اثر کاربرد دو ترازی صفحات ژئوکمپوزیت بر کیفیت پساب دانشگاه شهرکرد

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختة کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 استاد، گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

4 دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

5 دکتری، پژوهش‌گر همکار مرکز تحقیقات آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

امروزه استفاده از پساب تصفیه ‌شده، به‌عنوان جایگزین آب شیرین مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر کاربرد دو ترازی صفحات ژئوکمپوزیت و اثر آن بر تغییرات متغیرهای شیمیایی پساب دانشگاه شهرکرد در تصفیة زمینی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش از صفحات ژئوکمپوزیت به‌عنوان لایه‌های آبده و زهکش استفاده شد. تیمارهای پژوهش شامل دو فاصلة 70 و 35 سانتی‌متر بین لایة آبده و زهکش بود. در هر دو تیمار، لایة آبده در فاصلة 40 سانتی‌متری از سطح خاک قرار گرفت. تزریق پساب به داخل خاک طی 12 نوبت و با تناوب هفتگی انجام شد. در تمامی مراحل تزریق، مقادیر pH، شوری، مجموع کلسیم و منیزیم، بی‌کربنات و حجم آب ورودی و خروجی و در نوبت دو، چهار، شش و هشت، مقادیر سدیم، نیترات و BOD5 پساب و زه‌آب اندازه‌گیری شد. پساب شهری دانشگاه شهرکرد با توجه به مشخصات شیمیایی آن بر طبق استاندارد سازمان جهانی خوار و بار و کشاورزی (فائو) از نظر مقادیر نیترات و بی‌کربنات دارای محدودیت متوسط برای استفاده در کشاورزی است. نتایج این آزمایش نشان داد که به‌طور کلی عبور پساب از خاک باعث افزایش pH، شوری، مجموع کلسیم و منیزیم، بی‌کربنات و کاهش نیترات، BOD5 و SAR شد. با توجه به نتایج، تیمار با ضخامت 70 سانتی‌متر باعث افزایش معنادار شوری، بی‌کربنات و مجموع کلسیم و منیزیم زه‌آب به‌ترتیب به‌طور میانگین 34/31، 97/31 و 9/161 درصد نسبت به پساب و 39/11، 29/20 و 0/10 درصد نسبت به تیمار با ضخامت 35 سانتی‌متر شد. میزان نیترات زه‌آب نیز در تیمار با ضخامت 70 سانتی‌متر به‌صورت معنادار به‌طور میانگین 80/19 درصد نسبت به پساب و 04/6 درصد نسبت به تیمار دیگر کاهش یافت. نتایج نشان داد که درصد تغییرات این پارامترها در بین دو تیمار با فاصلة 70 و 35 سانتی‌متر بین لایة آبده و لایة زهکش تفاوت معنادار نداشت. هم‌چنین، نتایج نشان می‌دهد که این سامانه کارایی مناسبی برای استفادة پساب در زمین‌های کشاورزی دارد و در شرایط آزمایش تیمار 35 سانتی‌متر نتایج بهتری را با توجه به فرضیة پژوهش حاصل می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Abel, C.D.T., Sharma, S.K., Mersha, S.A., & Kennedy, M.D. (2014). Influence of intermittent infiltration of primary effluent on removal of suspended solids, bulk organic matter, nitrogen and pathogens indicators in a simulated managed aquifer recharge system. Journal of Ecological Engineering, 64, 100e107. doi:10.1016/j.ecoleng.2013.12.045
Abou Seeda, M.A., Hammad, S.A., Yassen, A.A., & Abou El-Nour, E.A. (2020). Evaluation and optimization of Subsurface Irrigation (SDI) system: A review. Middle East Journal of Applied Sciences, 10(3), 503-534. doi:10.36632/mejas/2020.10.3.45
Aharoni, A., Guttman, J., Cikurel, H., & Sharma, S. (2011). Guidelines for design, operation and maintenance of SAT (And Hybrid SAT) Systems. MEKOROT and UNESCO-IHE. Deliverable number 3.2.1.f - i, EU SWITCH Project. http://www.switchurbanwater.eu/outputs/pdfs/W3–2_GEN_RPT_D3.2.1f-i_Guidelines_for_ design_of_SAT_systems.pdf.
Amin, H.M., Gad, A.A.M., El-Rawy, M., Abdelghany, U.A., & Sadeek, R.A. (2021). Assessment of wastewater contaminant concentration through the vadose zone in a soil aquifer treatment system. Applied Ecology and Environmental Research, 19(3), 2385-2403. doi:10.15666/aeer/1903_23852403
Ayers R.S., & Westcot, D.W. (1985). Water Quality for Agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper. No 29. FAO. Rome. Italy. https://www.fao.org/4/t0234e/t0234e00.htm
Chen, Z., Chen, M.B., Zhou, J.B., Li Zhou, Z.Y., Xi, X.R., Lin, C., & Chen, G.Q. (2008). A vertical subsurface-flow constructed wetland in Beijing. Communications in Nonlinear Science, and Numerical Simulations, 13(9), 1986-1997. doi:10.1016/j.cnsns.2007.02.009
Christen, E.W., Quayle, W.C., Marcoux, M.A., Arienzo, M., & Jayawardane, N.S. (2010). Winnery wastewater treatment using the land filter technique. Journal of Environmental Management, 91, 1665-1673. doi:10.1016/j.jenvman.2010.03.006
