SUPERVISOR
Kiachehr Behfarnia,Jahangir Abedi-Koupai,Sayed Hossein Saghaian nejad esfahani,Behrouz Mostafazadehfard
کیاچهر بهفرنیا (استاد مشاور) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما) سیدحسین سقائیان نژاداصفهانی (استاد مشاور) بهروز مصطفی زاده فرد (استاد راهنما)
STUDENT
Soheila Saghaian nejad
سهیلا سقائیان نژاداصفهانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Reduction of Urban Runoff Pollution Load by Adsorbent Porous Concrete
Impermeable urban passages have led to many problems, that leads to flooded street during rainfall and this can make traffic more difficult for pedestrians and cars. Hence, in order to do better management of surface runoff in cities, various ways are used to make pavement surface of streets permeable. Since surface runoff can be used to recharge groundwater and maintain the ecological balance in urban areas, nowadays, application of porous pavement technique in urban passages attraks much attentions in many countries. This method is effective in removing a fraction of pollutant from runoff and, consequently, leads to water quality improvement which will percolate in the lower soil layers. In addition, due to the fact that urban runoff pollution enters a significant volume of contamination into water resources, a number of studies have been done in this field. The use of different absorbent and also porous pavement concrete have considerable contribution in urban runoff pollution reduction. The purpose of this research is to study the effect of cheap and available porous concrete and absorbent urban runoff pollution reduction. Therefore, zeolite adsorbent and slag are used in under study concrete samples. Firstly, porous concrete samples (control concrete) and porous concrete containing slag and zeolite adsorbent were made. Metal and glass column were constructed in the dimension of 152×152×700 mm. Within each column filled with layers of sand filters aggregation and each of the three types of porous concrete. Experiments were performed in five separated series. Water quality parameters such as electrical conductivity(EC), turbidity, lead heavy metal, chemical oxygen demand (COD) and total suspended solid (TSS) were examined. In each case, the solution enters from the top of the column and the output sample collected from the bottom of the column in 2 steps (concrete, concrete and filter) and were taken to the laboratory for analysis. The results showed none of the 3 types of porous concrete (control, zeolite, slag) can reduce the electrical conductivity of saline water and the percent of removal of this case are not considerable. However, the concrete showed significant influence in reduction of four other parameters. So that, on average, turbidity of runoff in the sample input reached from the 64 NTU to 23 NTU in the output water from the porous concrete containing adsorbent and 5 NTU in both of the absorbing concrete and filter that its removal efficiency was over 90%. Heavy metal concentration reduction showed desirable performance, so that, initial concentration 2 mg/L in input water samples was reached to about 0.2 mg/L in output water samples. In other words, the removal efficiency was 90%. Better result and the high efficiency 96% was observed in use of filters. Lead concentration varied from 2 to 5. The highest removal is related to porous concrete containing zeolite and filter. In this term, the concentration of 5 mg/L in input water sample was reached to 0.125 mg/L in output water samples that was equal to 97.5%. Use of porous concrete containing zeolite was also effective in runoff chemical oxygen demand (COD), reduction and have 60.89% removal efficiency that in the case of application of filter, its efficiency has been increased to 74%. The use of concrete as well as filter to reduce total suspended solid (TSS) has desired efficiency about 70%. Keywords : Urban runoff, Porous concrete, Treatment, Pollution, Zeolite.
