چکیده:
در سالهاي اخيراستفاده از لجن تصفيه خانه فاضلاب شهري بعنوان كود و اصلاح كننده خاكهاي كشاورزي در سراسر جهان مورد توجه قرار گرفته است.لجن تصفيه خانه فاضلاب شهری قبل از استفاده بر روي زمينهای کشاورزی بايدتوسط فرآيندي مناسب و ساده تثبيت شود تا خطرات زيست محيطي ناشي از آن به حداقل برسد.هدف از مرحله تثبيت، تبديل مواد آلي فساد پذير به مواد غير قابل تجزيه،كاهش عوامل بيماري زا يا نابودي آنها ،كاهش يا حذف رطوبت و مواد جامد فرار آن و تبديل لجن به يك محصول قابل استفاده و مفيدمي باشد.در اين تحقيق قابليت كود سازی ، لجن آبگيري شده تصفيه خانه فاضلاب جنوب اصفهان با افزودن خاك اره بعنوان ماده حجيم كننده مورد بررسي قرار گرفت. نتايج فوق نشان می دهند که با استفاده از روش كمپوست هوازی بصورت ويندرو می توان لجن حاصل از تصفيه خانه فاضلاب جنوب اصفهان را كه عمليات تثبيت بصورت كامل روي آن انجام نشده ، به کود تبديل کرد. با توجه به اينكه اكثر خاكهاي كشاورزي كشور ما داراي مقاديرکمی مواد آلي اند،کودحاصل دارای 64 درصد مواد آلي است که اصلاح كننده مناسبي براي بهبود حاصلخيزي خاكهاي كشاورزي میباشد. همچنين مقدار ازت موجود در کود فوق برابر با 20/2 درصد بودكه از نظر ارزش كودي و مواد مغذي قابل رقابت بـــا كودهاي حيواني خواهد بود وتعدادكليفرمهاي مدفوعي موجود درکودحاصله کمتر ازحد استاندارد كلاس A سازمان حفاظت محيط زيست آمريكا مي باشد .


کلمات کلیدی : فاضلاب شهری - لجن تصفيه خانه– فرآيند کمپوست –ويندرو- ارزش کودی

مقدمه :
بيش از 80 درصد زمينهاي كشاورزي ايران از نظر مواد آلي فقير مي باشندکه اين خاکها عمدتا" در مناطق خشك و نيمه خشك ايران قرار دارند. بنابراين براي بهبود باروري و حاصلخيزي خاكهاي كشاورزي نیاز به افزودن مواد آلي به آنها است اما منابع محدود سنتي مواد آلي ( کودهاي حيواني) جوابگوي نياز روز افزون بخش كشاورزي به كود آلي نمي باشد (1). از اين رو استفاده از ساير مواد زائد (زائدات كشاورزي، لجن فاضلاب و مواد زائد صنعتي) به عنوان منبع مواد آلي رو به گسترش است. اين مواد قبل از كاربرد بر روي زمينهاي كشاورزي به منظوركاهش خطرات زيست محيطی بايد پردازش شوند.ساليان زيادی است که براي بهبود حاصلخيزي زمينهاي كشاورزي ازلجن تصفيه خانه فاضلاب شهری استفاده میشود. لجن تصفيه خانه فاضلاب شهری قبل از استفاده بر روي زمينهای کشاورزی بايد مراحل مختلف پردازش را طي كند تا عاري از مواد خطرناك براي محيط زيست شود.مهمترين مرحله پردازش لجن تصفيه خانه فاضلاب شهری مرحله تثبيت آن است (2). هدف از مرحله تثبيت ، تبديل مواد آلي فساد پذير با استفاده از فرآيند بيولوژيك به يك ماده تثبيت شده ،كاهش عوامل بيماري زا يا نابودي اين عوامل، كاهش يا حذف رطوبت و مواد جامد فرار آن و تبديل لجن به يك محصول قابل استفاده و مفيد مي باشد.لجن حاصل از تصفيه خانه فاضلاب شهري بدليل دارا بودن مقادیر بالای رطوبت براي كمپوست شدن نياز به افزودن مواد حجيم كننده دارد تا وزن حجمي آنكاهش يافته و فضاهاي مورد نياز براي عبور هوا افزايش پيدا كند و مقدار درصد جامدات و كربن آن نيز افزايش يابد. مواد حجيم كننده بكار رفته در كمپوست لجن شامل خاك اره ، خرده چوب ، زغال سنگ ، پوشال برنج ، كود حيواني و... مي باشند(3) .
در کشور ما ، محصول نهايی حاصل از تصفيه فاضلاب شهری پساب و لجن می باشد که براي تثبيت لجن از هاضم هاي بيهوازي استفاده مي شود. اما هاضم هاي بيهوازي مورد استفاده در تصفيه خانه هاي فاضلاب شهري ايران داراي مشكلات بهره برداري و عملياتي فراواني اند و عمل تثبيت لجن را بصورت ناقص انجام مي دهند. بنابراين ، بايستي لجن خروجي از اين هاضم ها را قبل از استفاده بر روی زمينهای کشاورزی ، تثبيت تكميلي نمود و يا از روش ديگري كه داراي تكنولوژي آسان ، راهبري ساده و كارآيي بيشتری است استفاده نمود. امروزه فرآيند كمپوست هوازی لجن تصفيه خانه فاضلاب شهری بدليل برخورداري از فن آوری آسان و عدم نياز به وسايل گران قيمت در تثبيت آنها مورد توجه قرار گرفته است (2).کمپوست يك روش تجزيه بيولوژيك موادآلي است كه توسط باكتريها، قارچها واكتينوميستها كه كارگران بيولوژيك آن ميباشند صورت ميگيرد . در اين فرآيند ، موادآلي در حضور شرايط مناسب رطوبت،اكسيژن،نسبتC/N ، درجه حرارت و pH تجزيه شده و به دي اكسيدكربن،آب وگرما تبديل ميشوند. هدف از اين فرآيند تبديل بيولوژيك مواد آلي فوق به شكل تثبيت شده آن و از بين بردن پاتوژنهاست تا بتوان از آن بعنوان يك ماده اصلاح كننده خاكهاي كشاورزي استفاده كرد. در اين تحقيق قابليت كمپوست شدن لجن آبگيري شده تصفيه خانه فاضلاب جنوب اصفهان با استفاده از افزودن خاك اره بعنوان ماده حجيم كننده مورد بررسي قرار گرفته است .

