بررسي كارايي فيلترهاي شني حاوي تراشه‌هاي لاستيك در پوشش زه‌كش‌هاي زيرزميني

Investigation of the Performance of Sand Filter Incorporating Tire Chips as Cover in Subsurface Drainage System

بحران كمي و كيفي منابع آب يكي از مهم‌ترين مشكلات در مناطق خشك و نيمه خشك از جمله ايران به‌شمار مي‌آيد. در همين راستا تصفيه فاضلاب‌ها از آلاينده‌ها و سپس بهره‌برداري از اين پساب‌هاي تصفيه شده به‌عنوان منبع بالقوه آب نه تنها مي-تواند كمبود آب را جبران كند بلكه از ورود آلاينده‌هاي خطرناك به منابع آب‌هاي زيرزميني و سطحي جلوگيري كند. روش‌هاي مختلفي براي بهبود كيفيت آب‌هاي نامتعارف وجود دارد كه در بين آنها روش فيلتراسيون يك روش كارآمد و مؤثر در حذف عناصر بوده است. در ساختن فيلتر مهم‌ترين قسمت انتخاب جاذب است. در مطالعه حاضر از تراشه‌هاي لاستيكي به‌عنوان جاذب استفاده شد. آزمايش‌هاي جذب ستوني در شرايط مزرعه، در دو مرحله جداگانه و با استفاده از دو نوع آب نامتعارف شامل آب شور چاه و پساب صنعتي انجام شد. هر آزمايش به‌صورت فاكتوريل با سه فاكتور در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار انجام شد. فاكتورهاي مورد مطالعه شامل سه فاكتور اندازه ذرات (در دو سطح 5-2 ميلي‌متر و 5-3 سانتي‌متر)، ضخامت فيلتر (در سه سطح 10، 30 و 50 سانتي‌متر) و زمان تماس جاذب با محلول بود. نتايج نشان داد كه با افزايش ضخامت فيلتر و زمان تماس جاذب با محلول ميزان جذب عناصر افزايش مي‌يابد. بهترين عملكرد در كاهش شوري در تيمار ضخامت 50 سانتي‌متر با زمان تماس 24 ساعت مشاهده شد. كه ميزان شوري در اين تيمار 3/20 درصد (در مرحله آزمايش با آب شور چاه) و 2/11 درصد (در مرحله آزمايش با پساب صنعتي) كاهش يافت. عملكرد فيلتر در اين تيمار يراي كاهش غلظت فلزات سرب، روي و منگنز به‌ترتيب 99، 1/72 و 4/41 درصد ديده شد كه نسبت به تيمارهاي ديگر بازده بهتري داشت. هم‌چنين در اكثر پارامترهاي اندازه‌گيري شده عملكرد تيمارهاي ذرات سانتي‌متري و ميلي‌متري تفاوت چنداني با يكديگر نداشتند. به‌طور كلي تراشه‌هاي لاستيك كارائي مناسب براي بهبود كيفيت آب خصوصاً پساب صنعتي از خود نشان دادند.

Crisis of quality and quantity of water resources is one of the most important problems in arid and semi-arid areas such as Iran. Wastewater treatment and reuse as a potential source of water can not only compensate for the water scarcity but also can prevent the hazardous pollutants from entering the groundwater and surface water resources. There are various methods to improve water quality, among which method of filtration is an effective and efficient method to remove elements. The most important issue for filter system is the selection of adsorbent materials. In this work, the tire chips were used as adsorbent. Column adsorption tests in a pilot system were conducted in two distinct steps using two types of water, including salt water and industrial effluents. Each test was conducted as a factorial experiment with three factors based on a completely randomized design with three replications. Three factors were studied including particle size (2-5 mm and 3-5 cm), filter thickness (10, 30 and 50 cm) and sorbent contact time with solution. The results showed that adsorption rate increased by increasing the thickness of the filter and sorbent contact time with solution. The best performance of reducing the salinity was observed in the treatment with 50 centimeter thickness and 24 contact hours. The salinity of this treatment was reduced by 20.3 percent (in the test with salt water) and 11.2 percent (in the test with industrial effluents). This filter reduced the heavy metals of lead, zinc and manganese up to 99, 72.1 and 41.4 percent, respectively. Also, the performance of millimeter and centimeter particles did not show a significant difference. Generally, the tire chips showed a proper performance to improve the water quality especially for industrial wastewater.