مدل سازی کاهش آلودگی میکروبی سیلاب شهری یاسوج، با استفاده از فیلتر زیستی

آب عمومی ترین ماده مصرفی انسان است. کیفیت آب آشامیدنی نقش مهمی در سلامت مردم دارد و از طرفی این ماده حیاتی به راحتی آلوده شده و می تواند انواع مختلف میکروارگانیسم های بیماری زا را با خود حمل کند. پس ضرورت کسب اطمینان از عدم وجود آلودگی (به ویژه آلودگی زیستی) ضروری است. جهت حصول به این مهم تعیین شاخص های زیستی از جمله گروه کلی فرم ها و آزمایش mpn طراحی و اجرا شده است. در این پژوهش سعی بر آن شده است که میزان آلودگی ای کولی موجود در رواناب شهری یاسوج شناسایی شود و با مصالح معدنی و طبیعی ارزان قیمت در دسترس، میزان آن را در رواناب شهری کاهش داد. یکی دیگر از اهداف مهم این پژوهش مدل سازی انتقال و حذف آلاینده های میکروبی در محیط متخلخل می باشد. در راستای انجام این پایان نامه، در ابتدا با نمونه گیری از رواناب شهری یاسوج میزان آلودگی ای کولی آن مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان آلودگی ای کولی سیلاب شهری در بازه mpn/100ml 1200-93 می باشد، که با توجه به استاندارد جهانی who به مقدار کمی این مقدار از استاندارد خروج به آب های سطحی خارج می باشد، که اگر مجاری انتقال سیلاب از فاضلاب جدا باشد این مشکل هم حل خواهد شد. بعد از تعیین میزان باکتری ای کولی سیلاب شهری در این تحقیق، با استفاده از مصالحی از قبیل، زئولیت، آنتراسیت، ماسه، براده آهن، خاک اره، زئوتکستایل و الیاف پلی استر به کاهش و حذف این نوع آلودگی از سیلاب شهری پرداخته شده است. نتایج حاصل از آزمایش های column نشان داد که این مصالح توانایی حذف، 90/48 تا 96/13 درصد آلودگی را دارند. همچنین در این آزمایش مشخص شد که مصالح بعد از مدت زمانی کارکرد، اشباع شده و پدیده واجذب آلاینده را از خود نشان می دهد. در ادامه برای تعیین ضرایب به کار رفته در مدل سازی از آزمایش batch استفاده شده است. با توجه به اینکه مصالح prb در این فیلتر نقش مهمی در حذف آلاینده ها دارد از این مصالح در آزمایش batch استفاده شده است. مصالح prb شامل 25% آنتراسیت، 20% زئولیت، 20% براده آهن، 10% خاک اره و 25% ماسه می باشد. این آزمایش به دو صورت یک بار با فراهم بودن مواد مغذی و بار دیگر بدون فراهم بودن مواد مغذی برای باکتری انجام شد. نتایج این آزمایش بیانگر حذف 55/91 تا 18/93 درصد می باشد. همچنین میزان واجذب باکتری ای کولی برای این مصالح 0/14 تا 0/2 میزان جذب می باشد. ضرایب نرخ رشد، نرخ مرگ، میزان ضریب جذب و واجذب در این آزمایش به ترتیب 0/1396 ، 0/1633، 0/396 و 0/0555 بر واحد زمان به دست آمد. با توجه به پارامترهای به دست آمده در آزمایش های batch مدل سازی ریاضی با استفاده از مدل یک بعدی جذب و واجذب ساختگی انتقال باکتری انجام شد. نمودار رخنه حاصل از این مدل نشان دهنده نزدیکی نتایج آن به نتایج آزمایش هایی که برای باکتری مواد مغذی فراهم نباشد بود. دلیل این امر صرف نظر کردن از فاکتور رشد باکتریایی در مدل سازی می باشد. میزان ضریب پخش هیدرودینامیکی در این مدل به مقدار8-10*7 متر مربع بر ثانیه برای مصالح به دست آمد. با توجه به ناچیز بودن ضریب پخش مولکولی میزان پخش طولی و عرضی برای مصالح به ترتیب برابر با 0/0679 و 0/00679 به دست آمد. در این پایان نامه مدل سازی عددی توسط دو زیر مجموعه seep/w و ctran/w از نرم افزار geostudio انجام گرفت. زیرمجموعه seep/w میزان دبی عبوری از ذرات را به مقدار 4-10*1/0092 مترمکعب بر ثانیه به دست آورد. همچنین زیرمجموعه ctran/w نیز زمان آشکارسازی آلودگی ای کولی را 74 ثانیه نشان داد که این مقدار برای آزمایش column برابر با 180 ثانیه به دست آمد. منحنی رخنه به دست آمده از این نرم افزار نیز نزدیکی نتایج آن را به آزمایش هایی که مواد مغذی برای باکتری فراهم بودن را نشان می دهد. واژگان کلیدی: سیلاب شهری، باکتری، ای کولی، آزمایش های batch و column، فیلتر زیستی، مدل سازی، جذب و واجذب.