Laboratory Evaluation of Nitrate and Phosphate Removal in Subsurface Drainage Using Bio filter (Case study: Ramhormoz irrigation and drainage network, CA II, Iran)

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

مهرداد امیری ¹ ()
مهدی اسدی لور ² ()

تاریخ دریافت : 1396/11/14 تاریخ پذیرش : 1400/03/25 تاریخ انتشار : 1398/08/10

کلید واژه: فسفات, Drainage, زهکش زیرزمینی, حذف نیترات, پوشال جو, فیلتر زیستی, barley straw, bio filter, Nitrate and phosphate elimination,

چکیده مقاله :

The process of biological removal of nitrate in water resources is the most appropriate method in terms of economics, applicability and efficiency. In addition, this method is one of the most suitable methods to remove nitrate contamination in saturated media.In this study, a lab test to check the quality of synthetic coatings for underground drains in Khuzestan province (region 2 Ramhormoz developments) is used. These studies cover a geotextile to reduce nitrate and phosphate in water drainage and recovery has been done. In this study, the development of physical simulators soil drainage Khuzestan (Ramshir) were studied And by measuring nitrate and phosphate input to the output value of the drainage system to remove the contaminants were studied in synthetic filter. Synthetic coatings evaluated in this study (pp 450) are an Iranian manufacturing. Drainage pipe diameter of 20 mm and the full coverage of standard Cuomo received approval. In this study after obtaining an unfavorable result of the removal of nitrate and understand the process of biological and More resources need not necessarily use carbon filters in the filter synthetic organic barley straw was used. The results were very satisfactory, and ultimately the success of the incoming nitrate removal after 20 days of release tests and barley straw carbon was obtained. About 160 milligrams per liter of nitrate input to the model was reduced to approximately 20 milligrams per liter of phosphate which was not fulfilled

چکیده انگلیسی:

فرآیند حذف بیولوژیکی نیترات در منابع آبی از نظر اقتصادی، قابلیت کاربرد و راندمان، مناسب ترین روش می‌باشد. به علاوه این روش یکی از مناسب‌ترین روش ها جهت حذف آلودگی نیترات در محیط­های اشباع می­باشد. در این تحقیق از روش‌های آزمایشگاهی برای بررسی کیفی عملکرد پوشش­های مصنوعی و زیستی زهکش­های زیرزمینی استفاده شده است. این بررسی‌ها به منظور کاهش غلظت نیترات و فسفات در پوشش‌های ژئوتکستایل و بهبود پساب‌های زهکشی انجام شده است. در این مطالعه با ساخت نمونه­ی فیزیکی شبیه­ساز زهکش منطقه‌ی مورد آزمایش، بررسی و اندازه‌گیری نیترات و فسفات ورودی به سیستم و مقدار خروجی آن از مدل و توانایی حذف این دو آلاینده در فیلتر‌های مصنوعی و زیستی مورد مطالعه قرار گرفت. پوشش مصنوعی مورد ارزیابی از نوع 450 PP تولید کارخانجات ایرانی  است. مدل فیزیکی با مقیاس 10/1 نسبت به زمین واقعی ساخته شد و قطر لوله­های زهکشی مورد استفاده 20 میلی­متر انتخاب شد؛ که در عمق 35 سانتی‌متری از سطح خاک کارگذاری شد. اطراف لوله‌های زهکش توسط پوشش‌های مصنوعی پوشانده و در مرحله بعد به دلیل نیاز به منابع کربنی بیشتر جهت فرآیند‌های میکروبی دنیتریفیکاسیون و حذف بیشتر نیترات با فیلتر زیستی (پوشال جو) پوشانده شد. تمام پوشش­ها از نظر استاندارد کومو مورد تایید قرار گرفت. میزان غلظت نیترات و فسفات ورودی و خروجی مدل با استفاده از دستگاه اسپکتوفتومتر اندازه‌گیری شد. نتایج حاصل از کاربرد فیلتر‌های زیستی نشان از حذف نیترات ورودی بعد از گذشت 20 روز از شروع آزمایش و آزاد شدن کربن پوشال جو را داشت. نیترات ورودی به مدل در ابتدای آزمایش 160 میلی‌گرم بر لیتر مشخص شد؛ که این مقدار در خروجی به مقدار تقریبی 20 میلی‌گرم بر لیتر رسید. این مقدار نشان از حذف حدود 87 درصد از نیترات ورودی به مدل فیزیکی بود. میزان فسفات ورودی و خروجی از مدل تقریبا برابر بوده و حذف فسفات توسط فیلترها انجام نشد.

