مجله آب و فاضلاب
پیاپی 57 (بهار 1385)

در سالهای اخیر بهینه سازی فرآیند انعقاد به منظور حذف هر چه بیشتر مواد آلی طبیعی (NOM) و در نتیجه برآورده سازی الزامات انعقاد تشدید یافته از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار بوده است. NOM متشکل از دو بخش ذره ای و محلول می باشد که معمولا بخش محلول آن سهم عمده ای از تلاش جهت حذف را به خود اختصاص می دهد. حذف مواد آلی طبیعی محلول از آبهای با کدورت پایین به شرطی که توجه کافی در تشکیل لخته های میکرونی (انعقاد) و ایجاد لخته های بزرگ (لخته سازی) صورت گیرد، می تواند توسط فرآیند انعقاد حاصل گردد. این مطالعه که نتایج حاصل از یک تحقیق آزمایشگاهی در مقیاس پایلوت با هدف بهینه سازی فرآیند انعقاد را ارایه می نماید، بر روی نمونه های آب خامی که مقدار کربن آلی کل (TOC) آنها با افزودن اسید هیومیک تجاری تنظیم شده انجام گرفته و نشان می دهد که pH و کدورت چگونه می توانند در جهت به حداکثر رساندن حذف NOM محلول تنظیم گردند. حذف NOM در دوزهای مختلف مواد منعقد کننده و در pH های مختلف با اندازه گیری TOC در آب خام و آب تصفیه شده مورد بررسی قرار گرفته است. در مورد آبهای با کدورت پایین سایت های ضروری هسته ساز را می توان با ایجاد کدورتهای سنتتیک مثلا توسط خاک رس تامین نمود. در مورد تنظیم pH اولیه به حدود 5.5 و یا افزودن خاک رس قبل از افزودن ماده منعقد کننده امکان تشکیل لخته های میکرونی را که در نهایت به یکدیگر چسبیده و لخته های بزرگی را تشکیل می دهند، در دوزهای پایین منعقد کننده فراهم می آورد.

آئروموناس از جمله باکتری های بی هوازی اختیاری، گرم منفی، بدون اسپور و میله ای شکل و فرصت طلب است که می تواند باعث ایجاد عفونتهای سیستمیک، و زخم و اسهال در انسان شود. جمعیت نسبتا بالای میکروبی در شبکه های توزیع آب آشامیدنی نه تنها از لحاظ تاثیرگذاری بر سلامت مصرف کننده مورد توجه است، بلکه تشخیص باکتری شاخص کلیفرم را نیز با خطا مواجه می کند. در این تحقیق ارتباط رشد باکتری های هتروتروف و آئروموناس با پارامترهای pH، دما، کدورت، کلر آزاد باقیمانده و اکسیژن محلول سنجیده شد. به منظور شمارش باکتری های آئروموناس، برای اولین بار در کشور طبق دستورالعمل 1605 EPA (2001) از محیط کشت ADA-V در مرحله احتمالی و پس از قرار دادن در انکوباتور به مدت یک شب با محیط کشت نوترینت آگار از تست های اکسیداز، تخمیر تری هالوز و تست ایندول در مرحله تاییدی استفاده شد. برای شمارش باکتری های HPC، از محیط R2A استفاده شد و بقیه فاکتورها نیز طبق روش استاندارد اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که در دما و کدورت بالاتر و pH پایین تر میزان موارد مثبت باکتری های آئروموناس و HPC افزایش می یابد و با افزایش کلر آزاد باقیمانده و اکسیژن محلول موارد مثبت باکتری های آئروموناس و HPC کاهش می یابد و در مقادیر بالاتر از 0.2mg/L کلر باقیمانده آزاد هیچ گونه مورد مثبتی از آئروموناس مشاهده نشد.

