پروژه مدلسازی فیلترهای خاکی بیولوژیکی در مقیاس پایلوت برای حذف مواد آلی محلول در سیلابهای شهری

پروژه مدلسازی فیلترهای خاکی بیولوژیکی در مقیاس پایلوت برای حذف مواد آلی محلول در سیلابهای شهری
رشته : کارشناسی ارشد عمران – سازه هیدرولیکی
فرمت : pdf

چکیده :
توسعه ناپایدار زیست محیطی در اثر افزایش بی‌رویه شهرسازی، منجر به بالارفتن میزان سطوح نفوذناپذیر زمین و در نتیجه افزایش حجم رواناب و آلودگی‌های موجود در آن و کاهش تغذیه سفره آب زیر زمینی می‌شود. کاربری زمین و فعالیت‌های انسان به صورت گسترده‌ای نوع و میزان این آلودگی‌ها را مشخص می‌کند رودخانه بشار به عنوان یکی از سرشاخه‌ها و منابع مهم تأمین آب رودخانه کارون مطرح می‌باشد و سالیانه بیش از ۵۵/۱ میلیارد مترمکعب آب را از سطح حوضه خود به خوزستان منتقل می‌کند. از آب این رودخانه به منظور مصارف شرب،کشاورزی، پرورش آبزیان و آبیاری فضای سبز مجاور استفاده می‌گردد. متاسفانه سیلاب شهری یاسوج با آلودگی بسیار زیاد، بدون هیچگونه تصفیه‌ای به این رودخانه ریخته می‌شود. درچارچوب این پایان‌نامه, ابتدا کیفیت سیلاب‌شهری در‌ زمان ابتدایی ‌بارندگی در یکی از حوضه‌های شهری یاسوج با وسعت ۱۵ هکتار که به رودخانه بشار منتهی می‌شود بررسی شده است. پارامترهای مورد بررسی در این زمینه مواد جامد کل (TS)، مواد جامد معلق کل (TSS)، مواد جامد محلول کل (TDS) و نیاز اکسیژن‌خواهی شیمیایی (COD) می‌باشد. با توجه به نتایج آزمایش، TS در محدوده ۴۷۲۰-۹۷ میلی گرم بر لیتر، TSS 3530-120 میلی گرم بر لیتر، TDS 840-80 میلی گرم بر لیتر و COD 2770-256 میلی گرم بر لیتر قرار دارند، که با مقایسه میزان آلودگی‌‌های مشاهده شده با استاندارد تخلیه فاضلاب به آب‌های سطحی ایران، می‌توان نتیجه گرفت که جریان سیلاب در زمان‌های ابتدایی شروع آن به هیچ عنوان قابلیت ورود به آب‌های سطحی را ندارد. هدف نهایی این تحقیق، طراحی و بررسی یک فیلتر خاکی بیولوژیک به منظور حذف آلودگی‌های آلی رواناب قبل از نفوذ به زمین می‌باشد. در این سیستم لایه‌های متناوب از فیلترهای ژئوتکستایل غیربافته شده و مخلوط ماسه و مواد زاید ارزان‌قیمت (خاک اره، براده آهن و آلومینیوم) برای کاهش و حذف آلودگی به کار می‌روند. پس از بررسی نتایج آزمایش‌های نفوذپذیری و همچنین با توجه به میزان در دسترس بودن مواد انتخابی در عمل، نسبت اختلاط وزنی بهینه مواد به صورت ۶۹%ماسه، ۱۰%خاک اره چوب سپیدار، ۱۴%آهن و ۷%آلومینیوم درنظر گرفته شد. به منظور بررسی عملکرد فیلتر مورد نظر آزمایش‌های ستون و ناپیوسته انجام شده است. در آزمایش‌های انجام شده، فیلتر قادر بود تا پس از رشد توده بیولوژیک در محیط خود، COD را به میزان %۸۹ کاهش داده و میزان نهایی آن را از ۱۴۰میلی‌گرم بر لیتر به ۱۵ میلی‌گرم بر لیتر کاهش دهد. نتایج حاصل از آزمایش فیلتر به وسیله سیلاب با میزان بالای مواد معلق، نشان داد که هرچند فیلتر قادر به حذف درصد بالای TSS نمونه (حدود %۹۹) می-باشد، اما به منظور عملکرد مناسب فیلتر، می‌بایست میزان مواد معلق سیلاب قبل از ورود به آن کاهش داده شود. فیلتر طراحی شده قادر است به دلیل منافذ با اندازه کوچک میزان TSS را به کمتر از ۵ میلی گرم در لیتر کاهش دهد. نتایج آزمایش ناپیوسته بر روی مواد سازنده فیلتر نشان داد که نرخ COD تولید شده از این مواد بعد از گذشت یک هفته از شروع آزمایش بسیار ناچیز است. حفظ شدن رطوبت محیط فیلتر توسط خاک اره، در دوره‌های زمانی خشک، باعث می‌شود تا توده‌های بیولوژیک تشکیل شده در لایه‌های ژئوتکستایل غیربافته به مدت طولانی قادر به حیات خود در این دوره باشند. این امر علاوه بر تسریع رشد بیولوژیکی در دوره بعدی بارندگی، باعث باز شدن مجدد منافذ فیلتر نیز می‌شود.
مهندسی عمران- خاک و پی