-86935192111

نشريه حفاظت منابع آب و خاك، سال دوم، شماره اول، پاييز 1391
تأثير شستشوي هفتگي بر عملكرد هيدروليكي قطره چكان ها در شرايط استفاده از پساب تصفيه شده
مهرناز زرداري1، پرويز فتحي2*
1) دانشآموخته كارشناسي ارشد آبياري و زهكشي؛ گروه مهندسي آب؛ دانشگاه كردستان؛ كردستان؛ ايران
2*) استاديار گروه مهندسي آب؛ دانشگاه كردستان؛كردستان؛ ايران؛ نويسنده مسئول مكاتبات: [email protected]

تاريخ دريافت:12/03/1391 تاريخ پذيرش: 31/06/1391

چكيده
4189078942477

سال
دوم
/

شماره
1
/

پاييز

91

سال

دوم

/

شماره

1

/

پاييز

91

محدوديت منابع آب در كشورهاي واقع در مناطق خشك و نيمه خشك، رشد روزافزون جمعيت و توسعه شهرنشيني و فشار بر منابع آب متعارف، در كنار مشكلات و هزينههاي دفع بهداشتي فاضلابها باعث رويكرد به سمت استفاده از پساب در بخش كشاورزي شده است. پژوهش ها نشان داده كه از ميان روشهاي مختلف آبياري، روش آبياري قطرهاي بهترين سازگاري را با كاربرد پساب دارد. با اين وجود بزرگترين مشكل كاربرد پساب در آبياري قطرهاي گرفتگي قطرهچكانهاست. به منظور بررسي اثر شستشوي هفتگي بر عملكرد قطره چكان ها در شرايط آبياري با پساب،يك مدل فيزيكي آبياري قطرهاي طراحي و ساخته شد. در اينپژوهش از چهار نوعقطره چكان ميكروفلاپر، نتافيم، لوله قطرهچكاندار و آنتيلكو كه از كاربرديترين قطرهچكانها در آبياري تحت فشار محسوب ميشوند، استفاده شد. نتايج نشان داد كه تيمار مديريتي شستشو باعث افزايش آبدهي،يكنواختي پخش،يكنواختي پخش مطلق، يكنواختي كريستيانسن و كاهش ضريب تغييرات دبي تمامي قطرهچكانها در شرايط آبياري با پساب ميشود. اين افزايش بستگي به نوع قطرهچكانها داشته كه در اين ميان بيشترين تأثير را بر روي قطرهچكان آنتيلكوگذاشت. همچنين بررسي نتايج نشان داد كه در شرايط استفاده از پساب، قطرهچكان نتافيم و ميكروفلاپر به ترتيب با5/8 و 8/27 درصد كاهش، كمترين و بيشترين كاهش دبي را داشتند. قطرهچكان نتافيم در شرايط استفاده از پساب و تيمار مديريتي شستشو داراي عملكرد بالايي بوده و در دراز مدت نسبت به ساير قطره چكانها برتري دارد.
واژههاي كليدي: پساب تصفيهشده؛ سيستم آبياري قطرهاي؛ شستشو؛ يكنواختي پخش

