از سوی دیگرتصفیه خانه فاضلاب شهری از نوع هوازی مقادیر قابل توجه ای لجن مازاد تولید می نماید که چنانچه این مقادیر رو به افزایش به نحو مناسبی مدیریت نشوند مشکلات زیست محیطی در آب و خاک و هوا و احتمال بروز بیماریها را برای جوامع شهری در بر دارد. با توجه به اهمیت دو موضوع مطرح شده یعنی زباله شهری و لجن می توان با ترکیب کردن این دو طی فرایندی، کود ترکیبی (co-composting) بدست آورد که مشکل زباله شهری و تصفیه خانه را حل کند و در نهایت کود تولیدی برای مصارف کشاورزی و …. به کار گرفته شود. در تحقیق حاضر با هدف بررسی فاکتورهای مؤثر در تولید کمپوست ترکیبی از قبیل نرخ هوادهی، اندازه ذرات، درصد رطوبت، فلزات سنگین و … در دو پایلوتی از جنس pelexiglass  به ارتفاع 1 متر و قطر 20 سانتیمتر انجام گردید. در هر مرحله از ترکیب 1:1:3 زباله به لجن به خرده چوب  (جهت ایجاد تخلخل مناسب) استفاده شد. در مرحله اول که در فصل زمستان راه اندازی شد اندازه ذرات کمتر از mm 10، درصد رطوبت اولیه 78 درصد، توده بدون زیر و رو شدن و نرخ هوادهی مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. مرحله دوم که در فصل تابستان راه اندازی شد نرخ  هوادهی 3 برابر ، رطوبت10درصد نسبت به مرحله اول كاهش و اندازه ذرات تا 4 برابر مرحله اول افزایش یافت. با توجه به میزان تجزیه بالا عمل زیر و رو کردن مواد هر 6-4 روز یکبار مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی نشان داد که زمان بعمل آوری کمپوست در شرایط تابستان چهار روز کمتر از مرحله اول و نرخ کاهش  نیز سریعتر از مرحله اول ثبت شد و از طرفی ترکیب زباله با لجن فاضلاب به نسبت 1:3 شرایط مناسبی جهت فرایند کمپوست می باشد.

با افزایش ابعاد ذرات، فرایند هوادهی به کمپوست افزایش و در نهایت زمان بلوغ رسیدن کمپوست به 5/12 درصد افزایش یافت. با توجه به افزایش دما در مرحله دوم از احتمال متعفن شدن یا بی هوازی شدن کمپوست با افزایش نرخ هوادهی جلوگیری شد.

نتایج لجن نشان داد که میزان مواد آلی در مراحل اول و دوم به ترتیب 30 و 25 درصد کاهش یافت و میزان فلزات سنگین در کمپوست ترکیبی نشان داد که محصول تولیدی در حد استاندارد قرار دارد.

فصل اول: مقدمه

1-1- کلیات

امروزه در اقصی نقاط دنیا شاهد پیشرفت روز افزون ملل مختلف در کلیه زمینه ها، بالاخص اقتصادی می‌باشیم. در هیچ دوره ای جهان چنین دگرگونی سریعی را بر خود ندیده است. از مشخصه های این نظام نوین، تولید بیش از پیش که نتیجه آن مصرف گسترده است، می باشد. این مصرف نتیجه ای جز تولید انبوه مواد ناخواسته یا به عبارت ساده تر، زباله در پی نخواهد داشت. زباله در جوامع شهر نشین، علی الخصوص شهرهای بزرگ که بافت جمعیتی آنها به صورت متمرکز می باشد، به عنوان یک محصول ناخواسته و منفور که در اسرع وقت می بایست آن را از محیط زندگی شخصی دور کرد، تعریف می شود.

امروزه پس از تجارب و آزمایش های طولانی مشخص شده است که ارزشمندترین و مؤثرترین کودها و تقویت کننده ها از انسان بدست می آید. چینی ها قبل از ما این اصل را رعایت می کردند و مدفوعات انسانی را به زمین هایشان بازگشت می دادند[33]. واقعیت اینست که بحرانهای زیست محیطی با وارد کردن خسارات جانی و مالی جبران ناپذیر به انسانها هشدار می دهند که دیگر توان خود پالایی از تن خسته طبیعت بدر آمده است. با این باور مدتهاست که کشورهای پیشرفته به منظور حفاظت از محیط زیست، عملیات تصفیه مواد زائد نظیر فاضلابها را قبل از دفع اجباری نموده اند[32].

تصفیه فاضلابها همواره با تولید دو بخش مجزای پساب و لجن همراه می باشد، از این میان پسابها غالباً کیفیتی مطلوب جهت دفع به محیط دارند در حالیکه لجنها بدلیل آلودگی بسیار زیاد نیاز به تصفیه و تثبیت بیشتر دارند. در یک تصفیه خانه فاضلاب شهری، تأسیسات تصفیه و تثبیت لجن به مراتب حساستر، تخصصی تر و پر هزینه تر از سایر واحدها می باشند، چنانچه به عنوان مثال حدود 30 درصد از کل هزینه احداث تصفیه خانه گرگان به واحد تثبیت لجن اختصاص یافت. بر این اساس بایستی توجهات خاصی بر بهینه سازی فنی و اقتصادی روش های تصفیه و تثبیت لجن معطوف گردد[32].

در کشورهای پیشرفته چندین سال است که تحقیقات جهت انتخاب الگوی بهینه تصفیه و تثبیت لجن شروع شده است. اینکار بایستی در کشور ما نیز همگام با گسترش صنعت فاضلاب، مورد عنایت مسئولین و متخصصین قرار گیرد. با توجه به اهمیت دو موضوع مطرح شده یعنی زباله شهری و لجن می توان با ترکیب کردن این دو طی فرایند، کود ترکیبی (co-composting) بدست آورد که مشکل زباله شهری و تصفیه خانه را حل کند.

2-1- ضرورت انجام تحقیق

یکی از روش های مؤثر در خنثی نمودن اثرات نامطلوب زباله ها و لجن، تبدیل آنها به کود کمپوست و استفاده مجدد از آنها به عنوان کودآلی (گیاهی) در کشاورزی است. در بیشتر کشورهای جهان، اقتصادی بودن این روش نسبت به سایر روش ها به اثبات رسیده است، بخصوص در مناطق کشاورزی و اطراف شهرهای کوچک (به طرق غیر صنعتی)، که حتی پایین بودن هزینه حمل و نقل، فراوانی مواد آلی و نیروی انسانی ارزان، می تواند بسیار اقتصادی باشد[10].

البته ذکر این مطلب ضروری است که کمپوست ترکیبی باید کاملاً در شرایط مناسب و بهداشتی تهیه و مصرف شود، زیرا زباله یک ترکیب نامتجانس است و کلیه اجزاء تشکیل دهنده آن قابلیت کمپوست شدن را ندارند و از طرفی بعضی از مواد متشکله زباله چنانچه با خاک مخلوط شوند، موجب نزول کیفیت آن می گردد و تعدادی از آنها موجب آلودگی خاک شده، از طریق جذب در گیاهان به انسانها و حیوانات انتقال می یابد که این خود موجب زیان های جبران ناپذیری می گردد و همچنین لجن دارای مقدار زیادی فلزات سنگین است که خود موجب نزول کیفیت لجن می گردد[10].

3-1- اهداف تحقیق

کمپوست ترکیبی فرآیندی است که خواه ناخواه با توجه به مشکلات عدیده ناشی از دفع نامناسب زباله‌های شهری ومشکلات لجن در تصفیه خانه ها در آینده ای نزدیک رشد و توسعه خواهد یافت. کمپوست فرآیندی سهل و ممتنع است. ساده به آن جهت که نیاز به دستگاه ها و تجهیزات پیچیده الکترونیکی و مکانیکی ندارد و با کمترین امکانات در تمامی مناطق با اقلیم های متفاوت و با هر ظرفیتی قابل اجرا است و ممتنع به آن خاطر که فرآیند یک فرآیند بیولوژیکی است. یعنی با موجودات زنده می بایست سروکار داشت و شرایط مناسب را برای تغذیه و رشد آنها می باید تأمین نمود. از این رو شناخت فاکتورها و عوامل موثر بر حیات، تغذیه ورشد این موجودات بسیار اساسی و مهم می باشد و کوچکترین بی اطلاعی از این امر موجب تولید محصولات ناخواسته در فرآیند کمپوست ترکیبی خواهد شد که موضوع اصلی ما در این رساله می باشد.

4-1- فرضیات تحقیق