فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 111 (آذر و دی 1396)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 111 (آذر و دی 1396)

  • 136 صفحه، بهای روی جلد: 150,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1396/08/08
  • تعداد عناوین: 11
|
  • مجید شادفر، رامین محمد علی تهرانی*، فرشته هوشیار صفحات 1-11
    آلودگی منابع آب زیرزمینی به نیترات، به عنوان آلاینده مقدم جدی ترین و متداول ترین مشکل محیط زیستی است. به علت محلول بودن نیترات، این ترکیب به راحتی به وسیله آب از لایه های مختلف خاک عبور کرده و به سفره های آب های زیرزمینی راه می یابد و از آنجایی که نزدیک به 40 درصد از آب آشامیدنی، از منابع آب های زیرزمینی تامین می شود، آلودگی آبهای زیرزمینی با نیترات آلودگی آبهای آشامیدنی را نیز به دنبال خواهد داشت. این نوع آلودگی ناشی از فعالیت های کشاورزی و دفع انواع فاضلاب هاست و با سرعت زیادی در حال رشد است. هدف این تحقیق، اندازه گیری یون نیترات در نمونه های محیط زیستی با استفاده از روش الکتروشیمیایی با دقت و حساسیت بالا و با به کارگیری یک الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده بر پایه نانوکامپوزیت متشکل از گرافن اکساید/نانوسلولز-نانوذرات نقره (NC/GO-GCE-Ag) می باشد. الکترود اصلاح شدهNC/GO-GCE –Ag پس از تهیه به عنوان نانوحسگر کامپوزیتی برای اندازه گیری الکتروکاتالیتیکی نیترات از طریق روش ولتامتری مورد استفاده قرار گرفت. اثر برخی پارامترها همچون سرعت اسکن از 50تا 550 میلی ولت بر ثانیه، pH از 2 تا 10 و غلظت های مختلفی از نیترات با مقادیر 005/0 تا 10 میلی مولار بررسی شد. شناسایی نانوکامپوزیت به کمک میکروسکوپ نوری روبشی(SEM)، پراش اشعه ایکس (XRD) و امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد بررسی قرار گرفت. حد تشخیص نانوحسگر ساخته شده با توجه به رابطه خطی غلظت در محدوده 005/0 تا 10 میلی مولار برابر با 016/0 میکرو مولار (S/N=3) تعیین شد. نانوحسگر NC/GO-GCE-Ag یک اثر هم افزایی در حضور گرافن اکساید و نانوسلولز و نانوکاتالیست نقره در جهت اندازه گیری ولتامتری نیترات نشان داد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد روش فوق دارای دقت و صحت بالایی بوده و نانو حسگر ساخته شده با پایداری طولانی مدت قادر است یون نیترات موجود در محلول های آبی را بدون دخالت قابل ملاحظه عوامل مداخله گر شناسایی و تعیین مقدار نماید.
    کلیدواژگان: نیترات، نانو حسگر، ولتامتری، گرافن اکساید، نانو سلولز، نانوذرات فلز نقره
  • عطیه قاجاریه *، خسرو فریزاده، محسن حسینخانی صفحات 12-21
    رنگ ها از جمله آلاینده های اصلی موجود در فاضلاب های صنایع نساجی می باشند که به دلیل ساختار پیچیده مولکولی، غالبا سمی و سرطانزا بوده و در محیط زیست پایدار می باشند. بنابراین هدف اصلی این پژوهش بررسی کارایی حذف رنگ بازیک آبی 159 (BB159) از محیط های آبی توسط هیدروژل مهره های مغناطیسی آلجینات سدیم بود. ابتدا هیدروژل مهره های مغناطیسی آلجینات سدیم بر اساس روش راچر و با استفاده از CaCl2 به عنوان کراس لینک کننده، سنتز شدند. سپس گروه های فعال موجود در سطح مهره های مغناطیسی تولید شده توسط طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریهمورد مطالعه قرار گرفت. خواص مغناطیسی مهره ها توسط مغناطیس سنج نمونه ارتعاشیاندازه گیری و پارامترهای مغناطیسی محاسبه شد. اثر پارامترهای مختلف از جمله مقدار جاذب،pH ، غلظت اولیه رنگزا و زمان تماس در میزان حذف رنگزای 159BB توسط این جاذب مورد بررسی قرار گرفت. ایزوترم جذب رنگزای 159BB بر روی هیدروژل مهره های مغناطیسی آلجینات سدیم توسط مدل های لانگمیر، فروندلیچ، تمکین و بی.ای.تی بررسی شد. با توجه به نتایج به دست آمده می توان دریافت که مهره های مغناطیسی آلجینات سدیم دارای گروه های -COO و- OH بوده که در جذب رنگزای 159BB با بار مثبت، نقش شایانی دارند. مقدار مغناطش اشباع برای مهره های آلجینات سدیم/ نانو ذرات آهن emu/g8/21 به دست آمد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان حذف رنگزا از محلول رنگی در pH برابر 11، مدت زمان 120 دقیقه و مقدار 9 گرم جاذب صورت گرفته است. از نتایج به دست آمده می توان دریافت که حذف رنگزای مذکور از مدل لانگمیر تبعیت می کند. نتایج این تحقیق نشان داد که هیدروژل مهره های مغناطیسی آلجینات سدیم دارای راندمان قابل قبولی (85 درصد) برای حذف رنگزای 159BB از محیط های آبی می باشد.