منابع و مأخذ:

هاشمی، س. ا.، مصطفی زاده فرد، ب. و حیدرپور، م. (1390). بررسی میزان حذف نیترات در دو حالت قرارگیری فیلترهای زیستی در سیستم­های زهکشی زیرزمینی. تولیدات گیاهی (مجله علمی کشاورزی) دانشگاه شهید چمران اهواز، دوره 34، شماره 2، ص81-71.

ارواحی،  ع. و ناصری، ع. ع. (1386). ارزیابی فنی و اقتصادی کاربرد فیلترهای مصنوعی در سیستم زهکشی زیرزمینی و مقایسه آن با فیلترهای متداول شن و ماسه در نخیلات آبادان.  علوم کشاورزی ایران،  دوره 38 شماره3، ص 373 -383.  

بازاری، م.، علیزاده، ا.  و نیریزی، س. (1370). مهندسی زهکشی. تهران: انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ هفتم.

بای بوردی، م. (1378). اصول مهندسی زهکشی و بهسازی خاک. تهران: انتشارات دانشگاه تهران، چاپ هفتم.

پرتواعظم، ر. (1380). ارزیابی فیلترهای به کار رفته در زهکش­های زیرزمینی میان آب. پایان­نامه کارشناسی ارشد علوم آب، چاپ نشده، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز. 273 صفحه.

پدارم، ش. (1389). ارزیابی عملکرد آزمون نفوذ سنجی در پیش­بینی پتانسیل انسداد معدنی پوشش­های مصنوعی در شرایط کاربرد آب و خاک شور. پایان­نامه دوره کارشناسی ارشد،  چاپ نشده، دانشگاه تهران، 210صفحه.

جودکی، ح.  (1374). ارزیابی فیلترهای زهکشی به طریقه آزمایشگاهی. پایان­نامه دوره کارشناسی ارشد،  چاپ نشده، دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران، 186 صفحه.

حسن اقلی، ع. (1375). بررسی عملکرد فنی لوله­های زهکش زمین بافته در مقایسه با لوله­های زهکشی رایج. پایان نامه کارشناسی ارشد، چاپ نشده، دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران، 199 صفحه.

حقایقی مقدم، س. (1375). بررسی کاربرد مواد آلی به عنوان فیلتر و پوشش در زهکشی زیرزمینی، دومین کنگره ملی مسائل آب و خاک کشور، تهران، 324 صفحه.

روحانی، ع. (1377). ارزیابی عملکرد یک نوع پوشش مصنوعی ( ژئوتکستایل ) در زهکشی زیرزمینی.  رساله دکترا، چاپ نشده، دانشگاه آزاد اسلامی تهران واحد علوم و تحقیقات، 270 صفحه.

علیزاده، ا. (1390). زه­کشی اراضی جدید، مشهد: انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ چهارم.

کریمی، ب. ( 1387). ارزیابی عملکرد سه نوع پوشش مصنوعی زهکشی در مقایسه با پوشش رایج معدنی در شرایط آزمایشگاهی.  پایان نامه کارشناسی ارشد،  چاپ نشده، دانشگاه تهران، 178 صفحه.

کشکولی، ح. (1379). نشت آب­های زیرزمینی. اهواز، انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز ( ترجمه ).

Ahmet H. Aydilek, Asce, M., Ogoz, S. H. and Tuncer, B. Edil. (2005). Construction size of geotextile filter. journal of Geotechnical and Geoenvironmental. Engineering,131(1), PP:28-38.

Bonnell, R. B. (1984). Hydraulic Gradinets and Soil - Drain Envelopes. A Thesis for M.S. Degree,  Departement of Agricultural and Biosystems Engineering,  Mcgill University,  Canada.

Robertson, W. D., Blowes, D.W., Ptacek, C. J. and cherry. J. A. (2000). Long-term performance of in situ reactive barriers for nitrate remediation. Ground Water,38(5), PP: 689-695

Schipper, L.A. and Vojvodic-vukovic, M. (1998). Nitrate removal from ground Water using a denitrification wall amended with sawdust: field tral. Jornal of Environmental Quality, 27(3), PP: 664-668.