساس پارامترهای Q، BOD5،COD ،TSSو pH که پارامترهای اصلی و تعیین کننده در قابلیت بازمصرفی پساب تصفیه شده می‌باشند، استفاده شده است. یافته‌های پژوهش نشان داد که راندمان حذف پارامترهای BOD5،COD وTSS در این تصفیه‌خانه به ترتیب 89.5، 87.2 و 89.0 درصد بوده و میانگین غلظت پارامترهای مذکور در پساب خروجی، به ترتیب 28.7، 56.0 و29.7 میلی‌گرم بر لیتر می‌باشد. لازم به ذکر است میانگین اسیدی یا قلیایی بودن پساب، مقدار 7.7 در تصفیه‌خانه بوده است. همچنین نتایج نشان داد که تغییرات مقدار بارش تاثیر قابل توجهی بر تغییرات مقدار غلظت فاضلاب ورودی به تصفیه خانه نداشته است. در مقابل، تاثیر تغییر دما بر غلظت آلاینده‌ها کاملا محسوس است به‌طوری که در ماه‌های سرد سال ( فصل زمستان) پارامتر دما برروی هوادهی و فعالیت باکتری‌های اثرگذار بوده و باعث کاهش کاکرد تصفیه‌خانه و افزایش غلظت پارامترها در پساب تصفیه شده خروجی شده است. ارزیابی غلظت پارامترها در پساب خروجی نیز نشان داد که روش تصفیه فاضلاب در این تصفیه‌خانه براساس استانداردهای محیط زیست ایران، برای استفاده مجدد در کشاورزی و آبیاری مطلوب می‌باشد، اما برای تخلیه به آبهای سطحی، این روش تصفیه نامناسب می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
بازمصرفی فاضلاب
تصفیه فاضلاب
خراسان رضوی
کشاورزی
EAAS

عنوان مقاله English

Investigating The Extensive Aeration Activated Sludge Treatment Method In Reducing Wastewater Pollution (Case Study: Torbat-Haidarieh Wastewater Treatment Plant)

نویسندگان English

Navid Gholampoor 1
Pooya Mohammadi 1
Fereshteh Modaresi 2
Banejad Hossein 3
1 PhD student of irrigation and drainage, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Assistant Professor, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده English

Considering the importance of agriculture in the east of the country, including Razavi Khorasan province, treated urban wastewater is used to solve the water shortage and supply the water needed for agriculture. Climatic variables are temperature and precipitation. For this purpose, the daily data of input and output to the wastewater treatment plant system of Torbat Haidarieh city in the period of 1400 have been used based on the parameters of Q, BOD5, COD, TSS and pH which are the main and determining parameters in the reusability of treated wastewater. The findings of the research showed that the removal efficiency of BOD5, COD and TSS parameters in this treatment plant was 89.5, 87.2 and 89.0% respectively and the average concentration of the mentioned parameters in the effluent was 28.7, 56.0 and 29.7 mg/liter respectively. It should be noted that the average acidity or alkalinity of wastewater was 7.7 in the treatment plant. Also, the results showed that the changes in the amount of precipitation did not have a significant effect on the changes in the concentration of wastewater entering the treatment plant. On the other hand, the effect of temperature change on the concentration of pollutants is quite noticeable, so that in the cold months of the year, the temperature parameter has an effect on the aeration and the activity of bacteria, and it has caused a decrease in the quality of the treatment plant and an increase in the concentration of the parameters in the treated effluent. The evaluation of the concentration of the parameters in the effluent also showed that the method of wastewater treatment in this treatment plant is suitable based on Iran's environmental standards and is suitable for reuse in agriculture and irrigation, but it is unsuitable for discharge to surface water.

