بخشی از مقاله
چکیده
بدلیل بالا بودن درصد رطوبت زبالههای شهری، مقدار زیادی شیرابه در فرآیند تبدیل زباله به کمپوست تولید می-شود که اگر به شیوهای مناسب و صحیح جمعآوری نشود میتواند مشکلات زیست محیطی ایجاد نماید. بعنوان مثال روزانه 500 تن زباله در محل کارخانه کمپوست اصفهان به کود تبدیل میشود که حدود چهل هزار لیتر شیرابه تولید میکند. روش تصفیه زمینی1 برای کشور ایران که دارای منابع محدود آب و البته زمینهای بدون کاربری زیاد است در صورتی که مدیریت مناسبی اعمال شود میتواند روشی کارآمد برای تصفیه شیرابه زباله قبل از رهاسازی در محیط-زیست و یا استفاده به عنوان آب آبیاری به حساب آید.
هدف این تحقیق بررسی راندمان حذف آلودگیهای شیمیایی در تصفیه زمینی شیرابه کارخانه کود آلی اصفهان میباشد. در این تحقیق از دو نوع بافت خاک سبک و سنگین در لایسیمترهایی به عمق و قطر 60 سانتیمتر به روش تصفیه زمینی استفاده شده است. دور آبیاری 7 روزه به میزان 5 سانتیمتر شیرابه در سطح لایسیمتر بود. برای تمام آلودگیهای شیمیایی راندمان حذف برای خاک با بافت سنگین بیشتر از خاک با بافت سبک بوده است. بطور مثال، میانگین راندمان حذف کل مواد محلول2 شیرابه برای خاک سنگین بالای 85 درصد است در صورتی که این میزان برای خاک سبک حدود 17 درصد میباشد.
مقدمه
با توجه به کمبود آب در مناطق خشک و نیمهخشک مانند ایران استفاده از پساب فاضلابهای کشاورزی، صنعتی، شهری و روستایی میتواند به عنوان منابع آب، مورد توجه قرار گیرد
استفاده از فاضلاب در وضعیت کنونی منابع آب، امریکاملاً اجتناب ناپذیر میباشد. از طرفی افزایش حجم این فاضلابها خود معضلی میباشد که سبب گردیده تصفیه خانهها ظرفیت لازم جهت پالایش تمامی فاضلابها را نداشته باشند
کارخانه کود آلی اصفهان با تبدیل روزانه پانصد تن زباله به کود کمپوست، حدود چهل هزار لیتر شیرابه تولید می-کند که این شیرابه در حال حاضر با هزینه زیاد در استخرهای تبخیر نگهداری میشود. ترکیب شیمیایی و فیزیکی شیرابه حاصل از فرآیندهای تبدیل زباله شهری از نظر میزان رطوبت، مواد آلی و اجزاء معدنی آن با فصلهای سال تغییر میکند و به طور کلی تابع الگوی مصرف شهری و تغییرات آن است
شیرابه حاصل یکی از منابع آلودهکننده میباشد و تاثیر قابل ملاحظهای در آلودگی محیط زیست و منابع آب دارد. در این راستا میتوان با کنترل لازم نسبت به تخلیه و دفع شیرابه و کاربرد مدیریت صحیح در زمین به عنوان یک تصفیهکننده طبیعی اقدام نمود
سیستم تصفیه زمینی دارای توجیه اقتصادی برای تصفیه فاضلاب است زمانی که زمین کافی با قیمت مناسب موجود باشد. این روش دارای مزایایی مثل کاهش عملیات تصفیهای، کاهش تعداد کارگر و نیاز کمتر به انرژی نسبت به سیستمهای تصفیه معمول است و دارای معایبی مثل نیاز به استفاده از ناحیه وسیعتری از زمین نسبت به سایر سیستمهای تصفیه و عدم کاربرد برای نواحی با شرایط آب و هوایی سرد و مرطوب، نفوذپذیری کم خاک، سطح ایستابی کم عمق، لایه نفوذناپذیر و شرایط توپوگرافی با شیب زیاد است - اداره حفاظت محیط زیست آمریکا، . - 2002 با توجه به اینکه نگهداری شیرابه در استخرهای تبخیر احتیاج به استفاده به محیط بزرگتر و عملیات بیشتر است، می-توان از زمین به عنوان یک فیلتر طبیعی و در دسترس همراه با عملیات کمتر استفاده کرد
گندمکار - 1375 - تاثیرات شیرابه بر خصوصیات شیمیایی خاک را مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که با افزایش شوری میزان پهاش خاک کاهش مییابد و همچنین شوری خاک متناسب با مقدار شیرابه به کار رفته است.