    کلیدواژگان: هیدروژل مهره های مغناطیسی، آلجینات سدیم، رنگزای آبی 159، محیط آبی، ایزوترم جذب
  • ابوالقاسم علی قارداشی، زهرا کاشی تراش اصفهانی*، عباس افخمی صفحات 22-38
    نوشیدن آب آلوده به نیترات در درازمدت تهدید جدی برای سلامتی انسان محسوب می شود. در این مطالعه افزایش توانایی گرافن اکساید توسط فعال سازی با اسید کلریدریک به منظور حذف نیترات از محیط های آبی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها به صورت ناپیوسته و با تغییر فاکتورهای موثر در واکنش مانند pH، زمان ماند، غلظت نیترات، غلظت گرافن اکساید و گرافن اکساید فعال شده، صورت گرفت و کارایی حذف با استفاده از آزمون آماری ONE WAY ANOVA و نرم افزار SPSS-16 مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات ساختاری گرافن اکساید فعال شده با استفاده از روش FE-SEM مجهز به طیف سنجی پراش انرژی و سطح ویژه آن نیز با استفاده از روش BET و BJH تعیین شد. نتایج نشان می دهد که 52 درصد ساختار گرافن اکساید فعال شده از کربن تشکیل شده و متوسط قطر منافذآن26/896 نانومتر می باشد. در این مطالعه حداکثر میزان جذب تعادلی برآورد شده توسط گرافن اکساید فعال شده در حدود 33/3333 میلی گرم بر گرم برای نیترات به دست آمد که این مقدار از مقادیر گزارش شده توسط سایر جاذب های مطالعه شده تاکنون بسیار بالاتر است. با توجه به نتایج حاصله می توان از گرافن اکساید فعال سازی شده به عنوان یک روش جدید برای حذف نیترات از محیط های آبی بهره برداری نمود.
    کلیدواژگان: گرافن اکساید، فعال سازی، مشخصه یابی، نیترات
  • مریم نوروزی چلچه، عبدالمجید فدایی*، فاضل محمدی مقدم، گشتاسب مردانی صفحات 39-47
    از نگرانی های اصلی آلودگی های دارویی حضور آنتی بیوتیک ها در منابع آبی و فاضلاب است که سبب مقاومت میکربی و افزایش مقاومت دارویی در انسان و جمعیت میکروب های بیماریزای محیط زیست می شود. هدف از این مطالعه بررسی کارایی فرایند اکسیداسیون پیشرفته (H2O2/ZnO) در حذف آنتی بیوتیک سفتریاکسون از محیط های آبی می باشد. این مطالعه به روش تجربی انجام گرفت. اندازه نانو ذره اکسید روی با استفاده از روش های SEM، XRD وTEM آنالیز شد. پارامترهای موثر بر فرایند اکسیداسیون از جمله pH (3، 7 و 11)، نسبت مولی H2O2/ZnO (1، 5/1 و 3)، غلظت اولیه سفتریاکسون (5، 10 و 15 میلی گرم در لیتر) و زمان تماس (30، 60 و 90 دقیقه) بررسی شد. در این مطالعه از روش آنالیز آماریSPSS (آزمونANOVA) استفاده شد. یافته های حاصل از XRD ساختار کریستالی هگزاگونال نانو ذرات اکسید روی را نشان داد، تصویر TEM کروی بودن این نانو ذرات را تایید کرد و نتایج حاصل از تصویر SEM نشان داد که اندازه نانو ذره روی در این مطالعه کمتر از 30 نانومتر است. نتایج نشان داد که درpH بهینه برابر با 11 و زمان تماس 90 دقیقه و نسبت مولی H2O2/ZnO برابر 5/1، کارایی حذف آنتی بیوتیک سفتریاکسون 92 درصد می باشد. با توجه به یافته های این تحقیق فرایند اکسیداسیون پیشرفته H2O2/ZnO از قدرت بالایی در حذف آنتی بیوتیک سفتریاکسون از محلول های آبی برخوردار است.
