|
عنوان
|
بررسی عملکرد فیلتر شن با ضخامت‌های متفاوت محیط متخلخل در استفاده از پساب مزارع پرورش ماهی قزل آلای رنگین کمان
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
آبیاری میکرو، آب نامتعارف، سامانه کنترل مرکزی، گرفتگی قطره‌چکان
|
|
چکیده
|
امروزه به‌منظور حفاظت از منابع آبی و کاهش بحران‌های آبی و همچنین جلوگیری از مخاطرات زیست‌محیطی ناشی از افزایش تولید پساب بخش آبزی‌پروری، کاربرد پساب تصفیه شده مزارع آبزی‌پروری در آبیاری محصولات کشاورزی از جنبه-های زیست‌محیطی و اقتصادی گسترش یافته است. یکی از مغذی‌ترین پساب‌ها برای محصولات باغی و زراعی پساب مزارع پرورش ماهی است به این دلیل که درصد قابل قبولی ازت و فسفر مورد نیاز در آن وجود دارد. متاسفانه در صنعت آبزی‌پروری، معمولا پساب مزارع پرورش ماهی به رودخانه‌ها تخلیه می‌گردد. مطالعات زیادی حاکی از آن است که به‌کار بردن روش آبیاری قطره‌ای سطحی به دلیل عدم پخش پاتوژن‌ها در هوا، عدم وجود رواناب و امکان جلوگیری نفوذ عمقی و همچنین مشکلات خاص ناشی از کاربرد آن نسبت به سایر روش‌های دیگر آبیاری مناسب‌ترین و مطمئن‌ترین روش آبیاری هنگام کاربرد پساب است. با این وجود، گرفتگی قطره‌چکان‌ها یکی از موانع جدی و مهمی است که بایستی به آن توجه داشت. فیلترهای شن مخازن تحت فشار حاوی لایه‌های شن با اندازه و ضخامت‌های مختلف هستند که با عبور پساب، ناخالصی‌های موجود در آن در محیط متخلخل شن به دام افتاده و از پساب جدا می‌شوند همچنین در سامانه فیلتراسیون که تصفیه فیزیکی و نگه‌داشت بخشی از مواد معلق موجود در پساب هنگام کاربرد پساب در آبیاری بر عهده فیلتر شن است و به دو صورت افقی و عمودی طراحی و ساخته می‌شوند. پژوهش حاضر در راستای عملکرد فیلتر شن با ضخامت و اندازه ذرات مختلف محیط متخلخل شن در حذف ذرات مواد جامد معلق موجود در پساب خروجی مزرعه پرورش ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان در شهرستان سنندج انجام شد. در این طرح ابتدا یک نمونه از فیلتر شن تولیدی کرج سازه با دو نوع دانه‌بندی (5/3 تا 2 و 2/1 تا 88/0 میلی‌متر) در سه ضخامت تک لایه (60، 40 و 20 سانتی‌متری) در سه دبی متفاوت جهت انجام آزمایشات اجرا شد. در این طرح 18 تیمار فیلتر شن در فشار کاری 25 متر مورد ارزیابی قرار گرفت. قبل و بعد فیلتر شن جهت گزارش کردن فشار ورودی و خروجی فیلتر فشارسنج و شیر نمونه‌گیری قبل از فیلتر شن نصب شد. همچنین جهت اعمال کردن فشار کاری 25 متر توسط کفکش رو لوله مکش کفکش فشار سنج نصب شد. بررسی عملکرد هر کدام از تیمارها در سه تکرار و تا زمان رسیدن به شستشوی معکوس فیلتر شن به طول انجامید. قبل از وارد کردن سیلیس‌های خرد شده به داخل فیلتر شن افت نازل‌های داخل فیلتر شن 2 متر در فشار کاری ثبت شد. بعد از وارد کردن سیلیس‌های خرد شده در داخل فیلتر در کل تیمارهای افت اولیه سامانه فیلتر شنی همان 2 متر افت نازل‌ها گزارش شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که محیط متخلخل ایجاد شده توسط سیلیس‌های خرد شده در دانه‌بندی و ضخامت‌های متفاوت در کل تیمارها تاثیری روی مقدار افت اولیه نداشته و افت اولیه فیلتر شن همان 2 متر افت نازل‌های داخل فیلتر شن ثبت شد. همچنین اندازه ذرات و ضخامت محیط متخلخل شن فقط روی زمان رسیدن به شستشوی معکوس فیلتر شن تاثیر می‌گذارد به‌طوری‌که هرچه اندازه ذرات ریزتر و ضخامت بالاتر باشد زمان رسیدن به شستشو کم خواهد بود. نتایج نشان داد که تیمار S20-2.54M با عبور دادن مواد جامد معلق از بین منافذ محیط متخلخل ایجاد شده به علت ضخامت پایین کم‌ترین عملکرد را از نظر راندمان حذف فیلتراسیون داشت. همچنین تیمارهای S60-2.54m و S40-2.54m از نظر راندمان حذف و میزان نگه‌داشت فیلتر شن بهترین عملکرد را داشتند اما چون زمان رسیدن به شستشوی معکوس خیلی زود، به‌طور میانگین در عرض 15 دقیقه بود عملکرد قابل قبولی نداشت و در سامانه فیلتراسیون در شرایط مزرعه اصلا پیشنهاد نمی‌شود. به‌طور کلی در بین کل تیمارها تیمار S60-1m و S40-1m بهترین عملکرد و تیمارهای S20-1M و S20-1.5M بدترین عملکرد را داشتند. به‌طور کلی نتایج نشان داد که عملکرد سامانه فیلتر شنی علاوه بر ضخامت و اندازه ذرات سیلیس خرد شده داخل آن به شرایط محیطی مزرعه هم بسیار وابسته است به‌طوری که هرچه مقدار غلظت ورودی به فیلتر بیش‌تر باشد راندمان حذف بیش‌تر می‌شود اما زمان رسیدن به شستشو معکوس کاهش می‌یابد. همچنین اندازه ذرات ریز در دبی‌های پایین با ضخامت زیاد کارایی بهتری نسبت به دبی‌های زیاد با ضخامت‌های بالا را از نظر زمان کارکرد داشتند. علاوه بر آن پیشنهاد می‌شود که هنگام ارزیابی عملکرد فیلتر شن هیچ گونه وقفه زمانی در طول انجام آزمایشات ایجاد نشود چون باعث ایجاد جریان‌های ترجیحی و در نتیجه ایجاد خطا در طول فرایند فیلتراسیون می‌شود.
|
|
پژوهشگران
|
عیسی معروف پور (استاد راهنما)، بختیار کریمی (استاد راهنما)، جیم پیگ بارگوس (استاد مشاور)، پیمان طهماسبی (دانشجو)
|