تصفيه شيرابه محل دفن پسماند با استفاده از فرآيندهاي تركيبي انعقاد شيميايي، ازن زني و اكسيداسيون پيشرفته با آكسون فعال‌شده بهوسيله پرتو فرابنفش

Landfill Leachate Treatment by Combined Processes of Chemical Coagulation, Ozonation, and Advanced Oxidation Using UV-activated Oxone

سابقه و هدف:در حال حاضر، توليدشيرابه و مديريت آن به‌ عنوان بزرگ‌ترين مشكل زيست‌محيطيمرتبطبا بهره‌برداري از محل دفن پسماندشناخته ميشود. اين مطالعه، با هدف ارزيابي كارايي فرآيندهاي تركيبي انعقاد شيميايي و ازن زني-اكسيداسيون پيشرفته،به وسيله آكسون فعال‌شده با پرتو فرابنفش در تصفيه شيرابه توليدشده از محل دفن پسماندشهر زاهدان طراحي و اجرا شد. موادو روش‌ها: اين مطالعه تجربي–آزمايشگاهي، شامل مراحل انعقاد شيميايي با استفاده از منعقدكننده پلي آلومينيوم كلرايد، ازن زني و اكسيداسيون شيميايي به وسيله پتاسيم پروكسي مونو سولفات (آكسون) بود. بدين منظور، اثر متغيرهاي مهم بهره‌برداري شامل:pH (8-3) و غلظت منعقد كننده پلي آلومينيوم كلرايد (mg/l250-50)`درفرآيندانعقادشيميايي، مدت‌زمان فرآيندازن زني (20-5دقيقه) وpH محلول (10-2)،غلظت واكنش‌گرآكسون (mg/l750-150)،زمان تماس با آكسون (360-60 دقيقه)،درجه حرارت (45-20 درجه سانتي‌گراد)و توان لامپ فرابنفش (8، 15 و W 30) درفرآينداكسيداسيون با آكسون، براي تصفيه شيرابه پسماند بررسي شد. يافته‌ها: بازده كلي فرآينددرحذف شاخص‌هاي كليفرم كل، كليفرم مدفوعي، كل فسفر، كل ازت، اكسيژن موردنياز بيوشيميايي و اكسيژن موردنياز شيميايي با مقادير بهينه منعقدكننده پلي آلومينيوم كلرايد (mg/l250، pH معادل 6 در مرحله انعقاد شيميايي، مدت‌زمان ازن زني برابر 20 دقيقه و زمان واكنش معادل 180 دقيقه طي فرآيند اكسيداسيون با واكنش‌گرآكسون، غلظت آكسون برابرmg/l 750، pH برابر 5، درجه حرارت 25 درجه سانتي‌گراد و توان لامپ پرتو فرابنفش معادل W8، بهترتيب برابر 99، 99، 97، 100، 1/91 و 62/85 درصد به‌دست آمد. همچنين، نسبتBOD5/CODاز 42/0 در ابتداي فرآيند به 72/0 درصد پس از تكميل فرآيندهاي تصفيه افزايش يافت. استنتاج: نتايجبهدستآمده از اين تحقيق نشان دادندكه كاربرد فرآيندهاي تركيبي انعقاد شيميايي، ازن زني و اكسيداسيون پيشرفته بهوسيله آكسون فعال‌شده باپرتو فرابنفش،در حذف آلايندههاي مهم موجود در شيرابه محل دفن پسماند از كارايي بالايي برخوردار است.

Background andpurpose:Currently, leachate production and its management are major environmental problems associated with the operation of solid waste landfill. The aim of this study was to evaluate the efficiency of combined processes of coagulation, ozonation, and advanced oxidation using UV-activated oxone in treatment of landfill leachate of Zahedan, Iran. Materials andmethods: This experimental-laboratory study included chemical coagulation using poly aluminum chloride (PAC), ozonation, and chemical oxidation using potassium peroxymonosulfate (oxone). For the purpose of this study, the effect of critical operating parameters on treatment of landfill leachate was investigated. These operating parameteres included: pH (3-8) and concentration of PAC (50-250 mg/l) in chemical coagulation process,time of ozonation (5-20 min), pH of solution (2-10), concentration of oxone reactant (150-750 mg/l), contact time with oxone (60-360 min), temperature (20-45ºC), and intensity of UV lamp in oxidation process using oxone (8, 15, 30 W). Results: According to the results, the overall efficiency rates of this process in removal of total coliform, fecal coliform, total phosphorus, total nitrogen, biochemical oxygen demand (BOD), and chemical oxygen demand (COD)were 99%, 99%, 97%, 100%, 91.1%, and 85.62%, respectively, with optimum PAC concentration= 250 mg/L, pH= 6 at the chemical coagulation phase, ozonation duration= 20 min, reactiontime= 180 min during oxone-based oxidation process, oxone concentration= 750 mg/L, pH= 5, temperature= 25ºC, and UV lamp intensity= 8 W. Furthermore, the BOD5/COD ratio increased from 0.42 to 0.72 after completion of the treatment process. Conclusion:Current study showed that application of combined processes of chemical coagulation, ozonation, and advanced oxidation using UV-activated oxone are highlyefficient in removing major pollutants from waste landfill leachate.