فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 105 (آذر و دی 1395)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 105 (آذر و دی 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/05/09
  • تعداد عناوین: 11
|
  • معصومه یوسف زاده چابک، علی باقری*، کامران داوری صفحات 3-16
    ارزیابی به عنوان یکی از گام های اساسی مدیریت یکپارچه منابع آب از مهم ترین مراحل برنامه ریزی و اجرای آن است. در این راستا، نظام حسابداری آب به عنوان ابزاری برای سازماندهی و ترکیب داده های گردآوری شده از منابع مختلف به منظور تدوین یک سیستم اطلاعاتی و فراهم آوردن امکان ارزیابی یکپارچه سیستم های منابع آب از طریق پیوند بین داده های فیزیکی و اقتصادی معرفی می شود. منطقه مورد مطالعه، محدوده مطالعاتی مشهد بود. با توجه به چارچوب پیشنهادی سازمان ملل، پس از تدوین حساب های آب مربوط به منطقه، متناظر با سال های1380 و 1385، با استخراج نشانگرهایی به تحلیل وضعیت منابع آب پرداخته شد. در نهایت با در نظر گرفتن گزینه هایی بر اساس مدارک موجود و اسناد توسعه بر اساس مدل تحلیلی سیستم دینامیک در محیط SIMULINK به ارزیابی نهایی منطقه پرداخته شد. نتایج حاصل نشان داد که اگر ارزیابی بر مبنای مقیاس منطقه ای (و نه مزرعه) صورت گیرد با اعمال اصلاحات در مدیریت عرضه و تقاضا (به ویژه اصلاح مصارف آب در کاربری های مختلف بخصوص کشاورزی و بازتخصیص سهم آب بین بخش های مختلف) می توان میزان افت آبخوان و همچنین تولید ناخالص داخلی را در منطقه بهبود بخشید. برای نمونه می توان با عدم اختصاص آب به بخشی از محصولات پرمصرف کشاورزی و تخصیص آن به خدمات، به ترتیب 2115 و 5690 ریال در هر مترمکعب در بهره وری منطقه در سال های 85 و 80 بهبود به دست آورد.
    کلیدواژگان: حسابداری آب، مدیریت یکپارچه منابع آب، چارچوب SEEA، Water، دشت مشهد
  • مریم اصغری، عباس اخوان سپهی *، سید رضا حسینی دوست صفحات 17-24
    آب های آلوده و نقش آنها در انتقال پاتوژن ها که باعث عفونت های روده ای در انسان می شوند، حائز اهمیت بسیاری است. استفاده از روش های سنتی از جمله محیط کشت در تشخیص اشریشیاکلی علاوه بر این که به زمان زیادی نیاز دارد، قابلیت شناسایی برخی پاتوتایپ های آن را نیز فراهم نمی کند. این پژوهش با هدف ارائه راهکارهای مولکولی در شناسایی سریع و اختصاصی پاتوتایپ های اشریشیاکلی انجام شد. به این منظور به مدت یک سال از مهر ماه سال 1391 تا مهر ماه سال 1392 از بین 978 نمونه آب، طی فرایندهای غربالگری اعم از فنوتیپی و مولکولی (سه گانه ژن های اختصاصی)، 106 سویه اشریشیاکلی جدا شد. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر پتانسیل بالای آب در انتقال میکروارگانیسم های پاتوژن بود. طی این پژوهش مشخص شد 10 سویه، دارای ژن های est و elt، 6 سویه دارای ژن eaeA، 5 سویه دارای ژن bfpA، 4 سویه دارای ژن های pCVD و ipaH، 3 سویه دارای ژن های VT1 و VT2 و 1 سویه دارای ژن هایcnf1 و cnf2 می باشند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از روش های مولکولی بر پایه پرایمرهای طراحی شده در این پژوهش می تواند روشی مناسب، سریع و اختصاصی در شناسایی پاتوتایپ های اشریشیاکلی باشد.
