پديد آورنده :
نامداري، مريم
عنوان :
توليد كود مايع و زغال زيستي از لجن بيولوژيك تصفيه خانه فاضلاب شهري و اثر آنها بر رشد گياه ذرت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
آلودگيهاي محيط زيست
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده منابع طبيعي
صفحه شمار :
سيزده،[71]ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن سليماني، نوراله ميرغفاري
توصيفگر ها :
آلودگي محيط زيست , حاصلخيزي خاك , فلزات سنگين , لجن فاضلاب
استاد داور :
علي لطفي، محمدعلي حاج عباسي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/16
دانشكده :
مهندسي منابع طبيعي
چكيده فارسي :
چكيده لجن فاضالب محصول اجتناب ناپذير تصفيهخانه فاضالب است كه اگر به درستي دفع نشود يك منبع آلودگي جدي براي محيط زيست به شمار ميرود بنابراين قبل از كاربرد لجن فاضالب در زمينهاي كشاورزي اين ماده بايد توسط فرايندي مناسب و ساده تثبيت شود تا خطرات زيست محيطي آن به حداقل برسد به جز روشهاي مرسوم مورد استفاده براي دفع لجن فاضالب استفاده مستقيم در بخش كشاورزي سوزاندن و دفن لجن اخيرا فرآيند حرارتي اين ماده كه بر تبديل زيست توده به زغال زيستي متمركز است بيشتر مورد توجه قرارگرفته است اين فرآيند منجر به كاهش حجم پسماندهاي جامد و حذف پاتوژنها و تركيبات آلي كه در حال حاضر يكي از نگرانيهاي مربوط به لجن فاضالب است ميشود همچنين افزودن زغال زيستي به خاك ميتواند منجر به بهبود كيفيت و سالمت خاك و افزايش عملكرد محصول شود در اين مطالعه تبديل لجن فاضالب تصفيهخانه چهارمحال و بختياري به زغال زيستي در 9 دماي 669 664 و 661 درجه سانتيگراد بررسي شد همچنين توليد كود مايع از لجن مورد بررسي قرار گرفت مشخصه يابي زغالهاي زيستي و كود مايع توليدي با انجام آزمايشهاي تعيين غلظت فلزات سنگين روي سرب كادميوم كروم نيكل آهن و مس غلظت قابل جذب زيستي فلزات سنگين درصد نيتروژن كل فسفر قابل جذب پتاسيم تبادلي و محلول غلظت سديم كل ميزان هدايت الكتريكي بازدهي توليد زغال زيستي مقدار رطوبت مقدار خاكستر و pH انجام شد در مرحله بعد كاربرد زغال زيستي بهدست آمده از پيروليز لجن فاضالب در دماي 669 درجه سانتيگراد به عنوان اصالحكننده خاك براي كشت گياه ذرت در مقايسه با لجن فاضالب اوليه در سطوح 6 5 9 و 1 درصد وزني در طول يك دوره 8 ماهه در گلخانههاي دانشكده منابع طبيعي دانشگاه صنعتي اصفهان بررسي شد عالوه بر تأثير تيمارهاي مختلف بر رشد گياه ذرت تغييرات مقدار قابل جذب فلزات سنگين عصاره گيري شده با AB DTPA در لجن و زغال زيستي و نيز مقدار جذبشده به وسيله گياه اندازهگيري شد براي اندازهگيري فلزات سنگين از دستگاه جذب اتمي مدل Perkin 007 Elmer AAnalyst استفاده شد مقايسه نتايج با استاندارد سازمان غذا و كشاورزي كاليفرنيا نشان داد غلظت تمام فلزات سنگين بهجز سرب در زغال زيستي توليدشده در دماي 664 و 661 درجهي سانتيگراد و نيكل در همه نمونهها در محدودهي استاندارد بود غلظت فلزات كود مايع آلي لجن فاضالب كمتر از مقادير گزارش شده بهوسيلهي سازمان محيط زيست آمريكا بود نتايج نشان داد با افزايش دماي پيروليز از 669 به 661 درجه سانتيگراد pH مقدار خاكستر ميزان فلزات سنگين و ميزان سديم كل زغالهاي زيستي افزايش يافت از سوي ديگر بازدهي توليد زغال زيستي نيتروژن كل فسفر قابل جذب هدايت الكتريكي رطوبت و پتاسيم قابل جذب كاهش يافت با وجود افزايش غلظت فلزات سنگين با افزايش دماي پيروليز نتايج حاصل از نمونههاي عصارهگيري شده با DTPA نشان داد روند پيروليز دسترسي زيستي فلزات سنگين روي سرب كادميوم كروم نيكل آهن و مس را كاهش ميدهد ميزان نيتروژن كل پتاسيم محلول غلظت فلزات سنگين در كود مايع با افزايش مراحل استخراج كود مايع آلي از لجن كاهش يافت درصورتيكه ميزان فسفر قابل جذب سديم كل pH و هدايت الكتريكي افزايش يافت كاربرد زغال زيستي باعث افزايش عملكرد وزن خشك و تر اندام هوايي و ريشه طول گياه قطر ساقه ميزان كلروفيل و تعداد برگ گياه ذرت نسبت به تيمار لجن و شاهد خاك بدون افزودن زغال زيستي و لجن شد غلظت فلزات سنگين روي آهن نيكل و كادميوم در اندام هوايي ريشه ذرت كشتشده در تيمار زغال زيستي كمتر از تيمار لجن بود كه ناشي از كا هش مقدار قابليت جذب زيستي فلزات در تيمارهاي زغال زيستي نسبت به لجن فاضالب بود اضافه كردن زغال زيستي و لجن فاضالب به خاك به طور كلي باعث بهبود توليد زيست توده گياه ذرت شد ولي تأثير زغال زيستي بيشتر بود نتايج بهدست آمده نشان داد كه زغال زيستي حاصل از پيروليز لجن فاضالب قادر به اصالح خاك و بهبود رشد گياه و كاهش ريسك انتقال فلزات به زنجيره غذايي است كليدواژهها آلودگي محيط زيست حاصلخيزي خاك زغال زيستي فلزات سنگين لجن فاضالب
چكيده انگليسي :
