بررسي عملكرد تالاب مصنوعي جريان زيرسطحي افقي در حذف تركيبات نيتروژن از فاضلاب در اقليم سرد و خشك، مطالعه موردي: شهر بيرجند

The Use of Horizontal Subsurface Flow Constructed Wetland for Nitrogen Components Removal in Cold and Dry Climate: A Case Study of Birjand, Iran

هدف اين تحقيق بررسي عملكرد سيستم تالاب مصنوعي جريان زير سطحي افقي در حذف تركيبات نيتروژن شامل كل نيتروژن كلدال (TKN)، آمونياك (NH4+) و نيترات (NO3-) در اقليم سرد و خشك و بررسي اثر گياه، آهنگ بارگذاري هيدروليكي (HLR) و ماده بستر بر عملكرد سيستم بود. شش سلول به‌صورت موازي در مقياس پايلوت به ابعاد 5/0×75/0×2/2 متر در دانشگاه بيرجند ساخته شد. نتايج حاصل نشان داد كه بازده حذف TKN و NH4+ در سلول‌هاي با گياه فراگمتيس استراليس نسبت به سلول‌هاي بدون گياه بيشتر است در حالي كه بازده حذف NO3- در سلول‌هاي بدون گياه بيشتر بود. سلول‌هاي با بستر شن ريزدانه نسبت به سلول‌هاي با بستر شن درشت دانه بازده حذف TKN و NH4+ را افزايش و بازده حذف NO3- را كاهش دادند. همچنين كاهش HLR منجر به افزايش بازده حذف TKN و كاهش بازده حذف NH4+ و NO3- شد. با توجه به بازده نسبتاً پايين سيستم تالاب مصنوعي جريان زيرسطحي افقي در حذف تركيبات نيتروژن، استفاده از سيستم تالاب مصنوعي تركيبي براي ايجاد شرايط مساعد فرايند شوره‌سازي/شوره‌زدايي و افزايش بازده حذف تركيبات نيتروژن توصيه مي‌شود.

The aims of this study are investigation of nitrogen components including TKN, NH4+ and NO3- removal by horizontal subsurface flow constructed wetland (HSSFCW) in cold and dry climate and also survey on vegetation, hydraulic loading rate (HLR) and media substrate effects on the system efficiency. Six parallel cells sized 2.2×0.75×0.45 m was built by Wastewater Treatment Plant of Birjand University. The results showed that removal efficiency of TKN and NH4+ in unplanted cells was lower in compare to planted (Phragmitesaustralis) cells, but removal efficiency of NO3- was higher in unplanted cells. Cells with fine gravel media in compare to cells with coarse gravel media, were found to have the higher removal efficiency of TKN and NH4+ but lower removal efficiency of NO3-. Also, decreasing of HLR caused an increase in removal efficiency of TKN and decreasing in removal of NH4+ and NO3-. Regarding low removal efficiency of nitrogen components in HSSFCW, usage of hybrid constructed wetland for providing a good condition of nitrification/denitrification process and increasing nitrogen removal is recommended.