    کلیدواژگان: اشریشیاکلی، باکتری های کلیفرم، پاتوتایپ، تهران، تصفیه خانه آب
  • قاسم ذوالفقاری*، مهری دلسوز، سکینه رجایی صفحات 25-37
    بررسی مقدار آلاینده ها در ماهیان به دلیل مصرف آن توسط انسان از اهمیت خاصی برخوردار است. پژوهش حاضر، به منظور تعیین غلظت جیوه در آب، رسوبات و ماهیان تالاب هامون و مقایسه میزان آن با حد مجاز مقدار مرجع انجام گرفت. برای تعیین غلظت جیوه کل از روش آنالیز پیشرفته جیوه (AMA، 254 LECO)، روش استاندارد شماره D-6722 استفاده شد. میانگین غلظت جیوه در عضله آمور، کپور معمولی، فیتوفاگ، سرگنده، شیزوسیپریس و هامون ماهی به ترتیب 14/0، 28/0، 15/0، 15/0، 34/0 و 36/0 و در کلیه به ترتیب 21/0، 32/0، 22/0، 23/0، 36/0 و 41 میلی گرم در کیلوگرم بود. غلظت جیوه رسوبات در ایستگاه های یک، دو و سه به ترتیب 39/0، 44/0 و 48 میلی گرم در کیلوگرم و غلظت جیوه آب در ایستگاه های مذکور به ترتیب 06/0، 07/0 و 08/0 میلی گرم در لیتر برآورد شد. نتایج نشان داد که به طور کلی بین غلظت جیوه عضله و کلیه در گونه های مختلف، تفاوت معنی داری وجود دارد (001/0P<). بر اساس نتایج این پژوهش، غلظت های جیوه ماهیان، از محدوده پیشنهادی توسط سازمان بهداشت جهانی و سازمان خوار و بار جهانی، اداره غذا و دارو و آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا و اتحادیه اروپا کمتر است.
    کلیدواژگان: جیوه، ماهی، رسوبات، تالاب بین المللی هامون
  • علیرضا رحمانی، سمیه اکبری، فهیمه زمانی، زینب معصومی، رویا هراتی، حلیمه الماسی*، امیر شعبانلو صفحات 38-45
    فنل یا هیدروکسی بنزن یکی از هیدروکربن های آروماتیک سمی است. این ترکیب از طریق دفع فاضلاب تعدادی از صنایع باعث آلودگی محیط زیست و به ویژه منابع آبی می شود. در این پژوهش حذف فنل در محلول های آبی به روش الکتروپرسولفات و الکتروفنتون با استفاده از الکترود آهن مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش، یک راکتور منقطع الکتروشیمیایی در مقیاس آزمایشگاهی مجهز به چهار الکترود و منبع برق مستقیم مورد استفاده قرار گرفت. در آزمایش های انجام شده اثر پارامترهای موثر عملیاتی مانند pH اولیه، دانسیته جریان و غلظت اولیه فنل، غلظت اولیه پراکسید هیدروژن و پرسولفات بر راندمان حذف فنل بررسی شد. نتایج نشان داد که فرایند الکتروپرسولفات و الکتروفنتون قادر به حذف فنل با راندمان 18/95 و 99/93 درصد در شرایط عملیاتی pH برابر 3، غلظت اولیه فنل 100 میلی گرم در لیتر در غلظت 4/0 میلی مولار پراکسید هیدروژن و پرسولفات با دانسیته جریان 07/0 آمپر در دسی متر مربع در زمان 45 دقیقه می باشند. همچنین با افزایش مقدار پرسولفات و پراکسید هیدروژن از 4/0 به 8/0 میلی مولار در فرایند الکتروپرسولفات و الکتروفنتون به ترتیب راندمان از 18/95 و 99/93 به 43 و 85 درصد کاهش پیدا کرده است. نتایج پژوهش نشان می دهد که فرایندهای الکتروپرسولفات و الکتروفنتون در حذف فنل دارای راندمان حذف یکسانی بوده و به طور کلی تلفیق فرایند الکتروشیمیایی و پرسولفات به منظور تولید الکتریکی آهن و فعال سازی پرسولفات دارای توانایی بیشتری در مقایسه با استفاده مجزا از این فرایندها است.
    کلیدواژگان: الکتروفنتون، الکتروپرسولفات، فنل، آند آهن
  • نادر جعفرزاده* صفحات 46-52
    تصفیه پساب های حاوی مواد رنگی آلیبا روش های متفاوتی از جمله فرایندهای اکسایش الکتروشیمیایی پیشرفته صورت می گیرد. فرایند الکتروفنتون یکی از انواع این فرایندهاست که در آن با اعمال برق به الکترودهای آند و کاتد، طی واکنش های الکتروشیمیایی، رادیکال های هیدروکسیل تولید شده و با حمله به آلاینده ها، باعث حذف آنها می شوند. در این پژوهش برای اجرای فرایند الکتروفنتون ابتدا الکترود کربن پارچه ای با نانولوله های کربنی اصلاح شد و در ادامه برای تصفیه محلول حاوی مخلوط مواد رنگزای راکتیو آبی 69، راکتیو قرمز 195 و راکتیو زرد 84 استفاده شد. آزمایش های مقایسه ای نشان داد که کارایی الکترود اصلاح شده در حذف مواد رنگزا بهتر از کاتد کربن پارچه ای است. برای 500 میلی لیتر از مخلوط مواد رنگزا با غلظت 50 میلی گرم در لیتر از هر کدام، حاوی الکترولیت سولفات سدیم و یون آهن سه ظرفیتی، اجرای فرایند تصفیه نشان داد، تحت شدت جریان الکتریکی 300 میلی آمپر و زمان الکترولیز 210 دقیقه، بهترین راندمان حذف رنگ به دست می آید. محاسبه میزان جریان موثر و انرژی الکتریکی مصرفی با توجه به اندازه گیری های COD نشان داد که در شدت جریان 300 میلی آمپر و زمان 210 دقیقه، بیشترین جریان موثر برقرار است و کمترین انرژی الکتریکی مصرف می شود. میزان معدنی شدن مواد رنگزا بعد از اجرای فرایند الکتروفنتون تحت شرایط ذکر شده مشخص کرد که در محلول های رنگی حدود 78 درصد COD اولیه حذف شده است. فرایند الکتروفنتون می تواند برای تصفیه پساب های حاوی مخلوط آلاینده رنگی استفاده شود. پارامترهای موثر بر کارایی این فرایند نوع الکترود کاتد، شدت جریان الکتریکی و زمان الکترولیز است.