مقدمه
-29771334348277

بحران كمبود آب يكي از چالشهايي است كه امروزه جهان با آن مواجه است. رشد سريع جمعيت، توسعه فعاليتهاي كشاورزي و صنعتي براي تأمين مواد غذايي از يك سو و خشكساليهاي پيدرپي درسالهاي اخير در بسياري از مناطق واقع در اقليم هاي خشك و نيمه خشك از سوي ديگر، موجب شده است كه منابع آب شيرين سطحي و زيرسطحي به اوجبهرهبرداري خود برسند و از لحاظ كمي و كيفي در وضعيت بحراني قرار گيرند. در چنين شرايطي استفاده از پساب تصفيه شده ميتواند به عنوان يك راهكار مناسب براي غلبه بر كمبود آب در نظر گرفته شود. بررسي تحقيقات نشان داده است كه، تركيبي از روش آبياري قطرهاي با استفاده مجدد از فاضلاب باعث تأمين آب با راندمان بهتر و مؤثرتر براي محصولات ميگردد (يارقلي و هاني، 1381). تماس حداقلي كارگران و محصولات با پساب، تخليه محدود پساب به صورت روانابهاي سطحي، نفوذ عمقي كم، افزايش حاصلخيزي خاك، كاهش رشد علفهاي هرز و در نتيجه كاهش استفاده ازعلفكشهااز جمله مزاياي مهم كاربرد پساب با روشهاي آبياري قطره -ايميباشد(Capra and Scicolone, 2007). اگرچه، استفاده از آبياري قطرهاي به شرط طراحي و كاربري صحيح، آثار نامطلوب استفاده از پساب را كاهش ميدهد، اما بزرگترين مشكل در كاربرد پساب در آبياري قطرهاي گرفتگي قطره-چكانهاميباشد(9791 ,.(Gilbert et al. عامل گرفتگيقطره-چكانها در يك سيستم آبياري همواره تركيبي از عوامل فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي است (Nakayama and Bucks, 1991). با اين وجود تحقيقات گستردهاي در زمينه علل گرفتگي قطرهچكانها توسط محققين و دانشمندان انجام شده است.از مهمترين عوامل گرفتگي قطرهچكانها در شرايط كاركرد سيستم با پساب، مواد جامد معلق و ميكروارگانيسمها، خصوصاً باكتريها و لجنها مي- باشند(Adin and sacks, 1991; Tajrishi et
1994(al.,همچنين رشد سريع بيوفيلم و تجمع رسوبات در مسير قطرهچكانها از ديگر عوامل تحريك كننده گرفتگي
است (0102 ,.(Yan et al. براي پيشگيري از اين مشكل دو راه حل را ميتوان برگزيد، يكي استفاده از قطرهچكانهايي است كه امكان گرفتگي آنها كم است و راهحل ديگر توجه بيشتر به كيفيت آب و ارائه راهكارهاي مديريتي جهت حذف و يا به حداقل رسانيدن گرفتگي قطرهچكانها از طريق تصفيه تكميلي پساب، گندزدايي، استفاده از فيلترهاي مرغوب، تزريق مواد شيميايي به درون سيستم آبياري، شستشوي سيستم و در نهايت تعويضقطرهچكانهاي
مسدود ميباشد (4991 ,.(Tajrishi et al. از ميان راهكارهاي مديريتي ارائه شده، شستشوي خطوط لولههاي آبياري ميكرو جهت بر طرف نمودن رسوبات ريز امري الزامي است. زيرا به دليل مسائل اقتصادي و گران بودن فيلترهاي تصفيه، اغلب به حذف ذرات بزرگتر از 10 درصد قطر روزنه خارجي قطره چكانها اكتفا ميشود. بنابراين ذرات بسيار ريز از فيلتر عبور كرده و با پيوستن به فضولات و باقيمانده مواد آلي چسبنده ديگر تودههاي بزرگتري را تشكيل داده و انسداد مجاري قطرهچكان ها را تشديد مي- كنند. علاوه بر موارد فوق مواد ديگري نيزميتوانند وارد لولهها شوند كه دفع آنها نيز با شستشو امكانپذير است.
براي شستشوي صحيح، لازم است سرعت خروج آب به اندازهاي باشد كه مواد رسوبي را از جا كنده و از خطوط لوله خارج كند(7002. ,..(Lamm et alملاحسيني و همكاران (1386)، در پژوهشي، تأثير كاربرد توأم آب و پساب به سه صورت شستشوي سيستم، آبياري متناوب با آب و پساب، و رقيق سازي پساب در كنار كاربرد مستقل آب و پساب و اثر اين تيمارها بر دبي سه نوع قطره چكان گردابي، طولاني مسير وجبران كننده فشار، را مورد بررسي قرارداند. نتايج نشان داد كه شيب منحني كاهش دبي درتيمارهاي رقيق سازي، آبياري متناوب و شستشو به ترتيب 87/4-، 23/5- ، 85/5 – درصد بوده است كه اين روند تأثير كاربرد توأم آب و پساب بر كاهش گرفتگي را تأييد مينمايد. Ravina و همكاران (1997) در تحقيقي عنوان نمودند كه هيچ تفاوت معنيداري در گرفتگيقطره-چكانها در شرايط شستشوي روزانه با شستشوي دو بار در هفته لاترالها وجود نداشت.Puig-Bargués و همكاران (2010) طي تحقيقي تأثير سه تيمار شستشوي متناوب
(بدون عمل شستشو، شستشوي ماهيانه و شستشو در انتهاي فصل آبياري) را بر روي سيستمهاي آبياري قطرهاي سطحي و زيرسطحي در حال كار با پساب تصفيهخانه مورد بررسي قرار دادند. نتايج تحقيق نشان داد كه گرفتگي قطرهچكانها در درجه اول به اثر متقابل بين موقعيت و نـوع قطرهچكان و ميزان فركانس شستشو بستگيدارد.
هدف از تحقيق حاضر بررسي اثر شستشوي هفتگي بر خصوصيات هيدروليكي قطرهچكانها و مقايسه كارايي قطرهچكانها به هنگام كاربرد پساب تصفيهخانه شهر سنندج بود.
مواد و روش ها
67031208428889