    کلیدواژگان: فرایند اکسیداسیون پیشرفته، نانو ذره اکسید روی، آنتی بیوتیک، سفتریاکسون، پراکسید هیدروژن
  • مرضیه حسینی نسب*، روح الله رضازاده صفحات 48-57
    آب نقش مهمی در فراوری کانی ها دارد و تقریبا برای فراوری یک تن ماده معدنی 2 تا 3 تن آب مصرف می شود. بخش عمده عملیات بازیابی آب در تیکنرها انجام می شود. در تحقیق حاضر، به منظور مهار باطله تر خروجی از کارخانه هماتیت گل گهر، در حالات مختلف خوراک دهی، میزان مناسب مصرف فلوکولانت با اهمیت دادن به شفافیت آب سرریز و صرفه جویی در مصرف آب کارخانه تعیین شد. آزمایش های ته نشینی با تغییر نوع فلوکولانت مورد استفاده (A25، A26 Yazd، A26 Esfahan، A27، A28)، میزان مصرف فلوکولانت (20، 25، 30، 35 و 40 گرم بر تن) و درصد جامد خوراک ورودی تیکنر (5، 7، 9، 10 و 11 درصد) انجام شد. با توجه به دخالت سه عامل ذکر شده در پنج سطح مختلف، طرحL25 تاگوچی برای انجام آزمایش ها انتخاب شد.نتایج به دست آمده از آنالیز واریانس با در نظر گرفتن قابلیت اعتماد 95 درصد نشان داد که نوع فلوکولانت و درصد جامد خوراک ورودی تاثیر قابل ملاحظه ای بر شفافیت آب ندارد، اما مقدار مصرف فلوکولانت به طور چشمگیری شفافیت آب را تغییر می دهد) 006/0=p-value). همچنین مشخص شد که استفاده از فلوکولانتA26 با میزان 40 گرم بر تن، شفافیت بهینه آب را در پی خواهد داشت. با اجرای نتایج این تحقیق در کارخانه مورد مطالعه، میانگین مصرف آب به ازای هر تن ماده ورودی از 86/0 متر مکعب به 49/0 مترمکعب کاهش و در نتیجه درصد رسوبات کف واحد تغلیظ کننده از 7 درصد به 45 درصد افزایش یافت.
    کلیدواژگان: بازیافت آب، گل گهر، باطله، فلوکولانت، طرح آزمایش تاگوچی
  • افشین تکدستان، الهام حسینی پناه*، عبدالکاظم نیسی صفحات 58-68
    کنده و گل حفاری حاوی مقادیر قابل ملاحظه ای هیدروکربن نفتی است که علاوه بر آلودگی محیط زیست، سلامت انسان را به مخاطره می اندازند. هدف از این تحقیق بی خطرسازی کنده حفاری توسط فرایند زیستی ورمی کمپوست و کمپوست لجن فاضلاب می باشد. این مطالعه از نوع تجربی آزمایشگاهی بود و در آن از دو پایلوت به مدت دو ماه با دو تکرار با اختلاط یکسان لجن بیولوژیکی با کنده حفاری آلوده به TPH به همراه خاک اره و زائدات باغبانی به منظور انجام فرآیند ورمی کمپوست و کمپوست استفاده شد. به منظور تعیین میزان غلظت TPH باقیمانده از دستگاه GC-FID استفاده شد.نتایج این تحقیق نشان می دهد که پایلوت ورمی کمپوست نسبت به کمپوست راندمان بالاتری در حذف TPH دارد به طوری که بعد از 60 روز میزان TPH در توده مخلوط از مقدار اولیه 004/42 گرم بر کیلوگرم به 316/11 گرم بر کیلوگرم رسید. راندمان حذف TPHبرای پایلوت ورمی کمپوستA وکمپوست B به ترتیب 1/73 درصد و 3/55 درصد در پایان دوره تثبیت به دست آمد. همچنین میزان TPH در دو پایلوت کمپوست و ورمی کمپوست در روز 45 ام و روز 60 ام دارای اختلاف معنی دار بود (05/0 p< ). نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که فرایند ورمی کمپوست نسبت به فرایند کمپوست،توانایی بیشتری در حذف هیدروکربن های نفتی موجود در کنده حفاری پایه روغنی دارد.
    کلیدواژگان: میدان نفتی اهواز، TPH، لجن بیولوژیکی، ورمی کمپوست، کمپوست
  • مجتبی شوریان*، سید محمد جواد داودی صفحات 69-83
    بالا بودن سطح آب زیرزمینی در مناطق شهری باعث بروز مشکلات متعددی در سازه های موجود و پروژه های عمرانی می شود. در روش مرسوم زهکشی با حفر تعدادی چاه و پمپاژ آب از آبخوان، سطح ایستابی تا مقدار مطلوب پایین آورده می شود. علی رغم کارایی قابل قبول این روش، هزینه اجرایی آن غالبا زیاد است. بنابراین بهینه سازی طراحی سیستم پمپاژ آب زیرزمینی در این گونه پروژه ها حائز اهمیت بوده و می تواند باعث صرفه جویی چشمگیر در هزینه های نهایی شود. در این پژوهش، حل مسئله جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ با حداقل هزینه زهکشی و به منظور افت سطح آب زیرزمینی با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مد نظر قرار گرفت. مدل شبیه سازی مورد استفاده به منظور بررسی رفتار آبخوان تحت تاثیر احداث چاه های پمپاژ نرم افزار MODFLOW و الگوریتم بهینه سازی به منظور تعیین جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ الگوریتم کرم شب تاب می باشد. مدل توسعه یافته FOA-MODFLOW بر روی آبخوان محدوده مسجد جامع شهر کرمان به منظور طراحی و جانمایی بهینه چاه های پمپاژ آب تحت هدف کمینه سازی هزینه کل طرح اجرا شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در محدوده مذکور، ضمن کاهش قابل توجه هزینه طرح نسبت به طرح پیشنهادی توسط مشاور پروژه، می توان با احداث دو حلقه چاه با مجموع نرخ پمپاژ 5503 متر مکعب در روز، به میزان حداقل 5/1 متر در محدوده مذکور افت ایجاد کرد، در شرایطی که میزان نشست زمین در محدوده طرح نیز در حد مجاز باشد. همچنین بررسی تاثیر پارامترهای مهم حاکم بر مسئله بیانگر تاثیر مقادیر حداکثر رقوم مجاز سطح آب زیرزمینی و حداکثر دبی پمپاژ چاه ها بر روی جواب های مسئله می باشد. از طرف دیگر نتایج، عملکرد مناسب رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مورد استفاده در حل مسائل آب زیرزمینی را نشان می دهد. در این رویکرد تلفیق یک مدل شبیه ساز با قابلیت لحاظ جوانب مختلف سیستم آبخوان و یک الگوریتم بهینه ساز فراکاوشی با قابلیت نیل به مقادیر بهینه سراسری متغیرهای تصمیم، منتج به طراحی و جانمایی بهینه چاه های برداشت از آبخوان با هدف افت سطح آب زیرزمینی شد.