تشدید آلودگی منابع آب در دهه های اخیر، باعث افزایش غلظت آلاینده های آلی آب گردیده است. با توجه به استفاده از منابع آب سطحی به عنوان یکی از عمده ترین منابع آب آشامیدنی در کشور و کاربرد سیستم های کلرزنی به عنوان متداول ترین روش گندزدایی آب آشامیدنی، احتمال تولید محصولات جانبی ناشی از گندزدایی (DBPs) در آب تصفیه شده افزایش می یابد. تری هالومتان ها (THMs) اصلی ترین گروه تشکیل دهنده محصولات جانبی ناشی از گندزدایی محسوب گردیده و می توانند خطر بروز عوارض سو بهداشتی در کبد، کلیه و نیز سیستم اعصاب مرکزی را افزایش دهند. در این تحقیق دو پایلوت ستون آکنده زدایش با هوا و نانو فیلتر (NF) با مدول مارپیچی طراحی و راه اندازی گردید. اثرات ناشی از تغییرات غلظت کلروفرم به عنوان ترکیب شاخص تری هالومتان ها، تغییرات گذر حجمی جریان عبوری در هر دو سیستم و تاثیر فشار عبوری در پایلوت غشایی به عنوان عوامل اصلی موثر بر کارآیی حذف تری هالومتان ها مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه گیری غلظت کلروفرم در نمونه های آب با دستگاه گاز کروماتوگراف (GC) و آشکار ساز ربایش الکترون (ECD) انجام یافت. تجزیه و تحلیل داده ها مشخص ساخت که میان دبی جریان آب ورودی و غلظت کلروفرم با کارآیی حذف آن، رابطه آماری معنی داری وجود دارد. کارآیی حذف کلروفرم در ستون آکنده زدایش با هوا در این تحقیق بیشتر از غشا نانوفیلتر 300 و 600 دالتون بوده است. در مجموع دامنه تغییرات کارآیی حذف برای ستون زدایش با هوا، نانوفیلتر 300 دالتون و نانوفیلتر 600 دالتون، در آب دیونیزه به ترتیب بین 82.3) تا 97.6 درصد(، 60.5) تا 87.2 درصد(و 42.3) تا 67.6 درصد(بوده است. لذا بر اساس شرایط موجود می توان نسبت به استفاده از سیستم های مذکور اقدام نمود.

روزانه میلیونها لیتر از پسابهای رنگی توسط صنایع نساجی تولید می شود که باعث بروز مسایل زیست محیطی شده اند. یکی از روش های موثر جهت تصفیه پسابهای صنایع رنگرزی، استفاده از روش های الکتروشیمیایی و در راس آنها انعقاد الکتریکی می باشد. در این روش با اعمال جریان برق به دو یا چندین الکترود فلزی (آهن یا آلومینیوم) شناور در نمونه مورد تصفیه، لخته های هیدروکسید فلزی تولید می شوند که قابلیت جذب سطحی مواد آلاینده را داشته و باعث ترسیب آنها و تصفیه فاز آبی می شوند. کار پژوهشی حاضر، مطالعه تصفیه پساب رنگی حاوی مواد رنگزای بازیک شرکت پشم و پتوی نقش جهان تبریز با استفاده از روش انعقاد الکتریکی می باشد. آزمایشها در یک راکتور ناپیوسته و با استفاده از الکترودهای آهن صورت گرفته و تاثیر دانسیته جریان الکتریکی و زمان الکترولیز به عنوان دو پارامتر موثر در فرآیند انعقاد الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی کارآیی این روش در تصفیه پساب مورد مطالعه، میزان کاهش COD و کاهش شدت رنگ پساب بعد از پایان هر بار تصفیه اندازه گیری شد. نتایج آزمایشها نشان دادند که برای 250 میلی لیتر از پساب، با اعمال دانسیته جریانهای 80-90A/m2 و زمان الکترولیز 8 دقیقه، تقریبا 94 درصد از شدت رنگ و 82 درصد از میزان COD پساب کاسته می شود. تحت شرایط فوق انرژی الکتریکی مورد نیاز حدود 1.2 kWh/m3 و جریان موثر حدود 103 درصد محاسبه شد.

