عملکرد برکه‌های تثبیت و لاگون‌های هوادهی در کاهش میکروارگانیسم‌های شاخص فاضلاب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران، محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشیار گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در این مقاله عملکرد دو تصفیه‌خانه فاضلاب شهر مشهد با فرایندهای برکه‌ تثبیت فاضلاب و لاگون هوادهی  در کاهش باکتری‌های کلیفرم موجود در فاضلاب مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور به‌مدت یک سال، با فواصل زمانی 15 روزه، از فاضلاب ورودی و پساب خروجی (قبل از واحد گندزدایی) تصفیه‌خانه‌های مذکور نمونه‌هایی برداشت گردید و پارامترهای کیفی مختلفی از قبیل درجه حرارت، pH، تعداد کل کلیفرم‌ها و کلیفرم‌های گوارشی، غلظت اکسیژن محلول و کل جامدات معلق در نمونه‌های مذکور اندازه‌گیری شد. نتایج به‌دست آمده دلالت بر آن داشت که راندمان حذف باکتری‌های کلیفرم در سیستم لاگون‌های هوادهی نسبت به برکه‌های تثبیت در فصلهای پاییز و زمستان، به‌طور معنی‌داری بیشتر است، ولی برکه‌های تثبیت فاضلاب در فصل تابستان عملکرد مطلوب‌تری را در کاهش تعداد میکروارگانیسم‌های گروه کلیفرم ارائه کردند. به‌طور کلی سیستم برکه‌های تثبیت تعداد کل کلیفرم‌ها و کلیفرم‌های گوارشی را به‌ترتیب به‌میزان log10 15/2-21/0 و log10 33/2-20/0 کاهش داد. در حالی که میزان کاهش کل کلیفرم‌ها و کلیفرم‌های گوارشی در سیستم لاگون‌های هوادهی به‌ترتیب در محدوده log10 03/2-29/0 و log10 42/0-40/2 بود. بررسی‌ها نشان داد که تغییرات شدت نور خورشید، pH و غلظت اکسیژن محلول، مهم‌ترین مکانیسم‌های کاهنده کل کلیفرم‌ها و کلیفرم‌های گوارشی در سیستم برکه‌های تثبیت هستند. ولی غلظت اکسیژن محلول در حوض هوادهی و شدت نور خورشید نسبت به عوامل دیگر در کاهش جمعیت‌ باکتری‌های گروه کلیفرم در لاگون‌های هوادهی تأثیر مهم‌تری بر عهده دارند. به‌طور کلی که بدون اعمال روشهای گندزدایی مؤثر، برکه‌های تثبیت و لاگون‌های هوادهی قادر به تأمین استانداردهای میکروبیولوژیکی کاربرد پساب در کشاورزی نیستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Waste Stabilization Ponds and Aerated Lagoons Performance in Removal of Wastewater Indicator Microorganisms

نویسندگان [English]

  • Seyed ali Ghasemi 1
  • Shahnaz Danesh 2
چکیده [English]

In this work, the performance of two treatment plants in the City of Mashhad, one with an aerated lagoons system and the other one with waste stabilization ponds system were evaluated in regard to their efficiency in reduction of pathogenic microorganisms. For this purpose, over a period of one year (with 15-days intervals), samples were taken from the influent and effluent (prior to disinfection unit) of the above mentioned treatment plants. The samples then were analyzed for parameters such as temperature, pH, density of total coliforms (TC) and fecal coliforms (FC), dissolved oxygen and total suspended solids concentration. The results indicated that the aerated lagoons system was much more efficient in removal of indicator bacteria than the waste stabilization ponds during autumn and winter periods. However during the summer months, the waste stabilization ponds showed a higher efficiency in this regard. In general, the waste stabilization ponds system reduced the density of TC and FC by 0.21-2.15 log10 and 0.20-2.33 log10, respectively. In contrast, the levels of reduction in aerated lagoons system were in the range of 0.29-2.03 log10 for TC and 0.42-2.40 log10 for FC. Results indicated that solar intensity, pH and dissolved oxygen concentration were found to be the most significant parameters that reduced the microorganisms population in waste stabilization ponds, While, in the aerated lagoons system, the dissolved oxygen concentration in aerated basin and solar intensity play the most important role. In general, without receiving an adequate disinfection, the effluent from waste stabilization ponds and aerated lagoons cannot provide the microbiological standards required for irrigation of agricultural crops.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Waste Stabilization Ponds
  • Aerated lagoons
  • Total Coliforms
  • Fecal Coliforms
  • Disinfection
- Ghassemi, S.A. (2010). “Assessment of the effluent quality from wastewater treatment plants for using in agriculture.” M.Sc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad. (In Persian)

2- Cameron, D.R. (1997). Sustainable effluent irrigation phase ll: Review of monitoring data, Moose Jaw, Tech. Rept. Prepared for Irrigation Sustainability Committee, Agriculture Green Plan, Canada.

