مجله آب و فاضلاب
پیاپی 55 (پاییز 1384)

مصرف آب آشامیدنی حاوی آرسنیک قادر است در دراز مدت باعث بروز انواع ضایعات پوستی، فشار خون بالا، سرطان پوست و نهایتا سرطانهای داخلی گردد. نظر به آلوده بودن آبهای مصرفی به آرسنیک در تعدادی از روستاهای کشور از جمله در استان کردستان، در تحقیق حاضر کارآیی یک نوع آلومینای فعال اصلاح شده با ترکیبات آهنی محصول شرکت آلکان کانادا به اسم AAFS-50، با هدف توسعه فناوری ساده تصفیه خانگی آب در مناطق روستایی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشهای تعادلی در حالت منقطع با استفاده از بهمزن انجام گرفت و آرسنیک با روش SDDC آنالیز شد. در مدت انجام تحقیق، تاثیر غلظت اولیه آرسنیک، دز جاذب، حالت اکسیداسیون آرسنیک و pHبر عمل جذب بررسی شد. نتایج حاصله نشان داد که ضریب همبستگی مدل های فروندلیچ و لانگمیر به ترتیب برابر 964/0 و 991/0 برای As(V) و 97/0 و 978/0 برای As(III) است که مشخص می کند جذب آرسنیک بر روی آلومینای فعال اصلاح شده بالاترین همخوانی را با مدل لانگمیر دارد. با دو برابر شدن دز جاذب، راندمان حذف As(V) در زمانهای 5/0، 1 و 2 ساعت به ترتیب از 8/44 به 72درصد، از 6/69 به 8/90درصد و از 4/92 به 98 درصد افزایش یافت. آزمایش با غلظتهای مختلف آرسنیک نشان داد که عمل جذب این ماده توسط آلومینای فعال به نوعی، از واکنش درجه یک پیروی نموده و نرخ واکنش وابسته به غلظت اولیه است. برای غلظت اولیه 250/0 میلی گرم بر لیتر با چهار برابر شدن زمان از 15 دقیقه به 60 دقیقه، راندمان حذف با ضریب 54/1 برابر افزایش یافته و به 94 درصد رسید. در مدت دو ساعت مقدار حذف As(V) و As(III) به ترتیب به 96 درصد و 16درصد بالغ شد که با استفاده از کلر به میزان 5/1 میلی گرم بر لیتر راندمان حذف As(III) به 94 درصد افزایش یافت. از نظر تاثیر pH مشاهده شد که مقدار جذب آرسنیت با افزایش pH تا 8، افزایش یافته و سپس با افزایش بیشتر pH کاهش می یابد به گونه ای که مقدار جذب، در pH برابر 14 تقریبا برابر 2 است. بیشترین مقدار جذب برای As(V) در pH بین 6 تا 8 مشاهده شد. اعداد به دست آمده نشان می دهد که در صورت استفاده از آلومینای فعال حاضر نیازی به تنظیم pH آب ورودی و کاهش آن وجود ندارد و آلومینای فعال استفاده شده می تواند به عنوان یک جاذب مطمئن در حذف آرسنیک از آب آشامیدنی در سیستم های ساده تصفیه خانگی و در قالب ستونهای جذب به کار رود.

یکی از پیامدهای تخلیه فاضلابها و زایدات صنعتی در خاک و منابع آب، تجمع ترکیبات شیمیایی سمی در خاک و آب زیرزمینی است. تجمع و انتقال این آلاینده ها در محیط زیست تهدیدی جدی برای سلامت انسان و محیط زیست به شمار می آیند. حذف بیولوژیکی، یک روش موثر برای مقابله با این نوع آلودگی ها خصوصا آلودگی های ناشی از هیدروکربن های نفتی و همچنین یکی از امید بخش ترین و اطمینان پذیرترین فناوری های پاکسازی خاک و آب آلوده به شمار می آید. از این رو هدف از این تحقیق، بررسی روش درمان بیولوژیکی خاکهای آلوده به آلاینده های هیدروکربنی نفتی و ارزیابی تاثیر شرایط و عوامل عملکردی از جمله دما، غلظت اکسیژن محلول و pH بر نرخ حذف آلاینده مورد نظر در داخل راکتور طراحی شده می باشد. به علت نرخ تولید و مصرف بالای گازوییل در ایران و بسیاری از کشورهای دیگر، این برش نفتی به عنوان آلاینده اصلی انتخاب گردید. همچنین در این تحقیق از تست های TOC و COD به منظور اندازه گیری و بررسی تغییرات غلظت آلاینده در داخل راکتور استفاده شده است. نتایج به دست آمده از آزمایشها نشان می دهد که میکروارگانیسم های بومی جدا شده از خاک پس از گذشت 30 روز قادرند 50 الی 83 درصد از آلاینده مورد نظر را بسته به شرایط عملکردی، تجزیه و حذف نمایند. در ادامه بر پایه نتایج به دست آمده، مقادیر بهینه برای پارامترهای دما، غلظت اکسیژن محلول و pH، با توجه به مشخصات و شرایط آزمایشگاهی مورد بحث در این تحقیق، به ترتیب برابر با 35 درجه سانتیگراد، 4 میلی گرم در لیتر و 7 به دست آمدند.