گسترش صنایع استخراج روغن از زیتون در سالهای اخیر، مسایل و مشکلات زیست محیطی بسیاری را به دنبال داشته است. پساب حاصل از عملیات استخراج روغن از زیتون به دلیل بار آلایندگی بسیار بالا (COD?50-220 g/L, BOD?30-100 g/L) و همچنین حضور ترکیبات فنلیک، اسیدهای چرب فرار، کتچین ها و سایر بازدارنده ها به طور طبیعی تخریب پذیر نمی باشند. در سالهای اخیر فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته که معطوف به تشکیل رادیکال های فعال هیدروکسیل هستند و به منظور تخریب آلاینده ها به کار می روند، مورد توجه ویژه محافل علمی، تحقیقاتی و صنعتی قرار گرفته اند. در مطالعه حاضر ترکیبی از عملیات اسیدکراکینگ در همراهی با فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فنتون (H2O2/Fe2+) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند عملیات اسیدکراکینگ می تواند به ترتیب 97، 47، 30، 63 و 57 درصد از کدورت، COD، کل ترکیبات فنلیک، رنگ و آروماتیسیتی پساب را حذف نماید. فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فنتون در pH=3 و در شرایط بهینه قادر است به ترتیب 57، 97، 18 و 32 درصد از COD، کل ترکیبات فنلیک، رنگ و آروماتیسیتی پساب را حذف نماید. زمان مورد نیاز جهت تکمیل فرآیند، 4 ساعت و غلظت بهینه هیدروژن پروکساید و یون های آهن به ترتیب 0.5 و 0.02 مولار تعیین گردید. نتایج آزمایشها نشان می دهند نوع نمک آهن و همچنین افزایش دما از 25 درجه سانتی گراد تا 35 درجه سانتی گراد تاثیر قابل توجهی در راندمان فرآیند ندارد.

در این تحقیق اثر جلبکهای سبز و سبز - آبی در کاهش بار آلودگی فاضلابهای صنعتی با استفاده از برکه های تثبیت مورد بررسی قرار گرفت. جهت انجام این تحقیق از سه جلبک آنابنا، اسیلاتوریا و اسپیروژیر و پساب کارخانه های روغن نباتی ناز، قند و کشتارگاه اصفهان استفاده گردید. نمونه های جلبکی، جمع آوری و خالص شده و به نمونه های فاضلاب جمع آوری شده در برکه اضافه گردید و پس از گذشت زمانهای 15، 20 و 55 روز، پارامترهای pH، BOD5 و COD در این فاضلابها اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل آماری نشان می دهد که نوع فاضلاب، جلبک، زمان ماند و اثر متقابل آنها بر کاهش BOD5 و COD در سطح یک درصد معنی دار می باشد. ولی تغییرات pH در اثر تیمارهای مختلف در همه حالات فوق الذکر معنی دار نیست. نتایج حاصل از مقایسه میانگینها نیز بیانگر این نکته است که نمونه های تیمار شده با جلبک نسبت به شاهد دارای BOD5 و COD کمتری است که در این میان جلبکهای آنابنا و اسیلاتوریا از جلبکهای سبز - آبی نسبت به جلبک اسپیروژیر از جلبکهای سبز اثر بیشتری را نشان می دهد. با افزایش زمان ماند، پارامترهای فوق الذکر نسبت به شاهد، کاهش بیشتری نشان می دهد. مقادیر کاهش BOD5 و COD در شاهد (بدون استفاده از جلبک) قابل توجه و متاثر از زمان ماند و نوع فاضلاب بود.

روش پویایی سیستم، در واقع روش شبیه سازی شی گرا و بر پایه بازخورد است که می تواند علاوه بر تشریح سیستم های پیچیده بر اساس واقعیت، امکان دخالت موثر کاربر در توسعه مدل و جلب اطمینان وی را در طول فرآیند مدل سازی فراهم نماید. افزایش سرعت در توسعه مدل، قابلیت توسعه گروهی مدل، ارتباط موثر با نتایج و افزایش اعتماد به مدل در اثر مشارکت کاربر از مهم ترین قابلیتهای این روش شبیه سازی می باشند. سادگی ایجاد تغییر در مدل و قابلیت انجام آنالیز حساسیت، این روش را از دیگر روش های تحلیل مدل سازی جذاب تر نموده است. در تحقیق حاضر مدلی به روش پویایی سیستم از حوضه زاینده رود در مرکز ایران توسعه داده شده است. این مدل شامل حوضه رودخانه، مخزن سد، دشتها، شبکه های آبیاری و آب زیرزمینی محدوده مورد نظر می باشد. سیاست بهره برداری، استفاده تلفیقی از آب سطحی و زیرزمینی است. ضریب تخصیص هر شبکه آبیاری بر اساس بازخورد ناشی از آب زیرزمینی در محدوده همان منطقه محاسبه می گردد. با توجه به نتایج مشخص گردید با ایجاد قواعد بهره برداری مناسب تر، نه تنها می توان تمامی نیازها از جمله نیاز زیست محیطی تالاب گاوخونی را تامین نمود، بلکه می توان از افت سطح آب زیرزمینی در آینده نیز جلوگیری نمود.