نتایج تحقیقات ناظم - 1386 - نشان میدهد تغییرات پهاش در اثر اعمال آبیاری با شیرابه تا دور دوم آبیاری تفاوت معنیداری نداشت و پهاش شیرابه خروجی تیمارهای آبیاری شده با شیرابه نسبت به تیمار شاهد، از دور سوم تا نهم آبیاری دارای تفاوت معنیداری بوده است. در حقیقت توانایی تاثیرگذاری زئولیت و خاک بر کیفیت پهاش شیرابه خروجی تا دور نهم آبیاری بوده است و شیرابه خروجی از تیمارها با ادامه آبیاری اندکی قلیاییتر شده است و بین خود تیمارها از دور سوم آبیاری، از لحاظ مقایسه میانگینها تفاوت معنیداری در سطح احتمال %1 از لحاظ پهاش وجود داشت.
با توجه به اینکه تحقیقات انجام شده در کشور فقط اشاره به وجود فلزات سنگین و عناصر غذایی موجود در پساب-ها داشته، جای آن است که روش ارزان قیمت و در دسترسی برای کلیه مکانها و شرایط تصفیه پساب بررسی گردد و آن روشی جز استفاده از خاک به عنوان یک فیلتر تصفیهکننده طبیعی به جای استخرهای گران قیمت نیست. لذا در این طرح بررسی اجرای چنین سیستم تصفیهای محور اصلی تحقیق بوده است.
مواد و روشها
این تحقیق در محل کارخانه کود آلی اصفهان در محل گردنه زینل انجام شد. به منظور مقایسه تأثیر بافت خاک در این تحقیق از دو نوع بافت خاک سبک و سنگین استفاده شد. خاک محل کارخانه کود آلی اصفهان بعنوان خاک سبک و دیگری ترکیبی از یک خاک زراعی - مزرعه دانشگاه آزاد اسلامی خوراسگان واقع در روستای خاتونآباد - و خاک کارخانه بعنوان خاک سنگین، که مشخصات خاکها در جدول 1 آمده است.
جدول -1 مشخصات خاکهای مورد آزمایش
جدول -2 برخی از خصوصیات شیرابه کارخانه کود آلی اصفهان
در اجرای این تحقیق و به منظور کنترل هر چه بهتر کلیه عوامل مؤثر، از تحقیقات لایسیمتری استفاده شد که در محل کارخانه نصب شدند. برای هر بافت خاک سبک و سنگین سه تکرار در نظر گرفته شد. در هر بار آبیاری 12 - مرتبه - از شیرابه ورودی 3 نمونه و از پساب خروجی از هر لایسیمتر 6 - عدد - نمونهگیری شد. آزمایشات روی شیرابه ورودی و پساب خروجی در محل آزمایشگاه واقع در کارخانه انجام گرفت. راندمان حذف برای پارامترهای مختلف آلودگی شیمیایی شیرابه - کل مواد معلق و هدایت الکتریکی - به صورت فرمول زیر محاسبه گردید:
به دلیل اینکه میزان پهاش شیرابه خروجی بیشتر از شیرابه ورودی بود و جهت جلوگیری از منفی شدن اعداد راندمان حذف پهاش به صورت زیر محاسبه شد:
نتایج و بحث
اثر بافت خاک روی کل مواد معلق شیرابه
میزان کل مواد معلق موجود در شیرابه حاصل از زباله بسیار بالاست به طوری که در طول مدت آزمایش این میزان به طور متوسط در حدود 14 گرم بر لیتر گزارش شد. با توجه به شکل -1 الف در آبیاری اول راندمان حذف خاک لوم-رسی در حدود 83 درصد و در خاک لومشنی 8 میباشد. همچنین شکل -2 الف نشان میدهد که در انتهای دوره میزان راندمان حذف در خاک لومرسی در همان سطح قبلی باقی مانده است 89 - درصد - و این موضوع را روشن می-نماید که بعد از دوازده مرحله آبیاری با شیرابه هنوز خاک لومرسی ظرفیت جذب خود را از دست نداده است، در مقابل خاک لومشنی راندمان منفی داشته و نشاندهنده انجام آبشوئی در این مرحله میباشد. همچنین اختلاف این دو بافت خاک در تمام دورهها از نظر آماری در سطح احتمال یک درصد معنیدار میباشد.
شکل -1 الف- میانگین راندمان حذف کل مواد معلق در اول شکل -1 ب- میزان ورودی و خروجی کل مواد معلق شیرابه در دوره اول دوره