    کلیدواژگان: الکتروفنتون، مواد رنگزای راکتیو، نانولوله کربنی، کاهش COD
  • بهروز کریمی *، محمد صادق رجایی، مهری عیسوند، مریم حبیبی صفحات 53-63
    نفتالین در اثر سوختن مواد آلی از قبیل سوخت های فسیلی و چوب، صنایع و انتشار از اگزوز خودرو ها وارد محیط زیست می شود. نفتالین در ساخت پلاستیک، رزین، سوخت و رنگ ها استفاده می شود. این پژوهش با هدف ارزیابی عملکرد فرایند UV/TiO2/H2O2در تجزیه نفتالین از محلول آبی انجام شد. تجزیه فوتوکاتالیستی نفتالین، توسط تابش نور UV در حضور TiO2 و H2O2 تحت شرایط گوناگون بررسی شد. تجزیه نوری فرایندهای H2O2/UV، TiO2/UV و H2O2/TiO2/UV در یک راکتور بسته با تابش لامپ کم فشار جیوه ای مقایسه شد. اثر پارامترهای بهره برداری نظیر زمان واکنش، pH محلول، نفتالین اولیه، غلظتTiO2 و H2O2 در فرایند تجزیه فوتوکاتالیستی مورد بررسی قرار گرفتند. در غلظت 15 میلی گرم در لیتر نفتالین و زمان های ماند 5، 10، 20،30، 40، 50، 60، 100 و 120 دقیقه، راندمان حذف نفتالین به ترتیب برابر با 63، 75، 80، 88، 92، 95، 5/96و 98 درصد به ترتیب در سیستمUV/TiO2/H2O2 و 50، 5/59، 69، 80، 85، 88، 91 و 95 درصد در سیستم UV/TiO2 به دست آمد. در pH اولیه 3، 4، 5، 6، 7، 9، 10 و 12، به طور تقریبی راندمان حذف نفتالین به ترتیب 8/96، 5/85، 86، 5/75، 8/68، 8/57 و 5/52 درصد، با سیستم UV/TiO2/H2O2 حاصل شد. نشان داده شد که تجزیه نوری با استفاده از فرایند H2O2/TiO2/UV بسیار موثرتر از استفاده هر دو فرایند H2O2/UV یا فرایندTiO2/UV است.
    کلیدواژگان: فرایند اکسیداسیون پیشرفته، محلول آبی، H2O2، TiO2، UV، نفتالین
  • محمد عبدالله پور *، کیوان شایسته صفحات 64-72
    در این پژوهش با استفاده از روش سطح پاسخ و طراحی مرکب مرکزی، کارایی فرایند انعقاد در حذف یون بروماید، مدل سازی و بهینه سازی شد. یون بروماید در آب های سطحی به طور طبیعی یافت می شود و علی رغم غیرسمی بودن آن، این یون در برخورد با گندزداهای رایج تصفیه آب، باعث تولید محصولات جانبی گندزدایی با سرطان زایی بیشتر نسبت به نوع کلرینه آنها می شود. فرایند انعقاد در تصفیه خانه های آب، به عنوان یک قسمت کلیدی تلقی می شود. انعقاد پیشرفته که به تازگی با کمک منعقد کننده های جدیدی با عنوان منعقد کننده های پلیمری معدنی، توانایی قابل توجهی در حذف کدورت و انعقاد ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیل زتا دارند، در پژوهش ها مورد توجه قرار گرفته اند. منعقد کننده استفاده شده در این سری آزمایش ها، پلی آلومینیوم کلراید بود. با استفاده از طراحی آزمایشی که توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت انجام شد، مدل بسیار خوبی با ضریب رگرسیونی برابر 9925/0 به اطلاعات حاصل از مشاهدات تجربی در راندمان حذف بروماید فیت شد. پارامترهای غلظت اولیه بروماید و دز منعقد کننده، تاثیر مستقیمی بر راندمان حذف یون بروماید داشت؛ ولی برای pHرفتار متفاوتی مشاهد شد.
    کلیدواژگان: روش پاسخ سطح، طراحی مرکب مرکزی، انعقاد پیشرفته، یون بروماید، پلی آلومینیوم کلراید
  • محمدرضا خانی، سید مصطفی خضری، ویدا غلامی پرور ماسوله* صفحات 73-79
    هدف از این پژوهش مدل سازی سینتیکی راکتور بستر متحرک ناپیوسته متوالی بیوفیلمی با جریان پیوسته و ارائه بهترین مدل پیش بینی برای این فرایند بود. به این منظور راکتور MSCR شامل یک پایلوت هوازی- انوکسیک با حجم 50 لیتر و یک پایلوت بی هوازی با حجم 20 لیتر ساخته و راه اندازی شد. راکتور مورد بحث در نرخ های بارگذاری و زمان ماند هیدرولیکی مختلف با استفاده از فاضلاب مصنوعی در غلظت های ورودی 300 تا 1000 میلی گرم در لیتر COD مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج به دست آمده و بهترین شرایط راهبری سیستم، بالاترین میزان حذف COD در بارگذاری آلی، 500 میلی گرم بر لیتر و به میزان 6/98 درصد به دست آمد. برای مدل سازی فرایند از سه مدل حذف آلاینده مرتبه اول، مدل گراو و مدل استور-کینکنون استفاده شد. با توجه به تحلیل سینتیکی حذف، مدل استور-کینکنون به عنوان مناسب ترین مدل برای مدل سازی فرایند بیوفیلمی با بستر متحرک انتخاب شد. با توجه به ویژگی های بسیار مناسب این مدل در رابطه با پیش بینی میزان حذف ماده آلی در بارهای آلی مختلف، استفاده از این مدل در جهت طراحی و بهره برداری مناسب از سیستم MSCR پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: فاضلاب مصنوعی، سینتیک واکنش، MSCR، بیوفیلم
  • محمد تقی صمدی، رضا شکوهی، رویا هراتی* صفحات 80-89
    سیپروفلوکساسین آنتی بیوتیکی پر مصرف در درمان عفونت ها است که تقریبا بخش عمده آن به صورت غیر متابولیزه دفع می شود و در نهایت از طریق تخلیه فاضلاب ها و پساب ها به منابع آبی وارد می شود. نانولوله های کربنه در سطح وسیعی برای حذف آلاینده ها استفاده شده است اما مشکلات ناشی از جداسازی آن مطرح است. هدف از این پژوهش، سنتز نانوکامپوزیت مگنتیت Fe3O4/MWCNTs و ارزیابی عملکرد آن در حذف سیپروفلوکساسین توسط فرایند فنتون هتروژن بود. نانوکامپوزیت مگنتیت سنتز شد و در شرایط آزمایشگاهی، با تاکید بر اثرات انواع پارامترهای موثر از جمله pH بین 4 تا 10، مقدار جاذب، یک تا 3 گرم در لیتر، غلظت اولیه آنتی بیوتیک 30 تا 200 گرم در لیتر، زمان تماس 15 تا 300 دقیقه و غلظت پراکسید هیدروژن 5 تا 25 میلی مول در لیتر انجام شد. برای تعیین ویژگی های نانوکامپوزیت مگنتیت سنتز شده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، دستگاه پراش نگار اشعه ایکس و طیف سنج مادون قرمز استفاده شد. نتایج نشان داد که کارایی حذف سیپروفلوکساسین با غلظت 30 گرم در لیتر، در فرایند فنتون هتروژن 95 درصد بعد از زمان حدود 180دقیقه با نسبت مولی یک میلی لیتر پراکسید هیدروژن در 2 گرم آهن بود. بر مبنای نتایج می توان اظهار نمود که نانوکامپوزیت مگنتیت Fe3O4/MWCNTsقابلیت خوبی برای حذف آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین از محیط های آبی دارد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت مگنتیت، آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین، فنتون هتروژن
  • امیر باقی *، سعدیه بابا خانیان، محمد محمدی صفحات 90-94
    استفاده از فناوری های نوین به خصوص فناوری نانو در راستای کاهش اثرات سوء آلودگی های محیط زیستی، به عنوان یکی از راهکارهای مدیریتی مطرح است. استفاده از این فناوری در ارتباط با منابع آب، با توجه به چالش های پیش رو ضروری به نظر می رسد. بر اساس این پژوهش میزان تاثیر مواد منعقدکننده نانو بر کاهش بار آلودگی میکربی آب های آشامیدنی به صورت موردی در شهر ایلام با آنالیز شاخص های کیفی میزان اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BOD5)، سختی کل (TH) و میزان کلیفرم های گوارشی در نمونه های آب های آلوده مورد ارزیابی قرار گرفت. استفاده از این گونه مواد در دماهای بالا در حدود 40 درجه سلسیوس، زمان ماند بیشتر از یک ساعت و pH برابر 6 بیشترین تاثیر را در کاهش میزان بار آلودگی میکربی و BOD5 داشته ولی بر میزان سختی کل هیچ گونه اثری نگذاشته است. این امر حاکی از آن است که کارایی این گونه مواد منعقدکننده نانو در شرایط دمای بالا و pH زیر حالت خنثی، بیشترین تاثیر خود را در کاهش میزان بار آلودگی میکربی دارد و استفاده از این مواد می تواند از مصرف بیش از حد سایر مواد متداول منعقدکننده و مواد گندزدا در تصفیه خانه های آب جلوگیری نموده و در سالم سازی آب آشامیدنی به کار رود و تا حد بسیار زیادی در جهت بهبود و بهینه سازی سیستم تصفیه مناسب آب های آلوده برای آشامیدن با توجه به محدودیت منابع آبی در جهان و ایران مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آب آشامیدنی، آلودگی میکربی، نانوذرات منعقدکننده
