Skip to main content
SUPERVISOR
Jahangir Abedi-Koupai,Sayed farhad Mousavi,Esmaeel Landy,Mehran Shirvani
جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما) سیدفرهاد موسوی (استاد راهنما) اسماعیل لندی (استاد مشاور) مهران شیروانی جوزدانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mina Nazemi
مینا ناظمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Reduction the Salinity and Nitrate of Agricultural Drainage Water Using Sand Filters Containing Mineral and Organic Adsorbents
Scarcity of proper water quality is considered one of the most important problems in arid and semi- arid areas such as Iran. On the other hand, the population growth and increasing environmental pollution need solutions for elimination of water deficiency. One solution is the reuse of non-conventional water resources, including wastewater and agricultural drainage water. The agricultural drainage water contains various compounds that is discharged straightly in water surfaces such as river, lake, sea, ocean and main drainage canals or infiltrated to the groundwater. So improvement of its quality using low cost materials has taken more attention in recent years. There are various methods to improve water quality that among them method of filtration is an effective and efficient method to remove elements. The most important part is to filter the selection of adsorbent materials. There are different types of synthetic adsorbents that due to high price, its application has not been widespreaded in real scenario. The objectives of this study were to investigate the performance of sand filter and several filter layers incorporating sand and different low-cost organic and mineral adsorbents to improve water quality. Therefore, an experiment was conducted on a completely randomized design with eight treatments including sand, sand-zeolite, sand-barley straw, sand-pine cone , sand-zeolite-barley straw, sand-zeolite-pine cone, sand-barley straw-pine cone and sand-zeolite-barley straw-pine cone with three replications. The experiments included 24 PVC tubes (75 cm height and 9 cm diameter) and each treatment was filled from bottom to top with adsorbents. Solution with electrical conductivity of 20 dS/m and nitrate concentration of 125 mg/L was passed through each column in ten stages. At the end of the each stage, nitrate concentration, electrical conductivity (EC) and pH were measured in the inlet and outlet water in the laboratory. The results showed that all of the treatments can decrease nitrate concentration and water salinity. Different treatments decreased inlet nitrate concentration from 125 mg/L to 30.10- 43.61 mg/L (65.17% - 75.99 %) in outlet drainage water. The application of sand-zeolite-barley straw-pine cone treatment had the best performance to remove nitrate and the nitrate concentration of water was reduced up to 75.%. Also the effluent electric conductivity of treatments decreased from 20 dS/m to 6.89- 10.53 dS/m (47.49 % - 65.66 %). Maximum reduction of salinity (65.66 %) was achieved by sand-pine cone column indicating this treatment possess high efficiency among the treatments. The effluent pH of drainage water for all treatments (with a range of 6.96-8.28) was almost equal to influent value. The effluent velocity of drainage water for all columns (with a range of 0.02- 0.99 m/hr) decreased with elapsed time. Keywords: Unconventional water, Filtration, Sand, Zeolite, Barley straw, Pine cone, Nitrate, Salinity
کمبود آب با کیفیت مناسب یکی از مهمترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به شمار می آید. از طرفی رشد بی رویه جمعیت و افزایش آلودگی های محیطی نیازمند راه حل هایی برای رفع کمبود آب می باشد. یکی از این راه حل ها استفاده مجدد از منابع آب های نامتعارف از جمله پساب ها و زه آب هاست. زه آب حاصل از زهکشی اراضی کشاورزی شامل مواد و ترکیبات مختلفی است که می تواند مستقیماً به پهنه های آب سطحی نظیر رودخانه، دریاچه، دریا، اقیانوس و یا زهکش های انتهایی تخلیه گردد و یا از طریق نفوذ، وارد آب های زیرزمینی شود. روش های مختلفی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف وجود دارد که در بین آنها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و مؤثر در حذف آلاینده ها بوده است. در ساختن فیلترمهم ترین قسمت انتخاب جاذب است. انواع مختلفی از جاذب های مصنوعی وجود دارند که به دلیل قیمت بالا و یا قابل دسترس نبودن، کاربرد آنها ممکن نخواهد بود. هدف از این پژوهش، بررسی و مقایسه فیلتر های شنی و فیلتر های چند لایه حاوی شن و مواد جاذب مختلف آلی و معدنی ارزان قیمت برای کاهش ورود نیترات و شوری به آب های سطحی و زیرزمینی و استفاده مجدد از آن می باشد. بدین منظور آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با 8 تیمار شامل شن، شن- زئولیت، شن- کاه جو، شن- میوه کاج، شن- زئولیت- کاه جو، شن- زئولیت- میوه کاج، شن- زئولیت- کاه جو- میوه کاج و با 3 تکرار طراحی گردید. برای آماده سازی تیمارها، لوله های پلی اتیلن به ارتفاع 75 و قطر 9 سانتی متر انتخاب و با توجه به تیمارهای آزمایشی به ترتیب از پایین به بالا با مواد جاذب پر شدند. سپس محلولی با هدایت الکتریکی 20 دسی زیمنس بر متر و غلظت نیترات 125 میلی گرم در لیتر در ده مرحله از ستون ها عبور داده شد. در پایان هر مرحله، نمونه ای از زه آب ورودی و خروجی تهیه و به منظور اندازه گیری غلظت نیترات، میزان هدایت الکتریکی و اسیدیته به آزمایشگاه منتقل گردید. نتایج نشان دادند که هر 8 تیمار کارایی کاهش نیترات و شوری از زه آب را دارند. تیمارهای مختلف در طول این مطالعه توانستند به طور متوسط غلظت نیترات در زه آب ورودی را از حدود 125 میلی گرم در لیتر به مقداری بین 61/43- 10/30 میلی گرم در لیتر در خروجی کاهش دهند که این مقدار معادل حذف 99/75- 17/65 درصدی نیترات می باشد. تیمار شن- زئولیت- کاه جو- میوه کاج بهترین عملکرد را در حذف نیترات داشته و موجب کاهش 99/75 درصدی نیترات از زه آب شد. همچنین تیمارها قادر بودند که به طور متوسط میزان هدایت الکتریکی در زه آب ورودی را از حدود 20 دسی زیمنس بر متر به مقداری بین 53/10- 89/6 دسی زیمنس بر متر در زه آب خروجی کاهش دهند، که این میزان معادل کاهش 66/65- 49/47 درصدی هدایت الکتریکی می باشد. حداکثر کاهش 66/65 درصدی شوری توسط ستون شن- میوه کاج نشان دهنده کارائی بالاتر این تیمار در مقایسه با دیگر تیمارهای مورد استفاده در این مطالعه بود. میزان اسیدیته آب زهکشی خروجی تیمارها بین 26/8- 96/6 متغیر و بیشتر تابع میزان آن در ورودی تیمارها بود. میزان سرعت زه آب خروجی از ستون ها نیز بین 99/0- 02/0 متر بر ساعت بوده و با گذر زمان در طول آزمایش کم شده است. کلمات کلیدی: آب های نامتعارف، فیلتراسیون، شن، زئولیت، کاه جو، میوه کاج، نیترات، شوری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی