بهبود كيفيت پساب فاضلاب شهري با استفاده از بتن متخلخل براي آبياري

Improvement the Quality of Wastewater using Porous Concrete for Irrigation

با توجه به افزايش جمعيت، مشكلات كمبود آب و لزوم مصرف آب بيشتر، استفاده از آب هاي نامتعارف و پساب تصفيه خانه هاي فاضلاب در چند سال اخير مورد توجه قرار گرفته است. در شرايطي كه بار آلودگي زياد نباشد، استفاده از راكتورهاي بيوفيلمي معمول مي باشد. در همين راستا، استفاده از بتن متخلخل به عنوان بستر رشد و تكثير بيوفيلم، در كاهش بار آلودگي پساب بررسي گرديد. بدين منظور يك طرح اختلاط پايه با توجه به آيين نامه ACI211.3R انتخاب گرديد و با نظر به افزايش سطح ويژه بتن براي رشد بيوفيلم، در سه مرحله و در هر مرحله 10 درصد وزن درشت دانه، ريزدانه به طرح اختلاط پايه افزوده شد. طرح آزمايش مورد استفاده بلوك كامل تصادفي مي باشد. براي انجام آزمايش، در نزديكي تصفيه خانه فاضلاب دانشگاه صنعتي اصفهان كانالي با طول 9 متر و به عرض 30 سانتي متر و ارتفاع 20 سانتي متر ساخته شد. سپس بلوك هاي بتني ساخته شده در كانال مذكور قرار گرفتند و عمليات فرآوري بيوفيلم برروي خلل و فرج مكعب هاي بتني انجام پذيرفت. آزمايش هاي كيفي اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي (BOD)، اكسيژن مورد نياز شيميايي (COD)، كل مواد جامد معلق (TSS) و تعداد كل كليفرم ها برروي نمونه هاي پساب ورودي و خروجي به عمل آمد و درصد حذف هر يك از پارامترها محاسبه شد. نتايج نشان مي دهد با افزوده شدن ريزدانه درصدهاي حذف اين پارامترها افزايش مي يابد. به طور ميانگين درصدهاي حذف BOD، COD، TSS و تعداد كل كليفرم ها براي طرح اختلاط اول (1400 كيلوگرم در متر مكعب سنگ درشت دانه و بدون ريزدانه) به ترتيب 25، 33، 45 و37 درصد مي باشد كه اين اعداد با همين ترتيب براي طرح اختلاط چهارم (1400 كيلوگرم در متر مكعب سنگ درشت دانه و 420 كيلوگرم در متر مكعب ماسه ريزدانه) به 36، 40، 57 و 81 مي رسد. در نهايت مي توان گفت بتن متخلخل مي تواند به عنوان بستر بيوفيلم مورد استفاده قرار گيرد. بر اساس نتايج، طرح اختلاط سوم (1400 كيلوگرم در متر مكعب سنگ درشت دانه و 280 كيلوگرم در متر مكعب ماسه ريزدانه) بهترين طرح اختلاط ارزيابي مي گردد.

In recent years, due to the overpopulation, serious water shortages, and need to consume more water, the use of wastewater treatment plant has attracted lots of attention. When the pollution load is not high, biofilm reactors are commonly used for the purpose. In this study, the porous concrete as a bed biofilm in reducing pollution load of wastewater was investigated. In order to evaluate porous concrete, basic mix designs were selected according to regulations ACI211.3R. To increase the specific surface area of concrete for biofilm growth, fine particles were added to the basic mix in three stages with each stage 10% by weight of coarse particles. Experimental design was a randomized complete block. A rectangular channel (with the cross section 20times 30 cm2) and 8 meters in length was constructed near the wastewater treatment plant of Isfahan University of Technology. Then, the concrete blocks were made, put on the channel and biofilm processing operations were conducted on the pores of porous concrete cubes. Qualitative tests for BOD, COD, TSS and total coliform of sles from wastewater inflow and outflow were performed. Results showed that the removal of these parameters increased by adding fine particles. The average removal rates of BOD, COD, TSS and total coliform for the first mix design (1400 kg per cubic meter of coarse particle and without fine sand) were 25%, 33%, 45% and 37%, respectively. Similarly, the average removal rates of BOD, COD, TSS and total coliform for the fourth mix (1400 kg per cubic meter of coarse particle and 420 kg per cubic meter of fine sand) were 36%, 40%, 57% and 81%, respectively. It could be concluded that porous concrete can be used as a bed biofilm, and the third mix design (1400 kg per cubic meter of coarse particle and 280 kg per cubic meter of fine sand) was the best mix design.