شناسایی باکتری های هوازی تجزیه کننده مواد سمی، گام مهمی در روند تکاملی سیستم های تصفیه فاضلاب محسوب می شود. باکتری های موثر در تصفیه و حذف آلاینده ها متناسب با نوع آلاینده و نوع سیستم و شرایط محیطی حاکم برآن متفاوت است. با شناسایی این باکتری ها می توان شرایط بهینه برای عملکرد سیستم را تعیین و به حداکثر راندمان دست پیدا کرد و با استفاده از روش های بیوتکنولوژی نسبت به تقویت آنها برای تصفیه آلاینده های مورد نظر اقدام نمود. هدف از انجام این پژوهش، شناسایی باکتری هایی است که توانایی تجزیه فنل و حذف آن در سیستم بیولوژیکی ترکیبی بیوفیلتر و لجن فعال (BF/AS) را دارند. برای انجام این پژوهش ابتدا مقداری لجن بیولوژیکی تصفیه خانه فاضلاب شهری به عنوان منبع اولیه میکربی، به داخل سیستم تلقیح شد و با تزریق مداوم محلول شیرخشک و هوا تعداد آنها افزایش داده شد. سپس با تزریق تدریجی فنل در مدت سه ماه به تدریج فنل جایگزین شیر خشک گردید. نمونه برداری پس از سازگاری میکربها با فنل و استفاده از آن به عنوان تنها منبع مواد غذایی صورت گرفت. به منظور تفکیک میکروارگانیسم ها ابتدا نمونه ها در محیطهای کشت اختصاصی و افتراقی کشت داده شد و پس از تشکیل و تکثیرکلنی ها، با انجام آزمایشهای متعدد باکتری های هوازی مورد شناسایی قرار گرفتند. در بررسی میکروسکوپی اولیه پس از رنگ آمیزی اسمیر مستقیم انواع باسیل ها و کوکوباسیل های گرم منفی،قارچ، آمیب، باکتری های رشته ای و اسپیروکت ها مشاهده گردید. آزمایشهای بعدی نشان داد که تمامی باکتری های هوازی موجود در این سیستم غیر تخمیری بوده و نتیجه تست OF گلوکز آنها منفی می باشد. باکتری هایی که در این مطالعه شناسایی شده اند عبارت اند از: سودوموناس آئورژیناز، اسینتوباکتر، مورکسلا، سودوموناس آلکالیژنز، برواندیوموناس ویسیکالریس. نظر به اینکه در محلول ورودی به سیستم بجز فنل هیچ ماده دیگری وجود نداشته است, لذا می توان نتیجه گرفت که باکتری های موجود در این سیستم از فنل به عنوان تنها منبع تامین کربن و انرژی استفاده کردند. ضمنا با توجه به آنکه باکتری بی هوازی اجباری در این مطالعه شناسایی نگردید، مشخص شد که تجزیه فنل در این سیستم در شرایط کاملا هوازی انجام می شود؛ چون تمام باکتری های جدا شده هوازی هستند. دستاورد مهم دیگر اینکه باکتری برواندیوموناس ویسیکالریس برای اولین بار به عنوان باکتری تجزیه کننده فنل گزارش شد.

