بررسي امكان تثبيت لجن تصفيه خانه هاي فاضلاب شهري با كرمهاي خاكي (Eisenia Fetide)

نويسنده: مير زمان زمانزاده خسرقي
استاد راهنما: كاظم ندافي، قاسمعلي عمراني
استاد مشاور: علي رضا مصداقي نيا، علي اكبر عظيمي، ايرج موبدي
تاريخ دفاع: 1382/12/06
مدرك: كارشناسي ارشد
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، بهداشت و انستيتو تحقيقات بهداشتي، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: تصفيه و دفع لجن همواره هزينه زيادي را بر تصفيه خانه هاي فاضلاب شهري تحميل مي كند. علاوه بر اين، به علت عدم دسترسي آسان به نيروي متخصص در زمينه راهبري و نگهداري سيستمهاي متداول تصفيه لجن نظير هاضمهاي هوازي و بي هوازي، ضروري است. تا روشهاي كم هزينه و با راهبري آسان در مديريت لجن مورد بررسي قرار گيرند. طي سالهاي گذشته، محدوديت قانوني اعمال شده بر روشهاي استفاده مجدد از لجن تصفيه شده توجه بيشتري كنند.
فرآيند تثبيت با كرمهاي خاكي گزينه ايست بدون تاثير سوء بر محيط زيست كه به سرمايه گذاري اوليه و انرژي زيادي احتياج نداشته و بهره برداري و نگهداري از آن نيز آسان است.
هدف از انجام اين مطالعه، بررسي عوامل موثر بر فرآيند تثبيت لجن با كرمهاي خاكي در دو مقياس آزمايشگاهي (مرحله يك) و پايلوت (مرحله دو) بود. در مقياس آزمايشگاهي دما، درصد جامدات خشك لجن و نسبت كربن به نيتروژن بررسي شد. براي انجام مرحله يك، پس از اتقال لجن ثانويه مازاد از تصفيه خانه شهرك قدس، جامدات خشك آن به حدود 15 درصد رسانده شد. در ابتدا، تاثير دما بر رشد كرمهاي خاكي مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، 100 گرم لجن آبگيري شده به ظروف پلاستيكي 500 ميلي ليتري حاوي سه كرم خاكي آيسنيا فتيداي نابالغ اضافه شد. سپس اين ظروف در سه دماي 15، 20 و 25 درجه سانتيگراد در انكوباتور قرار داده شدند. تغيير وزن كرمهاي خاكي به صورت هفتگي اندازه گيري و ثبت مي شد. پس از بررسي تاثير دما، به منظور تعيين درصد بهينه جامدات خشك لجن در فرآيند تثبيت با كرمهاي خاكي، 200 گرم لجن با جامدات خشك 10، 15 و 20 درصد به هر يك از ظرف 500 ميلي ليتري اضافه شد. به هر ظرف 3 عدد كرم خاكي آيسنيا فتيداي نابالغ اضافه شد و تمام ظروف در دماي 25 درجه سانتيگراد در انكوباتور قرار گرفتند. تغيير وزن كرمهاي خاكي در هر هفته ثبت مي شد. در تعيين تاثير نسبت كربن به نيتروژن نيز از ظرف پلاستيكي 500 ميلي ليتري استفاده شد. به هر ظرف حاوي 3 كرم خاكي آيسنيا فتيدا نابالغ، 200 گرم لجن با ميانگين جامدات خشك 18 درصد اضافه شد و سه نسبت كربن به نيتروژن 15، 25 و 35 بررسي شد. تمام ظروف در دماي 25 درجه سانتيگراد در انكوباتور قرار گرفتند. وزن كرمهاي خاكي به صورت هفتگي توزين شد. لازم به ذكر است در تمام اين مطالعات براي هر پارامتر 3 تكرار در نظر گرفته شد. پس از 30 روز مقدار جامدات فرار، نيتروژن كجلدال كل، فسفر و PH لجن مطابق با كتاب استاندارد متد (1995) اندازه گيري شد.
در مرحله دوم، دو پارامتر تراكم وزني در سطح و نسبت وزني لجن به كرم خاكي بررسي شد. در اين راستا، از ظروفي به ابعاد 36 × 25 ×20 (طول× عرض× ارتفاع) استفاده شد. با افزودن 40، 80 و 120 گرم كرم خاكي به ظروف حاوي 2 كيلوگرم لجن، سه تراكم وزني 45/0، 90/0 و 35/1 كيلوگرم كرم خاكي در متر مربع به دست آمد. همچنين با افزودن 150، 200 و 250 گرم لجن به ظروف حاوي 200 گرم كرم خاكي آيسنيا فتيدا، سه نسبت وزني لجن به كرم خاكي برابر 75/0، 1 و 25/1 بررسي شد. در 8 روز ابتدائي، هر دو روز يكبار مقادير فوق الذكر لجن به هر ظرف اضافه شد. براي هر تراكم وزني و نسبت وزني لجن به كرم خاكي دو تكرار در نظر گرفته شد.
ويژگي هاي لجن شامل جامدات خشك، جامدات فرار، نيتروژن كجلدال كل، فسفر و PH به طور هفتگي مطابق با كتاب استاندارد متد (1995) آزمايش شد. در پايان دوره، زن كرمهاي خاكي توزين شد. براي مقايسه، يك ظرف نيز به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. لازم به ذكر است بر اساس نتايج به دست آمده از مرحله يك، جامدات خشك لجن و نسبت كربن به نيتروژن به ترتيب 20-15 درصد و 25 تنظيم شد.
نتايج مرحله اول نشان داد كه حداكثر سرعت رشد آيسنيا فتيدا در دماي 25 درجه سانتيگراد ( 5/19 ميلي گرم به ازاي هر كرم در روز) به دست آمد. بيشترين كاهش جامدات فرار لجن در جامدات خشك 15 درصد و نسبت كربن به نيتروژن 25 به ترتيب 15 و 14 درصد به دست آمد. علاوه بر اين، در جامدات خشك 15 درصد، مقدار نيتروژن كجلدال كل و نسبت فسفر آلي به معدني به ترتيب 5/38 و 75 درصد و در نسبت كربن به نيتروژن 25، مقدار هر يك به ترتيب 45 و 3/76 درصد كاهش داشت.
نتايج مطالعات پايلوت نشان داد كه بيشترين كاهش جامدات فرار در تراكم وزني 35/1 كيلوگرم كرم خاكي در متر مربع برابر 3/24 درصد بود كه در اين تراكم وزني كاهش نيتروژن كجلدال كل و نسبت فسفر آلي به معدني به ترتيب 3/58 و 5/93 درصد به دست آمد. در مورد نسبت وزني لجن به كرم خاكي، حداكثر جامدات فرار لجن در نسبت يك به ميزان 31 درصد كاهش يافت. در اين نسبت ميزان كاهش نيتروژن كجلدال كل و نسبت فسفر آلي به معدني به ترتيب 3/53 و 95 درصد بود.
كلمات كليدي: