كاربرد روش تلفيقي تالاب مصنوعي و غشاي نانوالياف نايلون 6 تقويت شده با زئوليت در تصفيه فاضلاب حاصل از صنايع توليدكننده عرقيات گياهي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

محيط زيست

دكتري

امروزه فاضلاب¬هاي صنعتي و تصفيه آنها يكي از چالش‌هاي محيط زيستي است و با توجه به خشكسالي‌هاي اخير، استفاده مجدد از پساب‌ها مورد توجه قرار گرفته است. فاضلاب صنايع توليد‌كننده گلاب و عرقيات گياهي به دليل وجود تركيبات آلي مختلف و غلظت زياد آن‌ها، داراي برخي شاخص‌هاي آلايندگي بيش از حد مجاز است. اگرچه راهكارهاي مختلفي براي تصفيه اين فاضلاب‌ها مطرح است ولي تا كنون كمتر به اين موضوع پرداخته شده است. از اين رو هدف اين پژوهش بررسي يك روش تلفيقي موثر براي تصفيه فاضلاب اين صنايع و كاهش آلايندگي آن‌ها است. روش تلفيقي مورد مطالعه شامل سه مرحله پيش تصفيه با بستر شني، تصفيه ثانويه با تالاب مصنوعي و تصفيه تكميلي با غشاي نانوالياف تقويت شده با زئوليت است. در ابتدا حدود 500 ليتر فاضلاب خام از مجتمع فرآورده‌هاي گياهي شهرستان كاشان به دانشگاه صنعتي اصفهان انتقال يافت. به منظور تهيه غشاي نايلون 6 / زئوليت، پارامترهاي مهم فرآيند الكتروريسي بهينه سازي و غشاي نانوالياف نايلون با مقادير 0، 1، 3 و 5 درصد از نانوزئوليت با روش الكتروريسي تهيه و به منظور بررسي خواص غشا مورد آزمايش قرارگرفت. پس از بررسي خواص و شكل نانوالياف نايلون 6 / زئوليت، غشاي نانوالياف نايلون 6 حاوي 5 درصد زئوليت براي آزمايش‌هاي بعدي انتخاب گرديد، زيرا نتايج آزمون تخلخل سنجي نشان داد غشاي نانوالياف داراي 5 درصد زئوليت، داراي بيشترين سطح ويژه (7/45 مترمربع بر گرم)، مساحت و حجم منافذ بود. همچنين آزمايش‌هاي جذب ستوني به منظور بررسي راندمان حذف برخي پارامترها همچون COD و كدورت بر روي غشاهاي تهيه شده انجام گرفت و نتايج اين بررسي نيز نشان داد غشاي نانوالياف حاوي 5 درصد زئوليت داراي82 درصد راندمان حذف براي كدورت و 15 درصد راندمان حذف براي COD بود كه نسبت به ساير غشاها بيشترين راندمان حذف را نشان داد. همچنين بررسي اثر زئوليت بر خواص مكانيكي غشا نشان داد، با افزايش درصد زئوليت، قطر نانوالياف، ضخامت غشا و نفوذپذيري هوا افزايش و در مقابل، استحكام كششي غشا از 6792 مگاپاسكال به 1991 مگاپاسكال كاهش يافت كه مي‌تواند به دليل عدم پراكندگي يكنواخت نانوذرات زئوليت در ساختار غشا باشد. بدين ترتيب پس از انجام آزمون‌هاي مختلف، غشاي داراي 5 درصد زئوليت با بيشترين راندمان جداسازي ومطلوب‌ترين خواص براي كاربرد در سيستم‌ تلفيقي با تالاب استفاده شد. سلول‌هاي تالاب مصنوعي با شبيه سازي جريان زيرسطحي عمودي در فضاي گلخانه‌اي آماده شدند و گونه ني australis) (Phragmites در ابتداي مهرماه 1399 كشت و به مدت سه ماه به منظور رشد كافي، آبياري شدند. در كنار سلول‌هاي كشت شده، 3 سلول به عنوان شاهد و بدون پوشش گياهي آماده شدند. به منظور كاهش بارآلي فاضلاب و جلوگيري از اثرات منفي تغذيه مستقيم فاضلاب بر گياهان تالاب، مخزن بزرگي به حجم 300 ليتر كه نيمي از آن با چهار لايه شن با قطر متوسط 8-5 ميلي متر، 15-10ميلي متر، 20-30 ميلي متر و60-50 ميلي متر پرشده بود، به عنوان يك مرحله پيش تصفيه مورد استفاده قرار گرفت. پس از طي كردن مراحل رشد و توسعه خوب ريشه ني در طي 90 روز، بستر شني با فاضلاب تغذيه و پس از گذشت زمان ماند چهار روز و كاهش قابل توجه آلاينده‌ها، سلول‌هاي تالاب با پساب عبوري از مرحله پيش تصفيه تغذيه شدند. در نهايت پساب خروجي از تالاب، به منظور تصفيه تكميلي از غشاي نانوالياف سنتز شده عبور داده شد. نمونه‌ها، به طور هفتگي و منظم طي شش هفته جمع‌آوري شدند. مقادير TOC ،BOD5 ،COD ، EC، pH، آمونيوم، نيترات، فسفات، فنول و كدورت در ورودي و خروجي هر مرحله از سيستم اندازه‌گيري و مورد تجزيه وتحليل قرار گرفت. براساس نتايج به‌دست آمده، ميانگين حذف COD، NH4+، NO3- و PO4-3 طي دو مرحله پيش تصفيه و تالاب مصنوعي در حدود 3/82 ، 2/94 ، 8/93 و 1/92 درصد بود. پس از عبور اين پساب از غشاء نانوالياف نايلوني تقويت شده با زئوليت، راندمان حذف كلي سيستم به 84 درصد براي COD، 90 درصد براي BOD5، 99 درصد براي كدورت، 91 درصد براي PO4-3، 96 درصد براي NH4+، 89 درصد براي NO3 و بيش از 9/99 درصد براي فنول رسيد. به طور كلي، سيستم تلفيقي مورد مطالعه در اين پژوهش عملكرد قابل قبولي در حذف آلاينده‌ها از فاضلاب صنايع توليدكننده گلاب و عرقيات گياهي نشان داد، اما با توجه به عدم تطابق غلظت برخي پارامترها از جمله COD با ميزان استاندارد براي تخليه به محيط، نيازمند بهبود و بهسازي براي افزايش عملكرد است. كليدواژه‌ها :‌ الكتروريسي، تصفيه زيستي، گياه پالايي، غشا، نانوالياف¬

225058

آلودگي هاي محيط زيست

مهندسي منابع طبيعي

دانشگاه صنعتي اصفهان