این تحقیق به منظور بررسی کارآیی فرآیند بستر بی هوازی لجن باجریان رو به بالا (UASB) برای تصفیه فاضلاب صنایع نوشابه سازی انجام شد. درمدت 8 ماه،یک دستگاه راکتورUASB در مقیاس آزمایشگاهی به حجم5/8 لیتر و با قطر 8 سانتیمتر و ارتفاع 170 سانتیمتر به کار برده شد. برای بارور کردن اولیه راکتور ازترکیب فضولات گاوی و لجن فعال تصفیه خانه فاضلاب صنعتی (کارخانه زمزم کرمان) و لجن هاضم بی هوازی تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی با نسبت VSS/TSS برابر 63/0 استفاده شد. راه اندازی راکتور با میزان بار گذاری آلی kgCOD/m3 1 و در محدوده دمایی مزوفیلیک (2/38-8/24 درجه سانتیگراد)، انجام و مورد بهره برداری قرار گرفت. مطالعه در چهار مرحله و چند دوره انجام شد. در مرحله اول طی چهاردوره در COD ثابت 2000 گرم بر مترمکعب میزان بار آلی ازkg COD/m3.day 1تا kg COD/m3.day1/2 افزایش یافت. کارآیی حذف COD در این مرحله به 78 درصد رسید. درمرحله دوم غلظتCOD از mg/L 2000 به mg/L 2500 افزایش یافت و طی دو دوره، بارگذاری آلی از kgCOD/m3.day 1/2 به kgCOD/m3.day8/2 افزایش یافت. در پایان این مرحله با زمان ماند 4/21 ساعت، کارآیی حذف COD به 4/78 درصد معادلkgCOD/kgVSS.day 329/0رسید. در مرحله سوم غلظتCOD به mg/L3000 افزایش داده شد. بارگذاری آلی دراین مرحله از kgCOD/m3.day 8/2 به kgCOD/m3.day 5 افزایش داده شد. در پایان این مرحله با زمان ماند 3/14 ساعت و سرعت خطی مایع m/hr 12/0، کارآیی حذف COD به 78 درصد معادل kgCOD/kgVSS.day 389/0 رسید. در مرحله چهارم pH فاضلاب خام درچند دوره تا مرز 10 رسانده شد. در ابتدا روند حذف کاهش یافت ولی درپایان این مرحله راکتور توانست خود را با شرایط جدید سازگار کند و کارآیی حذف 78 درصد را به دست آورد. مشاهدات انجام شده بر روی لجن نشان دهنده این است که لجن راکتور، از نوع لخته ای تاگرانول ریز می باشد. نسبت VSS/TSS لجن راکتور به 73/0 رسید. مقدار گاز اندازه گیری شده 15/0 مترمکعب به ازای هر کیلوگرمCOD حذف شده می باشد.

شاخصهای کیفی آلودگی یکی از روش هایی است که در مدیریت کیفی آب می توان از آن به عنوان یک ابزار مدیریتی قوی برای تصمیم گیری های مربوطه استفاده کرد. در این مقاله پس از بررسی های انجام شده توسط شاخصهای کیفی و آلودگی آب بر روی رودخانه کارون و دز، مشخص شد در مواردی که حساسیت زیادی در قبال تصمیم گیری ها وجود ندارد و یا این حساسیت در استانداردهای محلی گنجانده شده است، و نیز در صورت وجود تعداد ایستگاه های مناسب و دفعات اندازه گیری کافی در محلهای مناسب، استفاده از شاخص BCWQI مفید است؛ اما هنگامی که یک یا چند پارامتر ویژه بر روی تصمیم گیری های اخذ شده از شاخص مربوطه تاثیر قابل توجهی داشته باشد، به دلیل دخالت مستقیم پارامترهای اندازه گیری شده در ساختار زیرشاخص و شاخص کل و در نظر گرفتن اثر وزن برای مورد توجه قرار دادن این حساسیت، استفاده ازNSFWQIm ترجیح داده می شود. نحوه به کار بردن شاخص OWQI نیز مانند NSFWQIm می باشد با این تفاوت که کلیه پارامترها از اثر و اهمیت یکسانی در تصمیم گیری براساس میزان شاخص، برخوردار هستند. لازم به ذکر است که تحقیقات یاد شده براساس آمارگیری ماهیانه در سه سال 1381، 1382 و 1383 انجام شده است.

نشت از شبکه های توزیع آب در ایران، درصد قابل توجهی از تلفات آب به حساب نیامده را تشکیل می دهد. در حال حاضر، روش های مختلفی برای نشت یابی از طریق اندازه گیری مقدار آن به کمک دستگاه های نشت یاب به کار برده می شوند. در این مقاله، مکان یابی نشت و تعیین مقدار آن، از طریق مجموعه عملیاتی مرکب از فشار سنجی و شبیه سازی دینامیکی به کمک یکی از نرم افزارهای موجود مدل سازی سیستم توزیع آب شهری صورت گرفته است. مدل سازی محل و مقدار نشت در لوله، از طریق نسبت دادن یک روزنه به گره ابتدا یا انتها و یا به نسبت مساوی به گره ها میسر می گردد. واسنجی مدل در این تحقیق، براساس بیشینه نمودن ضریب همبستگی و کمینه نمودن مجموع مربعات خطا بین داده های اندازه گیری شده و محاسبه شده فشار، انجام گرفته است که اولی از طریق اطلاعات موجود و دومی توسط نرم افزار، به دست آمده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی شبکه پایلوت و مقایسه آن با نتایج واقعی اندازه گیری شده، نشان می دهد که شبیه سازی دینامیکی می تواند به عنوان یک روش کارآمد، برای کاهش وقت و هزینه جستجوی بی مورد سراسر شبکه برای نشت یابی، با دقت مناسب مورد استفاده قرارگیرد.

