کارایی صافی درشت‌دانه با جریان افقی در ارتقای کیفیت پساب خروجی و احتمال بازیافت آن برای کشاورزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای آبیاری و زهکشی، پردیس بین الملل دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

4 استادیار، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

ارتقا و بهبود فرایندهای تصفیه فاضلاب و همچنین بهبود وضعیت کیفی جریان خروجی از تصفیه‌خانه‌های ثانویه راه کار مفیدی‌ برای بازیافت آب است. از این‌رو استفاده از روش‌های طبیعت محور که دارای هزینه اولیه نسبتاً پایین و کاربری آسان هستند، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش از سیستم صافی درشت‌دانه با جریان افقی  استفاده شد. برای تحقق بخشیدن این پژوهش، خروجی از تصفیه‌خانه فاضلاب پرکندآباد مشهد طی مدت عملکرد پایلوت ارزیابی شد. عملکرد صافی درشت‌دانه با جریان افقی در مقیاس پایلوت با چهار محفظه در اندازه سنگدانه‌های متفاوت و در سه نرخ فیلتراسیون 5/0، 1 و 5/1 مترمکعب بر متر مربع در ساعت مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس، عملکرد صافی تحت تأثیر فاضلاب ارزیابی شد. مقایسه سه نرخ فیلتراسیون نشان داد که بالاترین راندمان در حذف BOD5 و COD که معادل61 و 63 درصد بوده، در نرخ فیلتراسیون 5/0 متر در ساعت حاصل شد. تجزیه و تحلیل نمونه‌ها در نرخ 5/0 متر در ساعت نشان داد که با افزایش زمان کارکرد صافی (T)، درصد حذف BOD5 و COD تا ماه چهارم راهبری سیستم، ابتدا تا 65 درصد افزایش داشت و بعد از آن تا پایان مدت زمان راهبری سیستم این میزان به‌ترتیب به 8/56 و 5/61 درصد کاهش یافت. همچنین نشان داده شد که استفاده از صافی چهار قسمته، راندمان سیستم را در مقایسه با صافی‌های سه قسمته به‌کار برده شده در پژوهش‌های پیشین، بهبود بخشیده است. با استفاده از صافی درشت‌دانه افقی چهار قسمته احتمال اینکه بتوان آبی با کیفیت قابل قبول در ارتباط با حدود مجاز در مورد شاخص‌های BOD5 و COD برای امور آبیاری و کشاورزی تولید کرد، قابل دسترس است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Improvement of Stabilization Pond Effluent by Horizontal Roughing Filter (HRF)

نویسندگان [English]

  • Majid Daee 1
  • Amin Alizadeh 2
  • Alireza Farid Hosseini 3
  • Abdollah Rashidi Mehrabadi 4
1 PhD Student of Irrigation and Drainage, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Prof. of Water Engineering, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Assist. Prof. of Water Engineering, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
4 Assist. Prof., Faculty of Water and Enviromnemt Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

User-friendly and low-cost wastewater treatment plants are good options for treating wastewater of small communities. The effluent of these treatment plants can be improved by various methods including using a horizontal rouphing filter (HRF). In this paper, HRF performance was evaluat by passing the Parkandabad wastewater treatment plant effluent through pilot scale constructed HRF.  The HRF was constudted with four- compartments of different sand sizes and was operated under three filtration rates of 0.5, 1 and 1.5 m3/m2.h.  The results obtained from this study showed that the HFR performed the best at filtration rate of 0.5m/h when the removal efficiency for BOD5 and COD was 61 and 63 %, respectively. Optimum removal efficieny of BOD5 and COD up to 65% could be achieved with an extended filtration run length.  However, longer duration of filter operation after 4 months, reduced the filter performance for BOD5 and COD removal efficiency to 56.8 and 61.5%, respectivel. In conclusion, by using 4-compartment HRFs, compared with the conventional 3-compartment filtration, it may be possible to produce effluent quality for BOD5 and COD that is permissible for agricultural irrigation purposes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • HRF
  • COD
  • BOD5
  • Filtration Rate
  • Removal Efficiency
Boller, M., 1993, "Filter mechanism in roughing filters", Journal of WaterSupply Research Technology, 42(3), 174.

Graham,N.J.D., 1988, Slow sand filtration: Recent developments in water treatment technology, John Wiley and Sons, Inc., N.Y.

Hendricks, D.W., 1991, Manual of design for slow sand filtration, American Water Works Association Research Foundation, Denver. CO.

Khazaei, M., Nabizadeh, R., Nadafi, K., Nourieh, N. & Omidi Oskouei, A. 2010., "Elimination of suspended solids from aerated lagoon effluent by horizontal roughing filter", Journal of Qom University of Medical Sciences, 4(1), 42-47. (In Persian)

Khezri, S. M., Gharibi, M., Jafari Mansoorian, H., Ansari, M., Atabi, F., Tohid Moghaddam, T. et al., 2015, "Efficiency of horizontal roughing filter in removing nitrate, phosphate and chemical oxygen demand from effluent of waste stabilization pond", Environmental Health Engineering and Management Journal 2(2), 87-92.

Mahvi, A.H., Moghaddam, M.A., Nasseri, S. & Naddafi, K., 2004, "Performance of a direct horizontal roughing filtration (DHRF) system in treatment of highly turbid water", Journal of Environmental Health Science & Engineering, 1(1), 1-4.

Mukhopadhay, B., Majumder, M., Barman, R.N., Roy, P.K. & Mazumder, A., 2009, "Verification of filter efficiency of horizontal roughing filter by Weglin's design criteria and artificial neural network", Drinking Water Engineering and Science, 2(1), 21-27.

Nival, P. & Nival, S., 1976. "Particle retention efficiencies of an herbivorous copepod, Acartia clausi (adult and copepodite stages): Effects on grazing", Limnol. Oceanogr, 21(1), 24-38.

Nkwonta, O., 2010, "A comparison of horizontal roughing filters and vertical roughing filters in wastewater treatment using gravel as a filter media", International Journal of Physical Sciences, 5(8), 1240-1247.

Sphesihle, M., 2016, "Performance of a horizontal roughing filtration system for the pretreatment of greywater", Thesis, Department of Chemical Engineering, Dur ban University of Technology, Kwazulu-Natal, South Africa.

Wegelin, M. & Roland S., 1987, "Horizontal-flow roughing filtration for turbidity reduction", Waterlines, 5(4), 24-28.

Wegelin, M., 1996, Surface water treatment by roughing filters: A design, construction and operation manual, SKAT Pub., Swiss.