  • صفحه 95
|
  • Masoomeh Yousefzadeh Chabok, Ali Bagheri *, Kamran Davari Pages 3-16
    Assessment is both a fundamental step in integrated water resources management and one of the most important stages in planning and implementing such management systems. Water accounting is regarded as a tool for organizing and combining the data collected from various sources to develop an information system that will provide a tool for the integrated assessment of water resources by combining relevant physical and economic data. Based on these observations, the present study was designed to analyze the present status of water resources in Mashhad Plain as the study area. For this purpose, the framework proposed by the UN was adopted and water accounts of the study region were compiled for the years 2001 and 2006 to extract the relevant assessment indicators. In a second stage, the policy options emerging from the available documents and regional development plans were examined and a final evaluation of the water use policies in the study area was conducted using an analytical system dynamics model in SIMULINK. Results indicate that not only can the present local acquifer declines be reduced but significant improvements can also be made in the gross productivity rate across the region by correcting and updating the present water allocation policies (especially by correcting agricultural water uses and reallocating water to other sectors) provided that assessments are based on a regional rather than a farm scale. For instance, if allocation to high water consuming crops such as tomato and sugar beets or livestock is stopped to reallocate part of the water saved to the service industry, the regional water productivity will be enhanced by 5690 and 2115 IRR per cubic meter for the years 2006 and 2001, respectively.
    Keywords: Water Accounting, Integrated Water Resources Management, SEEA, Water, Mashhad Plain
  • Maryam Asghari, Abbas Akhavan Sepahi *, Seyed Reza Hosseini Doost Pages 17-24
    Water borne infections are of great importance for public health due to the role of water in the transmission of pathogens which cause gastrointestinal diseases. Traditional methods based on culture media commonly used for the identification of E. coli are not only time-consuming but fail to detect certain pathotypes of E. coli as well. To overcome these shortcomings, molecular methods were employed in the present study for the rapid and specific determination of E. coli pathotypes. For this purpose, 978 water samples were collected during the period from September 2012 to September 2013 and 106 E. coli strains were selected using multistep biochemical and molecular screening (tetraplex PCR) method. Virulogenes were determined by designing specific primers and developing efficient protocols. While it was shown that water has a great cabapility for transmiting pathogenic microorganisms, the results revealed that 10 strains contained the est, elt, and eaeA genes; five contained the bfpA gene; four contained the pCVD and ipaH genes; three contained the VT1 and VT2 genes; and finally one starin contained the cnf1 and cnf2 genes. It was also found that molecular methods based on our newly designed primers are sensitive, specific, and rapid protocols for pathotyping of Escherichia coli.