کلیدواژه‌ها English

Wastewater Reuse
Wastewater Treatment
Khorasan Razavi
Agriculture
EAAS
باقری اردبیلیان، پ.، صادقی، ه.، نبئی، الف. و باقری اردبیلیان، م. 1389. ارزیابی کارآیی تصفیه‌خانه فاضلاب: مطالعه موردی شهر زنجان. مجله سلامت و بهداشت. ۱ (۳): ۶۷-۷۵.
پیرصاحب، م.، درگاهی، ع.، زینتی زاده، ع.، خاموطیان، ر.، مشیرپناهی، م. و گلستانی‌فر، ح. 1396. بررسی عملکرد سیستم هوادهی گسترده در تصفیه فاضلاب بیمارستانی و تعیین ضرایب سینیتیکی آن - مطالعه موردی: تصفیه خانه فاضلاب بیمارستان قدس سنندج. فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست. 19 (5): 1-11.
حاتمی، ط.، نادعلی، الف.، روشنایی، ق. و شکوهی، ر. 1397. امکان‌سنجی استفاده مجدد از پساب خروجی فرآیند هوادهی گسترده تصفیه فاضلاب شهر بجنورد جهت مصارف کشاورزی و آبیاری. مجله علمی پژوهان. ۱۶ (۳): ۲۰-۲۸.
حسینی، م. و رحیم زاده، الف. 1386، بررسی کارآیی لاگون به کمک هواده مکانیکی در کاهش میزان COD، BOD5 و TSS در تصفیه‌خانه فاضلاب شهر بوکان در سال 1385. دهمین همایش ملی بهداشت، آبان‌ماه، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی همدان.
 