مواد و روشها :
1) ساخت پايلوت: اين مطالعه به مدت چهار ماه از تاريخ فروردين تا تير ماه 1383 انجام شد. لجن مورد نياز اين تحقيق از بسترهاي لجن خشك كن تصفيه خانه فاضلاب جنوب اصفهان تهيه شد. لجن فوق توسط لودر حمل و به سوله ای در شرق تصفيه خانه منتقل شد. روش مورد استفاده دراين تحقيق نيز كمپوست هوازي لجن بصورت ويندرو بود. در شروع كار لجن با رطوبت80 درصدبا خاك اره با 5 درصد رطوبت به نسبت 3 به 1 مخلوط شد تا نسبت C/N حاصل براي شروع كار كمپوست لجن برابر1/25بدست آيد(4). اندازه توده ويندرو فوق نيز2/1 مترارتفاع،5/1مترعرض و5/2متر طول بود و برای هوادهی نيز هر 7 تا10 روز يکبار توده ويندرو توسط كارگر زيرورو ميشد تا هوادهی آن به خوبی صورت گيرد. هوادهی توده کمپوست تا مرحله رسيدن آن ادامه يافت . در ابتدای کار و پس از هر مرحله زيرو رو کردن توده کمپوست از آن نمونه برداری می شد و نمونه ها برای بررسی پارامترهای شيميايی و بيولوژيک به آزمايشگاه فرستاده میشدند. از پارامترهاي نسبت آمونيوم به نيترات در نمونه ها،مقدار درصدجامدات فرار و مقدار آنزيم دهيدروژناز به منظور تعيين زمان رسيدن توده كمپوست استفاده شد.
2) پارامترهاي اندازه گيري شده:براي تعيين pH توده كمپوست در مراحل مختلف آن ابتدا سوسپانسيون 10/1 وزن به حجم كمپوست به آب مقطر تهيه شد. سپس اين سوسپانسيون به مدت30 دقيقه با شدت 350 دور در دقيقه شيكر و در نهايت توسط دستگاهpH متر اندازه گيري صورت گرفت(4).براي تعيين مقدار رطوبت نيز از روش بكار رفته در قسمت 2540 G استاندارد متد استفاده شد(5). مقدار مواد آلي فرار موجوددر نمونه هاي كمپوست نيز پس از خشك شدن نمونه ها در دماي 103 تا 105 درجه به مدت يك ساعت در دماي550 درجه دركوره الكتريكي قرارداده شدند و اختلاف وزن آنها بيانگر درصد مواد آلي فرار بود(5). درصد كربن موجود در نمونه ها نيز از طريق سوزاندن نمونه خشك شده در دماي 750 درجه توسط كوره الكتريكي به مدت 2 ساعت صورت گرفت وپس از بدست آوردن درصد خاكستر موجود در نمونه با استفاده از رابطه (1.8/خاكستر- 100= درصد كربن) بدست آمد(4).درصد نيتروژن كل نيز با استفاده از روش كجلدال و هضم نمونه توسط اسيد ساليسيليك و تيوسولفات صورت گرفت(4 ).مقدارآمونيوم و نيترات موجود در نمونه ها نيز با استفاده از روش هضم توسط كلريد پتاسيم صورت گرفت(6).تعداد كليفرمهاي مدفوعي نيز با استفاده از روش MPN طبق روش 9221E استاندارد متد تعيين مقدار شد(5).براي تعيين مقدار آنزيم دهيدروژناز نيزابتدا مقدار 5/0 گرم نمونه كمپوست با1/0گرم كربنات كلسيم و يك ميلي ليتر محلول 2و3و5 تري فنيل تترازوليوم كلرايد و5/2 ميلي ليتر آب مقطر مخلوط و به مدت 24 ساعت در دماي 37 درجه در انكوبانور قرار داده شد . سپس به لوله آزمايش مقدار 10 ميلي ليتر متانول افزوده شد تا نمونه توسط آن استخراج شود . سپس آنرا سانتريفوژ كرده و مايع رويي جمع آوري و جذب نور آن با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتر در طول موج 485 نانومتر قرائت شد(7).