    کلیدواژگان: زهکشی آب زیرزمینی، چاه های پمپاژ، شبیه سازی - بهینه سازی، مدل MODFLOW، الگوریتم کرم شب تاب
  • میر جعفر صادق صفری، میرعلی محمدی * صفحات 84-91
    بررسی قابلیت انتقال رسوب کانال، یکی از عوامل مهم در طراحی سیستم های دفع فاضلاب و زهکشی آبهای سطحی شهری است. کاهش ظرفیت هیدرولیکی جریان در نتیجه ته نشینی ذرات رسوبی مشکلات عدیده ای را ایجاد می کند. طراحی کانال بر اساس معیار خودشویی، ته نشینی رسوب در جریان را به حداقل رسانده و از کاهش ظرفیت هیدرولیکی جریان جلوگیری می کند. بررسی ادبیات پیشینه موضوع نشان می دهد که مدل خودشویی برای کانال ذوزنقه ای پیشنهاد نشده است.در این تحقیق آزمایش ها برای بررسی شرایط خودشویی عدم ته نشینی با بستر تمیز در یک کانال با مقطع ذوزنقه ای انجام شد. آزمایش ها با استفاده از چهار اندازه ذره رسوبی و در شیب ها و دبی های محتلف انجام شد. بر پایه داده های آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن پارامترهای جریان، سیال، رسوب و کانال، یک مدل خودشویی بار بستر برای کانال ذوزنقه ای پیشنهاد شد. مدل ارائه شده در این تحقیق با مدل های متناظر در پیشینه موضوع بر اساس دو شاخص آماری ریشه میانگین مربعات خطا و درصد میانگین مطلق خطا بر روی داده های آزمایشگاهی به دست آمده برای کانال ذوزنقه ای مقایسه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، شکل سطح مقطع کانال عاملی موثر برای تعیین سرعت خودشویی کانال است. به دلیل اینکه شکل مقطع کانال بر روی مقاومت جریان تاثیر می گذارد، مدل هایی که پارامتر ضریب اصطکاک کانال را به عنوان متغیر مستقل استفاده کرده اند، دارای قابلیت محاسباتی بهتری می باشند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل های خودشویی ارائه شده برای کانال های دایره ای و مستطیلی به هنگام کاربرد در کانال ذوزنقه ای خطایی نزدیک به 15 درصد دارند. مدل ارائه شده در این تحقیق برای طراحی کانال های با جداره صلب با شکل سطح مقطع ذوزنقه ای توصیه می شود.
    کلیدواژگان: بار بستر، سطح مقطع، انتقال رسوب، خودشویی، کانال ذوزنقه ای
  • اکرم سیفی *، حسین ریاحی مدوار صفحات 92-105
    مدیریت کیفیت آب در آبخوان های چندمنظوره نیازمند بررسی وضعیت کیفی آنها براساس استانداردهای چندگانه است. با توجه به کمبود مطالعات در زمینه پایش آبخوان های چندمنظوره، این پژوهش با هدف بررسی وضعیت کیفی آب زیرزمینی آبخوان چندمنظوره کشاورزی- معدنی- شرب- صنعتی شهر بابک بر اساس شاخص های چندگانه (تناسب کشاورزی، آبیاری تحت فشار، شرب و کاربری صنعتی) صورت گرفت. مدل بهینه تغییرات مکانی پارامترهای کیفی آب در واریوگرام کروی، نمائی و گوسی با روش های کریجینگ و IDW(1-3) بر اساس شاخص های RMSE، MAE، RSS، R2 برای 16 پارامتر مورد بررسی، انتخاب شد. پهنه بندی چندمنظوره در محیطGIS و بر اساس استانداردهای تناسب آب ویلکاکس، شولر، آبیاری قطره ای و بارانی وزارت نیرو، چهار شاخص خورندگی و رسوب گذاری و استانداردهای WHO و IRISI با لایه های اطلاعاتی 16 گانه صورت گرفت و تحلیل همبستگی مکانی متغیرها نیز انجام شد.نقشه های پهنه کیفی نشان داد در 100 درصد مساحت دشت، شاخص های پوکوریوس، لانژیلر، خورندگی و رایزنر چند برابر آستانه و بیانگر پهنه خورندگی وسیع در کاربری صنعتی بود. طبق نتایج، 93 درصد مساحت دشت در کلاس های C4-S1 و C4-S2 نامناسب برای کشاورزی قرار گرفت. فقط3/1 درصد از مساحت دشت قابل قبول برای شرب بود. نقشه پهنه بندی آبیاری قطره ای نشان داد که 6/47 درصد از مساحت دشت بیشترین محدودیت را از نظر کیفیت آب دارد. با توجه به درصد وسیع پهنه های نامناسب آب های زیرزمینی آبخوان از منظر مصارف چندمنظوره کشاورزی، شرب، صنعت و معدن لازم است استراتژی های پایش و مدیریت کیفی متناسب با نوع مصارف و اهداف توسعه اعمال شود.
    کلیدواژگان: آبخوان چند منظوره، آب زیرزمینی، خورندگی، رسوبگذاری، تناسب کشاورزی و شرب
  • حمیدرضا بهرامی *، مریم کریمی صفحات 106-117
    ارتقاء کیفیت کالا و خدمات شرط لازم و ضروری برای بقا و حضور سازمان های مختلف در بازار و رقابت جهانی است. سیستم مدیریت کیفیت ایزو در بر گیرنده الزاماتی برای ایجاد، استقرار، اجرا و برقرار نگهداشتن سیستم مدیریت کیفیت است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثربخشی استقرار سیستم مدیریت کیفیت در تعدادی از شرکت های زیرمجموعه وزارت نیرو در استان اصفهان است که گواهینامه ایزو دریافت کرده اند. به این منظور پس از بررسی مبانی نظری تحقیق و پیشینه پژوهش، پرسشنامه تحقیق طراحی و نسبت به جمع آوری اطلاعات از جامعه آماری که متشکل از مدیران شرکت های موردنظر است، اقدام شد. نتایج نشان داد که به طور کلی در شرکت های مذکور، اهداف مورد نظر سیستم مدیریت کیفیت پس از اخذ گواهینامه ایزو محقق نشده است. یافته ها نشان می دهد که عدم شناخت توانمندی های نیروی انسانی در پیاده سازی سیستم مدیریت کیفیت و کمبود نیروی کارآمد، عدم کنترل و نظارت مستمر، انحصاری بودن خدمات و عدم وجود شرایط رقابتی، عدم اعتقاد مدیران ارشد به مفید بودن سیستم مدیریت کیفیت و همچنین عدم حمایت کافی از سیستم مدیریت کیفیت و اکتفا به فرایندهای نه چندان رضایت بخش گذشته، زمینه را برای عدم اثربخشی سیستم مدیریت کیفیت فراهم آورده است.
    کلیدواژگان: کیفیت، مدیریت کیفیت جامع(TQM)، اثربخشی، استاندارد سیستم مدیریت کیفیت(ISO)
  • جمیل بهرامی، فرزین فاروقی، سید امیر حسینی*، داوود رفیعی صفحات 118-124
    در سال های اخیر توسعه کم اثر به عنوان روشی شناخته شده، بهترین و مقرون به صرفه ترین راه حل را در مدیریت و کاهش اثرات منفی سیلاب شهری ارائه نموده است. این روش کاربردی با بهره گیری از ابزارهای دوستدار محیط زیست، گامی موثر در توسعه پایدار بوده و اثرات شهرنشینی بر سطوح نفوذناپذیر را کاهش داده و در تغذیه و نفوذ آب های زیرزمینی موثر است. هرچند که ظهور ابزارهای توسعه کم اثر در مدیریت آبهای سطحی و حفظ کیفیت آن بسیار موثر است، ولی جانمایی این تجهیزات و استفاده بهینه از هر یک متناسب با شرایط محیطی در حال تغییر است. در تحقیق حاضر با استفاده از ابزارهای سلول نگهداشت ذخیره، بشکه باران، بام سبز، جوی باغچه و اعمال سناریوهای مختلف بارشی در دوره های بازگشت 2 تا 100 ساله شهر سنندج مستخرج شده از داده های آماری به مقایسه و اندازه گیری میزان حجم و نوع رواناب در هر زیرحوضه در دو دوره زمانی قبل و بعد از توسعه پرداخته شد. برای مدل سازی هیدرولیکی و هیدرولوژیکی حوضه یادشده از نرم افزار SWMM 5.1 آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا استفاده شد و با اعمال ابزارهای توسعه، میزان تغییرات پایش شد. از مهم ترین نتایج این پژوهش می توان به تغییر شکل هیدروگراف، کاهش 50 درصدی زمان تمرکز و کاهش 35 تا 50 درصدی دبی اوج با استفاده از روش های توسعه کم اثر در شهر سنندج اشاره کرد. به طور کلی با طبقه بندی تجهیزات به ابزارهای نفوذ و ذخیره ای در کنترل روانابهای شهری می توان بهترین الگو را برای بازگشت به شرایط پیش از توسعه و یا حتی مدیریت سیلاب در نواحی خطرپذیر شهری انتخاب کرد.
    کلیدواژگان: سیلاب شهری، SWMM، توسعه کم اثر، ابزار ذخیره ای
|
  • Majid Shadfar, Ramin Mohammadali Tehrani *, Fereshteh Hooshyar Pages 1-11
    Nitrate pollution is at the forefront of groundwater contamination which poses serious environmental and public health hazards. Nitrate is usually released in solution from agricultural activities and finds its way into groundwater resources. The objective of the present study was to determine, accurately concentrations of nitrate ions in water samples from the environment using sensitive electrochemical methods. For this purpose, a modified glassy carbon electrode modified with a nanocomposite consisting of silver nanoparticles, nanocellulose, and graphene oxide (Ag/NC/GO-GCE) was used. The characterization of the nanocomposite was investigated using scanning electron microscope (SEM), X-Ray diffraction (XRD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The modified Ag/NC/GO-GCE electrode was used as nanosensor for the electrocatalytic determination of nitrate using the voltammetric method. The effects of the parameters of scan rate, pH, and different nitrate concentrations were studied and the optimum conditions were obtained. A limit of detection of 0.016 µM (S/N=3) was found in the linear range of 0.005 to 10 mM nitrate. The Ag/NC/GO-GCE electrode exhibited a synergistic effect toward voltammetric determination of nitrate in the presence of graphene oxide, nanocellulose, and silver nanocatalyst. The nanosensor developed here showed excellent sensitivity, selectivity, and stability toward nitrate determination in aqueous solutions without any significant interference.
    Keywords: Nitrate, Nanosensor, Voltametry, Graphene oxide, Nanocellulose, Silver nanoparticles
  • Atiyeh Ghajarieh *, Khosro Farizadeh, Mohsen Hosseinkhani Pages 12-21
    Dyes are a main source of pollutants in textile plant effluents. Due to their molecular structure, they are usually toxic, carcinogenous, and persistent in the environment. The aim of the present work was to explore the removal of basic blue159 (BB159) using magnetic sodium alginate hydrogel beads. Magnetic sodium alginate hydrogel beads were initially synthesized accoriodng to Rocher method using CaCl2 as a crosslink agent. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was then employed to examine the functional groups on the surface of the magnetic sodium alginate hydrogel beads. In a third stage, the magnetic properties of the beads were measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) and the magnetic parameters were calculated. Subsequently, the effects of such parameters as adsorbent dosage, pH, initial concentration of dye, and contact time were evaluated on the BB159 removal efficiency of the adsorbent used. Finally, the Langmuir, Freundlich, Temkin, and B.E.T models were exploited to study the adsorption isotherm of BB159 onto the magnetic sodium alginate hydrogel beads. It was found that the magnetic sodium alginate beads possess both –COO and –OH groups that play important roles in the adsorption of the positively charged BB159 dye. A saturation magnetization equal to 21/8(emu/g) was obtained for the sodium alginate beads/nano Fe3O4. Results also revealed that the highest dye removal from aqueous solutions was achieved at pH=11 in 120 minutes for 9 grams of the adsorbent. The study indicated that BB159 removal using the magnetic sodium alginate hydrogel beads as the adsorbent obeys the Langmuir model. Moreover, it was shown that the efficiency of the process for BB159 removal from aqueous solutions was satisfactory (85%).
    Keywords: Magnetic Hydrogel Beads, Sodium Alginate, Basic Blue 159, Aqueous Solution, Adsorption Isotherm
  • Abolghasem Alighardashi, Zahra Kashitarash *, Abbas Afkhami Pages 22-38
    Long-term drinking of nitrate-contaminated water poses a serious risk to human health. The present study explores the possibility of enhancing the adsorption capacity of graphene oxide via activation with hydrochloric acid for nitrate removal from aqueous solutions. Experiments were performed in a batch reactor in which such major factors as pH, reaction time, and concentrations of both graphene oxide (GO) and activated graphene oxide (AGO) were used as variables. Nitrate removal efficiency was investigated using the One-Way ANOVA statistical test and SPSS-16 software. The chemical composition and solid structure of the synthesized AGO were analyzed using FE-SEM coupled with energy dispersive spectrometry (EDS). The micropore volumes of the samples were determined using the BET and BJH. The predominant composition (52%) of the synthesized AGO was C and its mean pore diameter was 26.896 nm. The maximum adsorption capacity of AGO was estimated at 3333.33 mg/g. Based on the results, the AGO nano-structure may be recomended as a new means for nitrate removal from aqueous solutions.
    Keywords: Graphene oxide, Activation, characterization, Nitrate
  • Maryam Noroozi Cholcheh, Abdolmajid Fadaei *, Fazel Mohammadi-Moghadam, Goshtasb Mardani Pages 39-47
    A major concern about pharmaceutical pollution is the presence of antibiotics in water resources through their release into sewers where they cause bacterial resistance and enhanced drug-resistance in human-borne pathogens and growing microbial populations in the environment. The objective of this study was to investigate the efficiency of the advanced H2O2/ZnO oxidation process in removing ceftriaxone from aqueous solutions. For this purpose, an experimental study was conducted in which the SEM, XRD, and TEM techniques were employed to determine the size of Zinc oxide nano-particles. Additionally, the oxidation process parameters of pH (3-11), molar ratio of H2O2/ZnO (1.5-3), initial concentration of ceftriaxone (5–15 mg/L), and contact time (30-90 min) were investigated. Teh data thus obntained were subjected top statistical analysis using the SPSS (ANOVA test). XRD results revealeda hexagonal crystal structure for the nano-ZnO. TEM images confirmed the spherical shape of the nanoparticles. Finally, SEM images revealed that the Zn nanoparticles used in this study were less than 30 nanometers in diameter. Based on the results, an optimum pH of 11, a contact time of 90 minutes, and a H2O2/ZnO molar ratio equal to 1.5 were the optimum conditions to achieve a ceftriaxone removal efficiency of 92%. The advance H2O2/ZnO oxidation process may thus be claimed to be highly capable of removing ceftriaxone from aqueous solutions.
    Keywords: Advance Oxidation Processes, ZnO, Antibiotic, Ceftriaxone, Hydrogen peroxide
  • Marziyeh Hosseininasab*, Roohollah Rezazadeh Pages 48-57
    Water plays a vital role in mineral processing as evidenced by the approximately 2 to 3 tons of water used for the treatment of one ton of ore. A major portion of this water may be recovered in thickeners. This study aimed to control the wet tailings output of the Hematite Gol-e-Gohar plant by changing flocculant dosage and type and solid percentage in the feed in order to enhance effluent clarity and reduce water consumption. Materials and A series of settling experiments were performed using different combinations of the flocculants (A25, A26 Yazd, A26 Esfahan, A27, and A28), flocculant doses (20, 25, 30, 35, and 40 gr/ton), and solid loads in the feed (5, 7, 9, 10, and 11%) to the thickener. The L25 Taguchi design method was chosen to handle the five different levels of the three factors. Adopting a 95% confidence interval, the results of analysis of variance (ANOVA) revealed that flocculant consumption rate had a high effect on settling velocity (p = 0.006) while flocculant type and solid percentage in the feed had no significant effects. Moreover, it was found that A26 (Akhtar-chemistry Company, Yazd) used at a rate of 40 g/ton improved the settling performance to yield an optimal water clarity. Using the findings of this study in process planning at the plant led to a considerable reduction (from the original 0.86 to 0.49 m3) in average water consumption per ton of input material so that the solid content of the thickener underflow rose from 7 to 45%.
    Keywords: Water Recovery, Gol-E-Gohar, Tailing, Flocculant, Taguchi Experiment Design
  • Afshin Takdastan, Elham Hosseini Panah *, Abdalkazem Neisi Pages 58-68
    Cutting and drilling mud contains significant amounts of petroleum hydrocarbons that are detrimental to both the environment and public health. The objective of this study was to remove the hazardous components of drill cutting mud using the two biological processes of sewage sludge vermicomposting and biocomposting. In an experimental laboratory research, two pilot composting and vermicomposting processes, each over a period of two months with 2 repetitions, were conducted using the the same biological sludge mixed with drill cuttings contaminated with total petroleum hydrocarbon (TPH) along with sawdust and yard waste. The GC-FID unit was used to determine the residual total petroleum hydrocarbon concentrations. Results showed that the vermicomposting pilot had a higher TPH removal efficiency than did the composting one so that TPH concentration in the mixed waste mass declined after 60 days from its original value of 42.004 g/kg to 11.316 g/kg. In other words, TPH removal in the pilots A (vermicomposting) and B (biocomposting) were 73/06% and 55/3%, respectively. Moreover, the TPH levels in the two composting and vermicomposting pilots on the 45th and 60th days showed significant differences (p
    Keywords: Ahvaz Oil Field, TPH, Biological Sludge, Vermicompost, Compost
  • Mojtaba Shourian *, Seyed Mohammad Javad Davoodi Pages 69-83
    High groundwater levels in urban areas pose major problems in construction and mining projects. A typical and effective solution in these situations is to dig drainage wells to lower the water table to the desired level through an appropriate pumping strategy. Although the method is efficient, the operating costs are relatively high and it is, therefore, of great importance to optimize the groundwater pumping system to save costs. In this paper, a simulation-based optimization approach is exploited to minimize the total costs through optimizing the layout and capacity of pumping wells. For this purpose, MODFLOW, the groundwater simulation software, is used to investigate aquifer behavior under pumping wells and the well-known Firefly Optimization Algorithm is exploited to find the optimal well layout and capacity. The proposed FOA-MODFLOW model is tested on the small urban ancient Grand Mosque region in Kerman City, southeast of Iran, to minimize the cost of the draining project. Experimental results indicate that the proposed cost-effective design noticeably outperforms the one proposed by the consulting engineers in terms of both the number of drilled wells and the associated pumping costs. The optimal strategy observes the constraints and demands by constructing only two wells with a total pumping rate of 5503 m3/day and a water table drawdown of more than 1.5 m provided the ground subsidence is within the allowable limit of less than 80 mm. Additionally, examination of the values obtained for the various design parameters shows that the proposed strategy is the best and its sensitivity to maximum permissible water level and pumping rates is highest as compared with other similar designs.
    Keywords: Groundwater Degradation, Pumping Wells, Simulation-Optimization, MODFLOW, firefly algorithm
  • Mir-Jafar-Sadegh Safari, Mirali Mohammadi * Pages 84-91
    Investigation of channel capability for sediment transport is an important factor in sanitary sewer and urban runoff drainage system design. This is because of the undesirable effects arising from the reduced channel hydraulic capacity due to the deposition of sediment particles. Self-cleansing channel designs minimize sediment deposition and, thereby, prevent reduced channel hydraulic capacity. Our literature review revealed no previous report on self-cleansing models yet proposed for channels with trapezoidal sections. An experimental study was conducted using a trapezoidal channel and a non-deposited bed to investigate the self-cleansing process with four different sediment particle sizes under various slopes and discharge rates. The experimental data were exploited to develop a bed load self-cleansing model for the trapezoidal channel considering the specific flow, fluid, sediment, channel, and sediment characteristics. The proposed model was then compared with those reported in the literature for circular and rectangular channels. It was found that channel section geometry is a decisive factor in channel self-cleansing rate. Comparisons revealed that circular and rectangular self-cleansing models produce an error of approximately 15% when employed for designing channels with trapezoidal sections. Hence, the model developed in this study is recommended for designing channels with trapezoidal sections
    Keywords: Bed Load, Cross-Section, Sediment transport, Self-Cleansing, Trapezoidal Channel
  • Akram Seifi *, Hossien Riahi-Madvar Pages 92-105
    Water quality management in groundwater aquifers requires accurate water quality monitoring to ensure they meet a variety of relevant standards. Given the rather few reported studies in the field, the present study was designed and implemented to investigate the groundwater quality of Shahr-e-Babak aquifer that is exploited for agricultural, mining, drinking, and industrial consumptions. The kriging and IDW (power:1-3) techniques with spherical, exponential, and Gaussian variogramsare were compared using R2, RMSE, MAE, and RSS indices to find the optimum model for determining the spatial variability of sixteen groundwater quality parameters. Multi-purpose zoning of groundwater quality was accomplished in the ArcGIS environment in terms of the Wilcox, Schuler, drip and sprinkle irrigation as delineated by Iran Power Ministry, corrosiveness, and sedimentation standards as well as the WHO and IRISI indices before spatial correlations were determined accordingly. Based on the water quality zoning maps thus derived, Langelier, Corrosiveness, and Ryznar indices were several times larger than the threshold levels across the whole aquifer plain, indicating the wide corrosiveness of the water in industrial applications. The results also revelaed that 93% of the groundwater in the plain area was classified as C4-S1 and C4-S2, which are unsuitable for irrigation, while only 1.3% of the groundwater was acceptable for drinking uses. Drip irrigation zoning revealed that 64% of the plain area had the lowest water quality.The undesirable quality zones in a vast area of the aquifer investigated calls for accurate quality monitoring and management to meet the development objectives in the region.
    Keywords: Multi-Purpose Aquifer, Groundwater, Corrosiveness, Sedimentation, Agricultural, Drinking Suitability
  • Hamidreza Bahrami *, Maryam Karimi Pages 106-117
    Nowadays most organizations have found that improving the quality of goods and services is the necessary condition to attend and survive in the market and in universal competition. ISO quality management system encompasses requirements for creating, deploying, implementing and maintaining quality management system. The purpose of this research is to investigate the effectiveness of implementing quality management system in some ministry of energy’s subsidiaries in Isfahan province to whom the ISO certificate is given. In order to do that, the research questionnaire was made and data was collected from statistical society containing managers of subsidiaries. The results show that in the above mentioned subsidiaries, after receiving ISO certificate, the desired goals of the quality management system has not been fulfilled generally. The results indicate that lack of knowledge about the capabilities of human resources in implementing the quality management system and lack of efficient staff, lack of continuous control and supervision, exclusiveness of the services and lack of competing conditions, lack of trust among senior managers about the usefulness of quality management system and also lack of sufficient support and relying on dissatisfactory old processes has paved the way for inefficiency of quality management system.
    Keywords: quality, Total Quality Management (TQM), Effectiveness, Quality Management System Standard (ISO)
  • Jamil Bahrami, Farzin Farooghi, Seyedamir Hosseini *, Davood Rafiee Pages 118-124
    In recent years, low-impact development (LID) has been well established as a method to provide the best and most affordable solutions for managing and alleviating the negative impacts of urban floods. Application of this practical method is regarded as a major step toward sustainable development as it employs eco-friendly storage instruments, reduces the effects of urbanization on impervious surfaces, and helps water infiltration to recharge groundwater resuorces. Although low-impact development tools have proved effective in the management of surface water resources and conservation of water quality, finding proper locations for the deployment of the equipment and the optimal use of each tool are still questions of much controversy and no definitive solutions are provided yet as environmental conditions keep changing. The present study exploits bio-retention cells, rain barrels, green roofs, and vegetable swales as storage instruments under different rainfall scenarios with return periods from 2 to 100 years extracted from the statistical data of Sanadaj City to determine the flood volumes and hydrographs for each sub-basin before and after the low-impact development tools are employed. Moreover, SWMM 5.1 software developed by the American Environmental Protection Agency is used to develop hydraulic and hydrologic models of the basin and the changes are monitored with each development tool selected. The most outstanding results obtained from this study include the change observed in thet form of hydrograph, a reduction of 50% in time of concentration, and reductions of 35 to 50% in peak flow in the city of Sanadaj as a result of employing the low-impact development method.
    Conclusion
    Classification of the equipment into infiltration and storage tools used for urban runoff control allows the best runoff control model to be developed such that the grounds are prepared not only for the return to the conditions before a certain development took place but even for flood management in challenging and riskful urban areas.
    Keywords: Urban Runoff, SWMM, Low-Impact Development, Storage Facilities