پدیده نفوذ ناپذیر نمودن معابر شهری، مشکلات بسیاری را در پی داشته که از جمله میتوان به آب گرفتگی معابر در هنگام وقوع بارندگی اشاره نمود که به نوبه خود میتواند تردد عابرین پیاده و حتی خودروها را با مشکل مواجه سازد. به منظور مدیریت هرچه بهتر رواناب های سطحی در شهرها از راهکارهای مختلفی نظیر ساخت نهرها و نفوذ پذیر نمودن سطح روسازی استفاده میگردد. با توجه به لزوم استفاده از رواناب سطحی جهت تغذیه سفرههای آب زیرزمینی شهری و حفظ تعادل زیست محیطی مناطق شهری، امروزه استفاده از تکنیک روسازی متخلخل در معابر شهری از اهمیت ویژهای در کشورهای مختلف برخوردار میباشد. چرا که این روش میتواند از طریق حذف بخشی از آلایندههای رواناب، در بهبود کیفیت آبی که به لایههای خاک زیرین نفوذ میکند موثر باشد. استفاده از جاذبهای مختلف و همچنین بتن متخلخل و نفوذپذیر سهم بسیاری در کاهش آلودگی رواناب شهری دارد. هدف از این پژوهش کاهش بار آلودگی رواناب های شهری با استفاده از بتن متخلخل به همراه جاذب های ارزان قیمت و در دسترس می باشد. در این تحقیق از این بتن به همرا ه جاذب های زئولیت و سرباره استفاده شد. برای انجام آزمایشات ابتدا به ساخت نمونه های بتن متخلخل(بتن شاهد) و همچنین بتن متخلخل حاوی جاذب های زئولیت و سرباره پرداخته شد. ستون های فلزی و شیشه ای به ابعاد 152×152×700 میلی متر ساخته شدند. داخل هر ستون با لایه بندی از فیلتر شنی دانه بندی شده و سه نوع بتن متخلخل پرشد. آزمایشات در 5 سری جداگانه انجام شد. پارامترهای کیفی آب شامل هدایت الکتریکی(EC)، کدورت، سرب، اکسیژن خواهی شیمیایی(COD) و مواد جامد معلق کل (TSS) مورد بررسی و انداز ه گیری قرارگرفتند. در هر مورد محلول مورد نظر از بالای ستون وارد شد و نمونه خروجی در دو مرحله(بتن، بتن و فیلتر) از انتهای ستون جمع آوری شد و برای اندازه گیری به آزمایشگاه منتقل شدند. نتایج نشان داد که هیچ کدام از سه نوع بتن متخلخل(شاهد، زئولیت، سرباره) قابلیت کاهش هدایت الکتریکی محلول آب شور را نداشته و در این مورد راندمان حذف قابل قبولی ندارند.ولی بتن های ذکر شده در کاهش 4 پارامتر دیگر به طور قابل توجهی تاثیرگذار بودند بطوریکه به طور متوسط کدورت رواناب از TU64 در نمونه ورودی به TU23 در نمونه های خروجی از بتن متخلخل حاوی جاذب وNTU 5 در استفاده توام از بتن های جاذب و فیلتر رسید که این کاهش معادل راندمان حذف بالای 90% می باشد. کاهش غلظت فلز سنگین سرب در همه حالت دارای راندمان مطلوبی بود به طوری که از غلظت اولیه mg/L2 در نمونه ورودی به مقداری حدودmg/L2/0 در نمونه های خروجی رسید. که دارای راندمان حذف 90% می باشد. در حالت استفاده از فیلتر نتیجه بهتری مشاهده شد و راندمان بالای 96% به دست آمد. در حالت تغییر غلظت سرب از 2به 5 نیز، بیشترین راندمان حذف مربوط به بتن متخلخل حاوی زئولیت و فیلتر با راندمان حذف 5/97% بود و غلظت از mg/L 5 در نمونه اولیه بهmg/L 125/0 در نمونههای خروجی رسید. کاربرد بتن متخلخل حاوی زئولیت در کاهش نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی رواناب نیز موثر و دارای راندمان حذف 89/60% بود که در حالت استفاده از فیلتر این راندمان به مقدار 74% افزایش یافت. کاربرد این بتن ها به همرا ه استفاده از فیلتر در کاهش مواد جامد معلق کل دارای راندمان مطلوب حدود 70% بود. واژه های کلیدی: رواناب شهری، بتن متخلخل، تصفیه، آلودگی، زئولیت