سال

سال

به منظور بررسي اثر پساب تصفيه شده و شستشوي هفتگي بر عملكرد قطرهچكانها، مدل فيزيكي آبياري قطرهاي در آزمايشگاه آب و خاك دانشكده كشاورزي دانشگاه كردستان، طراحي، نصب و اجرا گرديد. اين مدل به ترتيب شامل دو منبع پساب و آب شهري، پمپ، شير تنظيم فشار، دوره آزمايشات حدود 19 هفته بود. سيستم هر روز به مدت 8 ساعت كار كرده و فشار كاركرد سيستم در كل دوره آزمايش در حد يك اتمسفر (10 متر آب) ثابت نگه داشته شد. در اين پژوهش از آب پساب تصفيه خانه شهر سنندج استفادهگرديد. در طول دوره آزمايش آب موجود در مخزن پساب تصفيه شده به دليل تبخير واندازهگيريهاي صورت گرفته، در 3 نوبت تعويض شد. همچنين آب موجود در منبع آب شهريبرايهر بار شستشو تعويض گرديد. كيفيت پساب تصفيه شده به منظور بررسي پتانسيل گرفتگي در سيستمهاي آبياري قطرهاي چندين نوبت در طول دوره آزمايش مورد تجزيه قرار گرفت.
تأثير شستشوي هفتگي بر عملكرد هيدروليكي قطرهچكانها در شرايط استفاده از پساب تصفيهشده
انجام شستشو، شيرهاي انشعاب ورودي لاترالهاي مربوط به تيمار پساب بسته و شيرهاي ورودي و خروجي لاترالهاي آبياري شده با پساب همراه شستشو باز ميگرديد. در اين تحقيق 4 نوع قطرهچكان مختلف براي ارزيابي استفاده گرديد. 3 نوع از قطرهچكانها روي خط و تنظيمكننده فشار و يك نوع ديگر از قطرهچكانها داخل خط و يا همان لوله قطرهچكاندار بودند. قبل از شروع آزمايش ها، ضريب تغييرات ساخت هر چهار نوع قطرهچكان مطابق با استاندارد ISO9261 تعيين گرديد. در جدول 1 نام و خصوصيات 4 نوع قطرهچكان مورد استفاده در سيستم ارائه شده است. فيلترتوري (120 مش)، يك لوله نيمه اصلي به قطر 32 ميليمتر، يك فشارسنج و نهايتاً 8 رديف لاترال به طول 9 متر با شيرهاي انشعاب ورودي در ابتدا و انتهاي هر لاترال بود. در اين سيستم، لولهي نيمه اصلي و لاترال ها بر روي چهارچوب فلزي نصب شدند كه در زير آن ميز گالوانيزهاي به منظور قراردادن ظروف نمونهبرداري و ناوداني جهت جمع آوري آب قطرهچكانها به منبع پساب تعبيه گرديد. جهت بررسي اثر تيمار مديريتي شستشوي هفتگي، مدل فيزيكي طوري طراحي گرديد كه بتوان از منبع آب شهري براي شستشوي سيستم پساب استفاده نمود.شستشو به صورت هفتگي، با سرعت 4/0 متر بر ثانيه و به مدت 5 دقيقه مطابق با استاندارد ASAE(2003) انجام شد. قبل از
جدول 1- خصوصيات قطرهچكانهاي مورد آزمايش

333755-6852



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید