بررسی عملکرد رآکتور زیستی تراشه چوب برای حذف نیترات از پساب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

3 دانشیار گروه علوم مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

4 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

چکیده

رآکتورهای زیستی تراشه چوب یکی از ارزان‌ترین روش‌های حذف نیترات از پساب‌ها، از جمله پساب‌ها می‎باشند. این تحقیق در دشت اردبیل و در پاییز سال 1399 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. از دو نوع هسته در رآکتورهای زیستی شامل تراشه چوب و مخلوط تراشه چوب و تراشه آهن، با 4 تکرار برای هریک، در قالب طرح فاکتوریل اجرا شد. غلظت نیترات ورودی به رآکتورها شامل سه سطح 50، 150 و 300 میلی‌گرم بر لیتر اعمال شد. غلظت نیترات در پساب خروجی از رآکتورها بعد از زمان‌های ماند 3، 6، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که عملکرد رآکتورهای با هسته تراشه چوب (7/54 درصد حذف) بهتر از حالتی بود که هسته از تراشه چوب و تراشه آهن (9/45 درصد حذف) تشکیل شده بود. همچنین نتایج نشان داد که بیش‌ترین تا کم‌ترین درصد حذف، در غلظت‌های 150، 300 و 50 میلی‌گرم بر لیتر، به ترتیب به صورت متوسط با مقادیر 6/54، 3/50 و 5/45 اولویت‌بندی شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که زمان ماند تأثیر معنی‌داری بر مقدار حذف نیترات توسط رآکتورها دارد، به گونه‌ای که کم‌ترین مقدار حذف در زمان ماند 3 ساعت و به مقدار 3/4 درصد و بیش‎ترین مقدار حذف نیترات در زمان ماند 96 ساعت و با مقدار 3/89 درصد بدست آمد. نتایج کلی نشان داد که در شرایط انجام تحقیق رآکتورهای زیستی با هسته چوب عملکرد قابل قبولی در حذف نیترات دارند. همچنین با استفاده از نتایج این تحقیق، مشخص شد که برای ضریب زهکشی پیشنهادی برای شرایط کشور ایران (mm.day-12 ) و زمان ماند 96 ساعت کم‌تر از 2 درصد از مساحت زمین به احداث رآکتور زیستی اختصاص می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of woodchip bioreactor for nitrate removal from wastewater

نویسندگان [English]

  • reza jalali 1
  • javanshir azizi mobaser 2
  • akbar ghavidel 3
  • Ali Rasoulzadeh 4
  • javad ramezani moghaddam 2
1 Student, MSc Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Assistant Professor. Department of Water Engineering Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
3 Associate Professor. Department of Soil Science Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
4 Associate Professor. Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Wood chip bioreactors are one of the low-cost ways to remove nitrate from effluents, including wastewater effluents. This research was conducted in Ardabil plain and in the autumn of 2021 in the research farm of Mohaghegh Ardabil University. Two types of cores in bioreactors including wood chip and a mixture of wood chip and iron chip, with 4 replications for each, were implemented in a factorial design. The concentration of nitrate entering the reactors included three levels of 50, 150, and 300 mg.l-1. Nitrate concentration in the effluent from the reactors was measured after 3, 6, 12, 24, 48, 72, and 96 hours. The results showed that the performance of reactors with wood chip core (54.7% removal) was better than that when the core was composed of wood chip and iron chip (45.9% removal). Also, results demonstrated that the highest to lowest removal percentages, at concentrations of 150, 300, and 50 mg.l-1, were average with 54.6, 50.3, and 45.5%, respectively. The results of the analysis of variance showed that the retention time had a significant effect on the amount of nitrate removal by reactors so that the minimum amount of removal time was 3 hours with 4.3% and the maximum amount of nitrate removal time was 96 hours and with the value of 89.3% was measured. The general results showed that under the conditions of the research, bioreactors with wood chip have acceptable performance in nitrate removal. Also, using the results of this study, it was found that for the proposed drainage coefficient for the conditions of Iran (2mm.day-1) and a retention time of 96 hours less than 2% of the land area is allocated to the construction of a bioreactor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bioreactor
  • Nitrate
  • retention time
  • Wood chip
  • Drainage coefficient