Essandoh, H.M.K., Tizaoui, C., Mohamed, M.H.A., Amy, G., & Brdjanovic, D. (2011). Soil aquifer treatment of artificial wastewater under saturated conditions. Water Research, 45(11), 4211-4226. doi:10.1016/j.watres.2011.05.017
Forslund, A., Ensink, J.H.J., Battilani, A., Kljujev, I., Golae, S., Raicevic, V., Jovanovic, Z., Stikic, R., Sandei, L., Fletcher, T., & Dalsgaard, A. (2010). Fecal contamination and hygiene aspect associated with the use of treated wastewater and canal water for irrigation of potatoes (Solanum tuberosum). Agricultural Water Management, 98(3), 440–450. doi:10.1016/j.agwat.2010.10.007
Garcia, X., & Pargament, D. (2015). Reusing wastewater to cope with water scarcity: Economic, social and environmental. Resources, Conservation and Recycling, 101, 154-166. doi:10.1016/j.resconrec.2015.05.015
Gharbi, L.T., Merdy, p., Raynaud, M., Pfeifer, H.R., & Lucas, Y. (2010). Effects of longterm irrigation with treated wastewater. Part I: Evolution of soil physic-chemical properties. Applied Geochemistry, 25(2), 1703-1710. doi:10.1016/j.apgeochem.2010.08.018
Heshmati, F., Ghobadinia, M., Nouri, M.R., & Tabatabaei, S.H. (2017). The effect of geocomposite sheets on the wetting pattern in subsurface irrigation system. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 7(2), 41-52. doi:20.1001.1.22517480.1396.7.2.4.6. [In Persian]
Hosseinpour, A., Haghnia, G.H., Alizadeh, A., & Fotovvat, A. (2009). Changes in chemical quality of percolating raw and treated municipal wastewaters through soil columns. Water and Soil, 22(2), 45-56. [In Persian] doi:10.22067/jsw.v0i0.2283
Javani, H.R., Liaghat, A., Hassanoghli, M., & Naderi Darbaghshahi, M. (2015). Application of soil treatment in reducing some compositions in urban retreated wastewater using soil column. Iranian Water Resource Journal, 9(2), 137-147. [In Persian]
Mienis, O., & Arye, G. (2018). Long-term nitrogen behavior under treated wastewater infiltration basins in a soil aquifer treatment (SAT) system. Water Research, 134, 192-199. doi:10.1016/j.watres.2018.01.069
Najafi, P., Mousavi, S.F., & Faizi, M. (2005). Effects of using municipal wastewater in irrigation of potato. Journal of Agricultural Science and Natural Resources, 12(1), 61-72. [In Persian]
Oron, G., Demalach, J., Hofman, Z., & Manor, Y. (1992). Effect of effluent quality and application method on agricultural productivity and environmental control. Water Science Technology, 26, 1593-1601. doi:10.2166/wst.1992.0603
Rahimi, H., Ghobadinia, M., & Ahmadi, H. (2004). The use of geosynthetic materials as drainage under the covering of canals. Drainage system under the cover of the channels workshop, Tehran. [In Persian]. http://www.irncid.org/ArticlesDet.aspx?ID=909&CatId=40
Sharma, S.K., & Kennedy, M.D. (2016). Soil aquifer treatment for wastewater treatment and reuse. International Biodeterioration & Biodegradation, 1-7. doi:10.1016/j.ibiod.2016.09.013
Sharma, S.K., Hussen, M., & Amy, G. (2011). Soil aquifer treatment using advanced primary effluent. Water Science Technology, 64, 640e646. doi:10.2166/wst.2011.663
Sdiri, W., AlSalem, H.S., Al-Goul, S.T., Binkadem, S.M., & Mansour, H.B. (2023). Assessing the effects of treated wastewater irrigation on soil physico-chemical properties. Sustainability, 15, 5793. doi:10.3390/su15075793
Tabatabaei, S., Googoochani, S., Ghobadinia, M., Motaghian, H. R., & Asgari, A. (2023). The effect of using bi-levels geocomposite sheets on the chemical and biochemical characteristics of soil under wastewater reuse. Water and Soil Management and Modelling, Online Publication, doi:10.22098/mmws.2023.13904.1372
Taheri-Sodejani, H., Ghobadinia, M., Tabatabaei, S.H., & Kazemian, H. (2015). Using natural zeolite for contamination reduction of agricultural soil irrigated with treated urban wastewater. Desalination and Water Treatment, 54(10), 2723-2730. doi:10.1080/19443994.2014.904818
Torabi Far, M., Jaafarzadeh, N., Takdastan, A., Jafarnejadi, A.R., & Afshar, A.M. (2013). Performance of a land treatment system and vetiver plant for advanced treatment of Ahvaz west Municipal wastewater treatment plant effluent. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences, 20(4), 511-520. [In Persian]