Production of Liquid Fertilizer and Biochar from Biological Sludge of Urban Wastewater Treatment Plant and Their Effect on Growth of Zea mays L Maryam Namdari m namdari22@yahoo com September18 2016 Department of Natural Resources Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree MSc Language Persian Dr Mohsen Soleimani M Soleimani@cc iut ac ir Dr Nourollah Mirghaffari mnorolah@cc iut ac irAbstractSewage sludge is the inevitable product of wastewater treatment plants which if not disposed of properly is asource of serious pollution to the environment So before applying sewage sludge to agricultural lands it shouldbe stabilized using suitable and simple processes to minimize its environmental hazards Apart from theconventional methods used for the disposal of sewage sludge direct use in agriculture incineration and landfill thermal process that converts waste biomass into biochar has been considered recently This process leads toreduction of solid waste and removal of pathogens and organic compounds from sewage which is one of thechallenge of its application Besides adding bio char to the soil could improve the quality and health of the soiland increase crop yield In the current study the feasibility of sewage sludge conversion to biochar in 3temperatures including 300 400 and 500 0C was investigated Furthermore the production of liquid fertilizerfrom the sewage sludge was investigated The characterization of biochar and liquid fertilizer were determinedconsidering various parameters including heavy metal concentrations Zn Pb Cd Cr Ni Fe and Cu bio available concentrations of heavy metals total N available phosphorus exchangeable potassium soluble sodiumconcentration electrical conductivity as well as biochar productivity moisture and ash contents and pH In thenext stage the effect of adding biochar obtained from the pyrolysis at temperature of 300 0C as a soil modifier incomparison to sewage sludge at levels of 0 1 3 and 5 w w on corn Zea Mays L growth were investigatedover a period of 2 months in the greenhouse of Department of Natural Resources Isfahan University ofTechnology Additionally changes in the availability of heavy metals extracted by ammonium bicarbonate diethylene triamine pentaacetic acid AB DTPA in the sludge and biochar samples as well as heavy metalsuptake by plants were measured Atomic absorption spectrometer model Perkin Elmer AAnalyst700 was usedfor heavy metal measurement According to the California Food and Agriculture Organization standard concentration of heavy metals except for the amount of lead in Biochar produced at 400 and 500 C and nickelin all samples were in accepted ranges Concentrations of heavy metals in the organic liquid fertilizer sewagewere less than the amount reported by US Environmental Protection Agency Results showed that withincreasing pyrolysis temperature from 300 to 500 C the pH the amount of ash heavy metals and total sodiumof biochar samples increased In the other hand biochar yield the total nitrogen phosphorus electricalconductivity moisture and available potassium decreased Despite the increase in the concentration of heavymetals with increasing the pyrolysis temperature metal concentrations extracted by DTPA showed reducing thebioavailability of heavy metals including Zn Pb Cd Cr Ni Fe and Cu Total nitrogen soluble potassium andheavy metal in organic liquid fertilizers decreased with increasing the extraction process while the amount ofphosphorus sodium pH and electrical conductivity increased Application of biochar enhanced wet and dryweight of shoots and roots plant height stem diameter chlorophyll content and leave number of maizecompared to the sludge treatment and control soil without adding biochar and bio sludge The concentrationsof Zn Fe Ni and Cd in shoot and root of maize cultivated in soil with biochar were less than the plants grown insoil with sewage sludge because of decreasing the bioavailable concentration of metals in biochar samples Applica
استاد راهنما :
محسن سليماني، نوراله ميرغفاري
استاد داور :
علي لطفي، محمدعلي حاج عباسي
