علوم آب و خاک

با ‌توجه به‌ افزایش جمعیت، مشکلات کمبود آب و لزوم مصرف آب بیشتر، استفاده از آب‌های نامتعارف و پساب تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در چند سال اخیر مورد توجه قرار گرفته ‌است. در شرایطی که بار آلودگی زیاد نباشد، استفاده از راکتورهای بیوفیلمی معمول می‌باشد. در همین راستا، استفاده از بتن متخلخل به‌عنوان بستر رشد و تکثیر بیوفیلم، در کاهش بار آلودگی پساب بررسی گردید. بدین‌منظور یک طرح اختلاط پایه با ‌توجه به آیین‌نامه ACI۲۱۱,۳R انتخاب گردید و با‌ نظر به‌افزایش سطح ویژه بتن برای رشد بیوفیلم، در سه مرحله و در هر مرحله ۱۰ درصد وزن درشت‌دانه، ریزدانه به طرح اختلاط پایه افزوده ‌شد. طرح آزمایش مورد استفاده بلوک کامل تصادفی می‌باشد. برای انجام آزمایش، در نزدیکی تصفیه‌خانه فاضلاب دانشگاه صنعتی اصفهان کانالی با طول ۹ متر و به عرض ۳۰ سانتی‌متر و ارتفاع ۲۰ سانتی‌متر ساخته شد. سپس بلوک‌های بتنی ساخته ‌شده در کانال مذکور قرار گرفتند و عملیات فرآوری بیوفیلم برروی خلل و فرج مکعب‌های بتنی انجام پذیرفت. آزمایش‌های کیفی اکسیژن مورد نیاز‌ بیوشیمیایی (BOD)، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)، کل مواد جامد معلق (TSS) و تعداد کل کلیفرم‌ها برروی نمونه‌های پساب ورودی و خروجی به‌عمل آمد و درصد حذف هر یک از پارامترها محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد با افزوده ‌شدن ریزدانه درصدهای حذف این پارامترها افزایش می‌یابد. به‌طور ‌میانگین درصدهای حذف BOD، COD، TSS و تعداد کل کلیفرم‌ها برای طرح اختلاط اول (۱۴۰۰ کیلوگرم در متر‌مکعب سنگ درشت‌دانه و بدون ریزدانه) به‌ترتیب ۲۵، ۳۳، ۴۵ و۳۷ درصد می‌باشد که این اعداد با‌ همین ‌ترتیب برای طرح اختلاط چهارم (۱۴۰۰ کیلوگرم در متر‌مکعب سنگ درشت‌دانه و ۴۲۰ کیلوگرم در متر‌مکعب ماسه ریزدانه) به ۳۶، ۴۰، ۵۷ و ۸۱ می‌رسد. در نهایت می‌توان گفت بتن متخلخل می‌تواند به‌عنوان بستر بیوفیلم مورد استفاده قرار گیرد. بر‌اساس نتایج، طرح اختلاط سوم (۱۴۰۰ کیلوگرم در متر‌مکعب سنگ درشت‌دانه و ۲۸۰ کیلوگرم در متر‌مکعب ماسه ریزدانه) بهترین طرح اختلاط ارزیابی می‌گردد.