در کشورهای مختلف جهان روش های تجربی و ریاضی متعددی جهت ارزیابی و برآورد شدت فرسایش خاک و تولید رسوب مورد استفاده قرار می گیرد. از میان این روش ها می توان به روش PSIAC که بیشترین عوامل موثر را در محاسبه فرسایش خاک و تولید رسوب در نظر می گیرد اشاره نمود. در الگوی کمی سازی شاخصهای PSIAC، فضای متغیرهای ورودی به محدوده هایی با مرزهای مشخص تقسیم بندی شده است. بنابراین تابع شاخص PSIAC نسبت به متغیرهای ورودی پیوسته نبوده و ممکن است با تغییر پارامترهای ورودی در فضای این محدوده های صریح، شاخص نهایی خروجی سیستم نیز دچار ناپیوستگی شود. عدم قطعیت موجود در شناخت و به تبع آن تصمیم گیری در مورد میزان فرسایش پذیری، یک عدم قطعیت مبهم و به عبارتی دیگر فازی است. در این مطالعه به ارایه یک مدل تشخیص الگوی فازی بر مبنای پارامترهای PSIAC پرداخته شده است. این سیستم دارای طبیعت پیوسته بوده و نسبت به محدوده تغییرات پارامترهای کمی ورودی، دارای حساسیت مناسب می باشد و از لحاظ مفهومی قادر است تغییرات مذکور را در خروجی اعمال نماید. بر این اساس جهت تعیین پتانسیل فرسایش پذیری حوضه دریانچای از هر دو روش، PSIAC و تشخیص الگوی فازی بر مبنای روش (FPR-PSIAC)PSIAC، استفاده شد و نتایج حاصل با هم مقایسه گردید. بررسی ها نشان می دهند هرچند روند کلی پتانسیل فرسایش پذیری حوضه در هر دو روش فوق به نتایج نزدیکی منجر می شوند، به دلیل نوع محاسبات و هموارسازی و ایجاد پیوستگی بیشتر در روش تشخیص الگوی فازی، برخی اختلافات بین نتایج این دو روش دیده می شود.

تعیین پراکنش مکانی ویژگی های خشکسالی در استان اصفهان از اهمیت خاصی در مطالعه و مدیریت خشکسالی برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از 10 مشخصه خشکسالی که بر اساس شدت، مدت و فراوانی شاخص استاندارد بارش در 45 ایستگاه استان اصفهان استوار است و تحلیل خوشه ایاین مشخصه ها، 5 گروه مکانی خشکسالی در استان اصفهان تشخیص داده شد. پراکنش مکانی این گروه ها بیانگر تغییرات شدت و مدت خشکسالی ها بر اساس تغییرات طول و عرض جغرافیایی استان اصفهان است.

احداث سد روی یک رودخانه منجر به رسوب گذاری در مخزن سد می شود. پیش بینی مقدار و نحوه توزیع رسوب برای طراحان سدها، به منظور تعیین آستانه دریچه های عمقی و آبگیر و بررسی تعادل و پایداری سد اهمیت فراوانی دارد. در این تحقیق، کارآیی مدل های تجربی افزایش سطح و کاهش سطح در نحوه توزیع رسوب مخزن سد زاینده رود ارزیابی شد. عملیات رسوب سنجی در مخزن این سد در سالهای 1367 و 1378 صورت گرفته است. با استفاده از منحنی های حجم - ارتفاع و ارتفاع - سطح اولیه این سد، روش های افزایش سطح و کاهش سطح جهت برآورد توزیع رسوب در ارتفاعات مختلف به کار گرفته شد. مقایسه توزیع رسوبات ته نشین شده در سد فوق با مدل های توزیع رسوب نشان داد که مدل کاهش سطح بورلند و میلر با کمترین خطا نسبت به سایر روش ها بیشترین همخوانی را با نحوه توزیع رسوب دارد. توزیع رسوب در سالهای 1399، 1424 و 1449 پیش بینی شده است.