در بسیاری از موارد، دسترسی به مجرای فاضلابرو در طول مسیر به سهولت امکانپذیر نمی باشد. از این رو برای اندازه گیری دبی جریان با استفاده از روش های هیدرولیکی، فضای محدود منهول ها مناسب ترین محل می باشد. سیستم های متعارف سرریز و یا دریچه می توانند به صورت بالقوه برای اندازه گیری دبی به کار گرفته شوند، لکن به علت آنکه فاضلاب ماهیتا حاوی مواد رسوبی و قابل ته نشینی و نیز مواد شناور می باشد؛ با انباشتگی این مواد، سیستم های فوق نمی توانند گزینه مناسبی به عنوان محل اندازه گیری جریان باشند. از این رو، به کارگیری سیستم هیدرولیکی متمرکزی به نام سرریز- دریچه که با موجود بودن اطلاعات در یک مقطع، قادر باشد تخمین مناسبی از دبی ارائه نماید، بهترین گزینه به نظر می رسد که تاکنون به خصوص در مقاطع دایره ای توجه چندانی به آن نشده است. در مقاله حاضر نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از شدت جریان عبوری برای جریان همزمان از رو و زیر یک دریچه لبه تیز که در انتهای مجرای دایره ای نصب شده، ارائه گردیده است. ارتباط بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج ناشی از تئوری جریان در سیستم سرریز- دریچه که تابع برخی از پارامترهای هندسی و هیدرولیکی جریان می باشد، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته، نهایتا با تحلیل آماری داده ها و به کمک رگرسیون خطی، معادله ای برای ضریب تخلیه پیشنهاد شده است که خطای ناشی از به کارگیری این رابطه به 10 ±درصد محدود می شود.

بیش از ده ها واحد آبکاری در استان اصفهان وجود دارد که این واحدها یا به صورت مستقل -به شکل کارگاه های کوچک و خصوصی - و یا به عنوان بخشی از کارخانه های بزرگتر فعالیت دارند. به منظور بررسی آلودگی ناشی از این پسابها، 52 واحد آبکاری شناسایی و مورد مطالعه و بازدید قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، 23/44 درصد واحدهای آبکاری در مناطق شهری، 8/28 درصد در مناطق حاشیه شهری، 4/15 درصد در مناطق صنعتی و 5/11 درصد در شهرکهای صنعتی مستقر می باشند. بیش از نیمی از واحدهای مورد بررسی (8/55 درصد) با مناطق مسکونی مجاورت داشت. واحدهای آبکاری مورد مطالعه عمدتا از نوع آبکاری نیکل و کروم است. از نظر چگونگی تخیله فاضلاب، 3/78 درصد کارگاه های آبکاری فاضلاب صنعتی خود را در چاه های جذبی، 9/10 درصد در آبهای سطحی، 5/6 درصد- پس از جمع آوری در مخازن- در مناطق بیابانی و 3/4 درصد در شبکه فاضلاب شهری تخلیه می نمایند. در برخی از واحدهای آبکاری وجود چند چاه جذبی غیرقابل استفاده به دلیل مملو شدن از لجن رسوبات فلزی مشاهده گردید. میزان پساب حاصل از فرآیند آبکاری در واحدهای مورد مطالعه از 5/0 تا 5 مترمکعب در روز بر حسب نوع فرآیند آبکاری و قطعات آبکاری شده، متغیر است. میانگین پساب تولیدی این واحدها 3/1 مترمکعب در روز است. غلظت یون های فلز روی موجود در پساب در محدوده 086/0 تا 89/4 میلی گرم در لیتر و غلظت یون های نیکل در محدوده 84/3 تا 92/46 میلی گرم در لیتر می باشد. میانگین غلظت فلزات سمی روی، نیکل، کروم و مس موجود در این پسابها به ترتیب 2/2±85/3، 3/7±43/24، 2/15±51/14، 10±22/14 میلی گرم در لیتر بدست آمد. غلظت سیانور موجود در پساب 012/0 میلی گرم در لیتر می باشد. در این مقاله راهکارهای کاهش حجم پساب و آلاینده های آن و نیز چگونگی تصفیه فاضلاب واحدهای آبکاری برای حذف سیانور، روی، کروم، نیکل و مس ارائه شده است.