3- Kantachote, D., Dangtago, K., and Siriwong, C. (2009). “Treatment efficiency in wastewater treatment plant of Hat Yai municipality by quantitative removal of microbial indicators.” Songklanakarin J. of Science and Technology, 31 (5), 1-10.

4- APHA, AWWA, EFA. (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater, 21th Ed., American Public Health Association, Washington, DC.

5- Environmental Protection Agency, Keyvani, N. (2003). Environmental regulations and standards, Green Circle Pub., Tehran. (In Persian)

6- World Health Organization. (1989). Health guidelines for the use of wastewater in agriculture and aquaculture, WHO Technical Report Series, Geneva.

7- United States Environmental Protection Agency. (2004). Guidelines for water reuse, Report No. EPA.
625/R-04-108, Washington, DC.

8- Miescer, J. J., and Cabelli, V.J. (1982). “Enterococci and other microbial indicators in municipal wastewater effluents.” J. of Water Pollution Control Federation, 54(12), 1599-1606.

9- Rose, J.B., Dickson, L.J., Farrah, S.R., and Carnahan, R.P. (1996). “Removal of pathogenic and indicator microorganisms by full-scale water reclamation facility.” Water Research, 30(11), 2785-2797.

10- Jagals, P., and Lues, F.R. (1996). “The efficiency of a combined waste stabilization pond/maturation pond system to sanitise wastewater intended for recreational re-use.” Water Science and Technology, 33(7),
117-124.

11- Alcalde, L., Oron, G., Gillerman, L., Salgot, M., and Manor, Y. (2003). “Removal of fecal coliforms, somatic coliphages and F-specific bacteriophages in a stabilization pond and reservoir system in arid regions.” Water Science and Technology, 13(4), 177-184.

12- Lucena, F., Duran, A.E., Moro´n, A., Caldero´n, E., Campos, C., Gantzer, C., Skraber, S., and Jofre, J. (2004). “Reduction of bacterial indicators and bacteriophages infecting faecal bacteria in primary and secondary wastewater treatments.” Applied Microbiology, 97, 1069-1076.

13- Reinoso, R., Torres, L.A., and Bécares E. (2008). “Efficiency of natural systems for removal of bacteria and pathogenic parasites from wastewater.” Science of the Total Environment, 395, 80-86.

14- Mayo, A.W. (1989). “Effects of pond depth on bacterial mortality rate.” J. of Environmental Engineering, 115, 964-977.

15- Howell, J.M., Coyne, M.S., and Cornelius, P.L. (1996). “Effect of sediment particle size and temperature on fecal bacteria mortality rates and the fecal coliform/fecal Streptococci ratio.” J. of Environmental Quality,
25, 1216-1220.

16- Mills, S.W., Alabaster, G.P., Mara, D.D., Pearson, H.W., and Thitai, W.N. (1992). “Efficiency of fecal bacterial removal in waste stabilization ponds in Kenya.” Water Science and Technology, 26 (7-8), 1739-1748.

17- Davis-Colley, R.J. (2005). Pond disinfection in pond treatment technology, IWA Pub., London.

18- Curtis, T.P., Mara, D.D., and Silva, S.A. (1992). “Influence of pH, oxygen, and humic substances on ability of sunlight to damage FC in wastes pond water.” Applied and Environmental Microbiology, 58(4), 1335-1343.

19- Curtis, T.P., Mara, D.D., and Silva, S.A. (1992). “The effect of sunlight on faecal coliforms in ponds: Implications for research and design.” Water Science and Technology, 26(7-8), 1729-1738.

20- Toosab Consulting Engineers Company. (2009). Strategies for quality improvement of integrated water resources management (IWRM) in Kashaf-Rood basin, Khorasan Razavi Regional Water Authority, Mashhad. (In Persian)

21- Toosab Consulting Engineers Company. (2002). Mashhad water plan, Technical Archive of Khorasan Razavi Regional Water Authority, Mashhad. (In Persian)

22- Leininger, D. J., Roberson, J. R., and Elvinger, F. (2001). “Use of eosin methylene blue agar to differentiate Escherichia coli from other gram-negative mastitis pathogens.” J. of Veterinary Diagnostic Investigation, 13, 273-275.

23- Iran Meteorological Organization. (2010). Specialized meteorological statistics, Statistics of Mashhad’s Meteorological Stations, Mashhad. (In Persian)