Influence of Modified Zeolite in Combine with Soil on Permeability and Quality of Urban Wastewater

Document Type : Research Article

Authors

• M. Hajhashemkhani
• M. Ghobadi Nia
• Seyed Hassan Tabatabaei
• A. Hosseinpour
• S. Houshmand

Shahrekord University

https://doi.org/10.22067/jsw.v0i0.26564

Abstract

Recently, wastewater is one of the water resources for irrigation due to the scarcity of water resources. In this regard, using adsorbents such as zeolites is recommended to improve the characteristics of the wastewater. Although the results show that natural zeolite decrease amount of pollutions but at the same time decreases the permeability of the soil, which could adversely affect the soil. This study was done in 2012 at the Shahrekord University, 27 PVC columns were used to study the effect of modified zeolite particles on permeability and quality of the wastewater. The experiment consisted of two factors the type of the microzeolite (natural zeolite, modified zeolite) and application procedure of the micro zeolite (mixed, layer) with three replications and in total had 7 treated. Injection of wastewater into the soil was through waterlogging and repeated fifteen times with a weekly frequency. Volume of wastewater used in each injection is equal "nv". In frequency injections of 1,3,5,7,11,15 infiltration was measured using Falling Heads. The results showed that treatment of modified zeolite included mixed, middle layer and layer on the surface had the highest infiltration rate respectively and treatment with natural zeolite included mixed, middle layer, layer on the surface had lowest infiltration rate. Further modified treatments decreased Ca effluent rate 111% with respect to natural Zeolite and therefore caused modified treatments to decrease SAR amount 45% with respect to control treatments and 132% with respect to natural zeolite.

Keywords

• Electrical conductivity
• permeability
• Wastewater
• Zeolite

20.1001.1.20084757.1393.28.3.14.4

References

1- حسین پور ا.، حق‌نیا غ.م. علیزاده ا. و فتوت ا. 1388. بررسی تغییرات کیفیت شیمیایی فاضلاب خام و پساب شهری در اثر عبور از ستون-های خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، 23(3)، 45-56.

2- خدا رحمی ر. 1389. اهمیت و ضرورت بازچرخانی پساب در توسعه پایدار کشاورزی، همایش ملی مدیریت پسماند و پساب های کشاورزی، تهران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی.

3- زمانیان م. 1387. بررسی شاخصهای آلودگی شیمیایی و میکروبی در تصفیه زمینی شیرابه کارخانه کود آلی اصفهان و تاثیر کاربرد زئولیت. پایان نامه کاشناسی ارشد مهندسی آب. دانشکده ی کشاورزی. دانشگاه شهرکرد.

4- طاهری سودجانی ه. 1391. بررسی تاثیر استفاده از پساب شهرکرد و ذرات میکروزئولیت بر برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک دانشگاه شهرکرد. پایان نامه کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد.

5- طاهری سودجانی ه.، قبادی‌نیا م.، طباطبائی س.ح.، بیگی هرچگانی ب. و کاظمیان ح. 1392. بررسی تاثیر روش‌های کاربرد، اندازه ذرات و درصد زئولیت بر کیفیت پساب شهری. مجله پژوهش آب در کشاورزی.27(2). 215-227.

6- طباطبائی س.ح.، طاهری سودجانی ه. و قبادی نیا م. 1391. اثر استفاده از پساب شهری بر نفوذپذیری خاک در شرایط استفاده از زئولیت. اولین همایش ملی بحران آب و پیامد‌های ناشی از آن. دانشگاه آزاد اسلامی واحد فردوس مشهد.

7- عکاشه ل. 1386. کاربرد زئولیت طبیعی به منظور جذب عناصر سنگین موجود در شیرابه کارخانه کود آلی اصفهان. پایان نامه کارشناسی ارشد خاک شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان.

8- قانی ف.، طباطبائی س.ح.، قربانی دشتکی ش. 1391. تاثیر سنگ ریزه و قطر نمونه بر جریان آب در خاک. مجله مدیریت خاک. 1(1). 29-19.

9- مرتضوی س.ب.، اصیلیان مهابادی ح.، فقیه زاده س.، سالم م.، کاظمیان ح. و شاه طاهری س.ج. 1382. حذف آمونیاک از هوا به وسیله زئولیت‌های طبیعی اصلاح شده (کلینوپتیلولیت) ایران با استفاده از روش تبادل یون. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران.22(2). 37-31.

10- میرزایی م.ج. 1386. بررسی تصفیه زمینی شیرابه کمپوست کارخانه کود آلی اصفهان و تاثیر کاربرد زئولیت. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده ی کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

11- ناظم ز. 1386. بررسی امکان تصفیه زمینی شیرابه کمپوست کود آلی اصفهان. پایان نامه کاشناسی ارشد خاکشناسی. دانشکده ی کشاورزی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان.

12- Babel S. and Kurniawan T. A. 2002. Low-cost adsorbent for heavy metals uptake from contaminated water review. Journal Hazardous materials, 97(1):219-243

13- Bailey S.E., Olin T.J., Bricka M., and Adrian D.D. 1999. A Review of potentially low-cost sorbents for heavy metals. Journal Water Research, 33 11: 2469-2479.

14- Christen E.W., Quayle W.C., Marcoux M.A., Arienzo M. and Jayawardane N.S. 2010. Winnery wastewater treatment using the land filter technique. Journal of Environmental Management, 91:1665-1673

15- Gonçalves R.A.B., Folegatti M.V., Gloaguen T.V., Libardi P.L., Montes C.R., Lucas Y., Dias C.T.S., and Melfi A.J. 2007. Hydraulic conductivity of a soil irrigated with treated sewage effluent. Geoderma j, 139 :241–248.

16- Kazemian H. and Ghaffari-Kashani T. 2008. Agricultural application of zeolited fly ash. p 489-490.1sh Iran International Zeolite Conference, April 29-May 1, Tehran, Iran.

17- Kiziloglu F.M., Turan M., Sahin U., Kuslu Y. and Dursun A. 2008. Effects of untreated and treated wastewater irrigation on some chemical properties of cauliflower (Brassica olerecea L. var. botrytis) and red cabbage (Brassica olerecea L. var. rubra) grown on calcareous soil in Turkey. Agricultural Water Management, 95:716-724.

18- Mahida U.N. 1981.Water Pollution and Disposal of Wastewater on Land.. McGrow-Hill pub., New Delhi., 323 pp.

19- Panuccio M.R., Cocrea F., Sorgona A. and Cacco G. 2007. Adsorption of nutrients and cadmium by different minerals: Experimental studies and modeling Journal of Environmental Management, 88:890-898.

20- Ramesh K. and Reddy D.D. 2011. Zeolites and their potential uses in agriculture. Advances in Agronomy, 113:219-240.

21- Saber M.S.M. 1986.Prolonged Effect of land disposal of human waste on soil conditions. Water Science Technology,18: 371-374.

22- Wang S., and Peng Y. 2010. Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment. Chemical Engineering Journal,156:11–24.