Journal of Environmental Health Engineering

fa مدل‌سازی و بهینه‌سازی فرایند انعقاد-لخته‌سازی شیرابه لندفیل با استفاده از روش سطح پاسخ Modelling and Optimization of Coagulation–Flocculation Process of Landfill Leachate by Response Surface Methodology تخصصي Special پژوهشي Research <div style="border-top:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:none;padding:1.0pt 0cm 1.0pt 0cm;margin-right:42.55pt;margin-left:42.55pt;">زمینه و هدف: امروزه با توجه به روشهای متداول لندفیل کردن، دغدغههای محیطزیستی شیرابههای تولیدی به یک مشکل جهانی تبدیل شده است. فرایند فیزیکی-شیمیایی یک راه‌حل بالقوه و مقرون به‌صرفه برای تصفیه شیرابه لندفیل بهشمار می‌رود. بهدلیل وقتگیر بودن آزمایشات جارتست برای دستیابی به غلظت مناسب مواد منعقدکننده، هدف این پژوهش، بررسی تصفیه‌پذیری شیرابه لندفیل زباله مشهد با استفاده از روش سطح پاسخ بهعنوان جایگزین روشهای معمولی در فرایند انعقاد-لختهسازی بوده است. مواد و روشها: آزمایشات در جارتست 6 خانه با حجم موثر mL 500 انجام شد. توانایی کلرید آهن 6 آبه در پاسخ به چهار پارامتر COD، TSS، کدورت و قلیائیت مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی مدل و بهینهسازی غلظت منعقدکننده و pH با توجه به بالاترین راندمان حذف، طرح مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ استفاده شد. آنالیزهای فیزیکی و شیمیایی بر مبنای روش‌های استاندارد آب و فاضلاب آمریکا انجام گردید. یافتهها: نتایج نشان داد که برای سه پاسخ (COD، TSS و قلیائیت) مدل درجه دوم و کدورت نیز مدل درجه دوم کاهش یافته تحت شرایط بهینه برای غلظت g/L 23/10 در pH 85/8 حاصل شده است. آزمایشات تطبیق تحت شرایط بهینه منجر به حذف COD، TSS، کدورت و قلیائیت به ترتیب برابر 79/66%، 61/88%، 53/97% و 89/67% شد. بررسیهای آماری (جدول ANOVA، مقادیر R2 و P-value) نشان داد که مدلها برای ارائه دادههای تجربی مناسب و در تمامی مدلها، مقدار R2 بیشتر از 99/0 بود. مقادیر P-value نیز نشان داد که اثرات درجه دوم و درجه دوم کاهش یافته در غلظت کلرید آهن و pH انعقاد معنیدار بوده است. همسویی و تطابق نتایج تجربی نیز نزدیک به پیشبینی حاصل از مدلها بود. نتیجهگیری: با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش با روش سطح پاسخ، از فرآیند انعقاد-لختهسازی میتوان بهعنوان فرایندی موثر برای حذف ترکیبات بازدارنده شیرابه به کار گرفت.</div> <div style="margin-left:42.55pt;">  Background and Objective: Nowadays, due to the conventional methods of landfilling, the environmental concerns about generated leachate are becoming a global problem. Physical-chemical process is considered a potential and cost-effective solution for the treatment of municipal landfill leachate. Since jar-test are time-consuming experiments for obtaining the appropriate concentration of coagulants, the aim of this research was the treatment of landfill leachate using response surface methodology as a substitute for conventional methods in coagulation–flocculation process. Materials and Methods: Experiments were performed in a six-cell jar-test with effective volume of 500 mL. The ability of Ferric chloride hexahydrate to response to four parameters including COD, TSS, alkalinity and turbidity was investigated. To evaluate the model and optimization of coagulant concentration and pH, central composite design and response surface methodology were used due to the highest removal efficiency. Physical and chemical analyses were performed based on standard methods for the examination of water and wastewater. Results: The results showed that the quadratic model was achived for the three responses (COD, TSS and alkalinity) and the Reduced Quadratic model was obtained for Turbidity under the optimum conditions for the concentration of 10.23g/L at pH 8.85. Verification experiments, under optimum conditions in removal of COD, TSS, turbidity and alkalinity resulted 66.79%, 88.61%, 97.53% and 67.89%, respectively. Statistical studies (ANOVA table, the amounts of R2 and P-value) showed that the models were suitable for providing experimental data and in all models, the R2 value was greater than 0.99. P-value values also showed that the effects of quadratic model and reduced quadratic model were significant in ferric choloride dosage and coagulation pH. These experimental results were consistent with those predicted by the model. Conclusion: According to the obtained results by response surface methodology, coagulation–flocculation process can be used as the effective process to remove leachate inhibitors.</div> تصفیه شیرابه, کلرید آهن, روش سطح پاسخ, انعقاد-لخته‌سازی : Leachate treatment, Ferric chloride, Response surface methodology, Coagulation–flocculation. 455 476 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-25-99&slc_lang=fa&sid=1 Mehdi Khojastehpour مهدی خجسته‌پور 10031947532846005828 10031947532846005828 Yes Professor, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran استاد، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران. Saeed Ghanbari Azad Pashaki سعید قنبری آزاد پاشاکی 10031947532846005829 10031947532846005829 No Ph.D Student, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. دانشجوی دکتری تخصصی گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. Mohammadali Ebrahimi-nik محمدعلی ابراهیمی نیک 10031947532846005830 10031947532846005830 No Assistant Professor, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran استادیار، گروه مهندسی ‌بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. Abbas Rohani عباس روحانی 10031947532846005831 10031947532846005831 No Associate Professor, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran دانشیار، گروه مهندسی ‌بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.