ززولی، م.، قهرمانی، الف.، قربانیان اله آباد، م.، نیکویی، الف. و هاشمی م. 1389. بررسی عملکرد فرآیند لجن فعال در تصفیه‏ فاضلاب شهرک صنعتی آق‌قلا استان گلستان در سال ۱۳۸۶. فصلنامه سلامت و محیط زیست. ۳ (۱): ۵۹-۶۶.
شریعتمداری، م. و آقائی، م. 1395. ارزیابی کارایی فرایند لجن فعال در تصفیه فاضلاب شهر خلخال. مجله سلامت محیط و کار. 2 (2): 150-158.
شکوهی، ر.، درگاهی ع.، کرمی الف. و محمدی م. 1396. کاربرد روش‌شناسی سطح پاسخ برای مقایسه کارایی سیستم‌های نیزار مصنوعی و هوادهی گسترده در حذف مواد آلی از فاضلاب شهری. مجله علمی پژوهان. ۱۵ (۳) :۱-۹.
معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس جمهوری. 1389. ضوابط زیست محیطی استفاده مجدد از آبهای برگشتی. نشریه 535.
میران زاده، م. و بابامیر، ش. 1382. بررسی کارآیی تصفیه‌خانه فاضلاب شهرک اکباتان تهران طی سال‌های 1379 - ۱۳80. مجله علوم پزشکی فیض. ۷ (۱): ۴۰-۴۷.
یزدان‌بخش، الف.، رفیعی، م. و کیانی، ق. 1398. ارزیابی عملکرد سیستم لجن فعال به روش آنوکسیک-اکسیک: مطالعه موردی مهدیشهر. مجله دانشگاه علوم پزشکی سبزوار. 26 (1) :109-118.
Abba, S. I. and Elkiran, G. 2017. Effluent prediction of chemical oxygen demand from the astewater treatment plant using artificial neural network application. Procedia Computer Science. 120: 156-163.
Ayob, S., Othman, N., Altowayti, W. A. H., Khalid, F. S., Bakar, N. A., Tahir, M. and Soedjono, E. S. 2021. A review on adsorption of heavy metals from wood-industrial wastewater by oil palm waste. Journal of Ecological Engineering. 22(3). 249-265
Bagherzadeh, F., Mehrani, M. J., Basirifard, M. and Roostaei, J. 2021. Comparative study on total nitrogen prediction in wastewater treatment plant and effect of various feature selection methods on machine learning algorithms performance. Journal of Water Process Engineering. 41: 102033.
Bunluesin, S., Kruatrachue, M., Pokethitiyook, P., Upatham, S. and Lanza, G. R. 2007. Batch and continuous packed column studies of cadmium biosorption by Hydrilla verticillata biomass. Journal of bioscience and bioengineering. 103(6): 509-513. https://doi.org/10.1263/jbb.103.509
Jafarinejad, S. 2017. Cost estimation and economical evaluation of three configurations of activated sludge process for a wastewater treatment plant (WWTP) using simulation. Applied Water Science. 7(5): 2513-2521.
Jagaba, A. H., Kutty, S. R. M., Hayder, G., Baloo, L., Abubakar, S., Ghaleb, A. A. S. and Almahbashi, N. M. Y. 2020. Water quality hazard assessment for hand dug wells in Rafin Zurfi, Bauchi State, Nigeria. Ain Shams Engineering Journal. 11(4): 983-999.
Marshall, F. M., Holden, J., Ghose, C., Chisala, B., Kapungwe, E., Volk, J. and Singh, R. P. 2007. Contaminated irrigation water and food safety for the urban and peri-urban poor: appropriate measures for monitoring and control from field research in India and Zambia. Incpetion Report DFID Enkar.8160 (3).
Martínez, R., Vela, N., El Aatik, A., Murray, E., Roche, P., & Navarro, J. M. 2020. On the use of an IoT integrated system for water quality monitoring and management in wastewater treatment plants. Water. 12(4): 1096.
Massoud, M. A., Tarhini, A. and Nasr, J. A. 2009. Decentralized approaches to wastewater treatment and management: applicability in developing countries. Journal of environmental management. 90(1): 652-659.
  Mikosz, J. 2016. Analysis of greenhouse gas emissions and the energy balance in a model municipal wastewater treatment plant. Desalination and Water Treatment. 57(59): 28551-28559.
Miretzky, P., & Cirelli, A. F. 2011. Fluoride removal from water by chitosan derivatives and composites: a review. Journal of Fluorine Chemistry, 132(4), 231-240.
Mousavian, S., Takdastan, A., Seyedsalehi, M. and Akhavani, S. 2016. Determining the kinetic’s coefficients in treatment of sugarcane industry using aerobic activated sludge by complete-mix regime. J Chemical and Pharmaceutical Research. 8(4): 1342-1349.
Nikmanesh, M. S., Eslami, H., Momtaz, S. M., Biabani, R., Mohammadi, A., Shiravand, B. and Zarei Mahmoudabadi, T. 2018. Performance evaluation of the extended aeration activated sludge system in the removal of physicochemical and microbial parameters of municipal wastewater: a case study of nowshahr wastewater treatment plant. Journal of Environmental Health and Sustainable Development. 3(2): 509-517.
  Nourani, V., Elkiran, G. and Abba, S. I. 2018. Wastewater treatment plant performance analysis using artificial intelligence–an ensemble approach. Water Science and Technology. 78(10): 2064-2076. https://doi.org/10.2166/wst.2018.47
Rajasulochana, P. and Preethy, V. 2016. Comparison on efficiency of various techniques in treatment of waste and sewage water–A comprehensive review. Resource-Efficient Technologies. 2(4): 175-184. https://doi.org/10.1016/j.reffit.2016.09.004
Todd, J. and Josephson, B. 1996. The design of living technologies for waste treatment. Ecological engineering. 6(1-3): 109-136.
 Tumer, A. E., & Edebali, S. 2015. An artificial neural network model for wastewater treatment plant of Konya. International Journal of Intelligent Systems and Applications in Engineering. 3(4): 131-135.  
Vijayaraghavan, K., Ahmad, D. and Aziz, M. E. B. A. 2007. Aerobic treatment of palm oil mill effluent. Journal of environmental management. 82(1): 24-31.
Wang, J. and Chen, C. 2009. Biosorbents for heavy metals removal and their future. Biotechnology advances. 27(2): 195-226.
Wang, R., Yu, Y., Chen, Y., Pan, Z., Li, X., Tan, Z., & Zhang, J. 2022. Model construction and application for effluent prediction in wastewater treatment plant: Data processing method optimization and process parameters integration. Journal of Environmental Management. 302: 114020.
Zhang, J., Shao, Y., Wang, H., Liu, G., Qi, L., Xu, X. and Liu, S. 2021. Current operation state of wastewater treatment plants in urban China. Environmental research. 195: 110843.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 18، شماره 2 - شماره پیاپی 105
خرداد و تیر 1403
صفحه 329-339