بررسي بازده حذف نيترات فاضلاب كشاورزي كشت و صنعت كارون در تالاب مصنوعي جريان سطحي با كشت گياه وتيور (Vetiveria zizaniodes)

Investigation on nitrate removal efficiency of Karun agro-industry agricultural wastewater at surface flow constructed wetland with cultivated vetiver grass

در بسياري از نقاط جهان، نيترات موجود در فاضلاب‌هاي كشاورزي، صدمات جدي، به كيفيت منابع آب وارد نموده است. در اين تحقيق، حذف آلودگي نيترات فاضلاب كشاورزي كشت و صنعت كارون، در تالاب ‌مصنوعي ‌جريان ‌سطحي حاوي گياه وتيور بررسي ‌شد. باهدف ارزيابي اثر نوع كشت گياه در تالاب مصنوعي، زمان‌ماند هيدروليكي و دماي محيط، بر كارايي تصفيه اين نوع سامانه‌ها، نه حوضچه به‌صورت موازي با مشخصات 3 متر طول، 1 متر عرض و 8/0 متر ارتفاع ساخته شد. جريان پيوسته‌‌ فاضلاب، از آذر 1392 تا خرداد 1393 در اين سامانه‌ها برقرار شد. سه واحد از سامانه‌ها حاوي گياه به‌صورت كشت ريشه‌ گياه در خاك، سه واحد به‌صورت كشت شناور و سه حوضچه بدون بستر متخلخل و گياه (شاهد) در نظر گرفته‌ شد. زمان‌هاي‌ ماند هيدروليكي انتخاب‌شده 5،3 و 7 روز بود و براي هر زمان‌ماند، اين آزمايش در شش مرحله، به‌شدت 6 ماه تكرار شد. ميانگين دماي هوا در طي اين مدت از 92/8 تا 25/31 درجه سانتي‌گراد در نوسان بود. نيترات ورودي به سامانه‌ها و خروجي از آن‌ها، اندازه‌گيري و ميانگين بازده تصفيه، با استفاده از نرم‌افزار آماري SAS مقايسه شد. متوسط غلظت نيترات فاضلاب ورودي به هر واحد 76/3 ±20 ميلي‌متر بود. نتايج نشان ‌داد، اثر نوع كشت گياه، زمان‌هاي ‌ماند و تغييرات دما در بازده حذف نيترات در سطح احتمال 95 درصد معني‌دار است به‌طوري‌كه ميانگين بازده حذف نيترات در زمان‌ماند 3 روز از 24/14 تا 52/37 درصد، در زمان‌ماند 5 روز از32/16 تا 27/41 درصد و در زمان‌ماند 7 روز از42/16 تا 51/50 درصد، متغير بود. همچنين نتايج حاصل از بررسي‌ها نشان‌ داد، متوسط بازده حذف نيترات در سامانه كشت‌ ريشه در خاك برابر 09/43 درصد، سامانه شناور 36/28 درصد و سامانه شاهد 66/15 درصد بود و حداكثر بازده حذف نيترات در همه سامانه‌ها، بازمان ماند طولاني‌تر (7 روز) اتفاق افتاد.

Nitrate loadings from agricultural waste water causes serious damage to water quality in many parts of the world. In this study, the removal of nitrate pollution of agricultural wastewater in Karun Agro-industry unit studied with surface flow constructed wetland (FWS-CW) using hydroponic and soil as media. In order to investigate the effect of plant cultivated in CWs(floating and emergent cultivated), temperature and hydraulic retention time (HRT) on the performance of FWs-CW treating wastewater, nine parallel pilot-scale units of dimensions 3m in length and 1m in width and 0.8m depth were constructed. Continuous flow of wastewater introduced in the system from December 2012 until March. The three units were cultivated with vetiver on the floating platform, three units had soils as media and the rest were kept unplanted(Control).The study was divided into 6 phases of 6 months, using 3, 5 and 7days HRT. Average weather temperature varied from about 8.92 to 31.25?C. Concentration of nitrate measured at the inlet and outlet of the system and data analyzed using SAS to see the significance relationship between factors. The average nitrate concentration of the wastewater entering the unit was 20±3.76 mg/l. The results indicated that removal performance of the constructed wetland units; different HRT and changes in temperature were significantly different. The treatment efficiencies of 3, 5 and 7days HRT were average of 14.24-37.52, 16.32-41.27 and 16.42-50.51%, respectively. Moreover, results from this study indicated that the emergent vetiver cultivated, floating vetiver cultivated and control wetland, removed 43.09,28.36 and 15.66 % nitrate respectively and a high removal rate regularly occurred in long-term operating (HRT=7days) efficiency in total CWs.