    Keywords: Escherichia coli, Coliform Bacteria, Pathotypes, Tehran, Water Treatment Entrance
  • Ghasem Zolfaghari *, Mehri Delsooz, Sakine Rajaee Pages 25-37
    Contaminant levels in fish are of particular importance because of the potential health risks they pose to human consumers. The presnet study was designed and implemented to determine mercury concentrations in water, sediments, and fish from Hamoon wetland against international standards. For this purpose, the LECO, AMA 254, ASTM Standard D-6722 was used to determine mean Hg concentrations in the muscles of Ctenopharyngodon idella, Cyprinus carpio, Hypophthalmichthys molitrix, Hypophthalmichthys nobilis, Schizocypris altidorsalis, and Schizothorax zardunyi as 0.14, 0.28, 0.15, 0.15, 0.34, and 0.36 mg/kg, respectively, and 0.21, 0.32, 0.22, 0.23, 0.36 and 0.41 mg/kg in their kidneys. Water mercury concentrations at three stations were determined to be 0.06, 0.07, and 0.08 mg/kg while they were 0.39, 0.44, and 0.48 mg/kg in the sediments. Laboratory analysis results showed significant differences in mercury concentrations between fish kidney and muscle (p
    Keywords: Mercury, fish, Sediments, Hamoon International Wetland
  • Alireza Rahmani, Somayeh Akbari, Fahimeh Zamani, Zeinab Masoumi, Roya Harati, Halimeh Almasi *, Amir Shabanlo Pages 38-45
    Phenol, or benzene hydroxyl is a toxic aromatic hydrocarbon discharged into the environment through certian industrial effluents which, thereby, pollute water resources. This study examines phenol removal from aqueous solutions through electro-Fenton and electro/persulfate processes using iron electrodes. For this purpose, a laboratory-scale electrochemical batch reactor was used that was equipped with four electrodes and a direct DC power supply. In the tests carried out, the effects of operational parameters such as initial pH; current density; and initial concentrations of phenol, hydrogen peroxide, and persulfate on the removal of phenol were investigated. The results showed that EPS and EF processes achieved phenol removal efficiencies of 95.18% and 93.99%, respectively, at operating conditions of pH = 3, initial phenol concentration of 100 mg/l, hydrogen peroxide and persulfate concentration of 0. 4 mM, and a current density 0.07A/dm2 over 45 min. Increasing persulfate and hydrogen peroxide concentration from 0.4 to 0.8 mM reduced phenol removal efficiencies from 95.18% and 93.99% to 43% and 85%, respectively. Generally speaking, EPS and EF processes exhibited almost identical phenol removal efficiencies. Finally, the integrated electrochemical and persulphate process was found to be more productive in producing electrical iron and persulphate activation than using each single process in isolation.
    Keywords: Electrofenton, Electropersulfate, Phenol, Iron Anode
  • Nader Djafarzadeh* Pages 46-52
    Nowadays, advanced electrochemical oxidation processes are promising methods for the treatment of wastewaters containing organic dyes. One of these methods is the Electro-Fenton (EF) technique in which an electrical current is applied to the cathode and anode electrodes to promote electrochemical reactions that generate hydroxyl radicals which mineralize organic pollutants and remove them from wastewater. To carry out the Electro-Fenton process iIn this work, the carbon paper (CP) electrode was initially modified with carbon nanotubes (CNT) to produce the CP-CNT electrode which was used as the cathode to remove a mixture of organic dyestuff (containing Reactive Blue 69, Reactive Red 195, and Reactive Yellow 84) from wastewaters. Comparison of the two types of cathode electrodes (i.e., CNT and the modified CP-CNT) showed that the CP-CNT outperformed the CP electrode. The EF process was employed to treat 500 ml of a mixture of dyes (50 mg/L of each dye) containing sodium soulfate and Fe ions. The results revealed that the highest color removal efficiency was achieved when a current of 300 mA was applied for 210 min. COD measurments were used to calculate the effective current and power consumption. It was found that the 300 mA current applied over a period of 210 min yielded the highest effective current and the lowest power consumption. The amount of dyes mineralized by the EF process in the dye solution indicated that 78% of the initial COD had been removed under the above conditions. It may be concluded that the Electro-Fenton process can be successfully used for the treatment of wastewaters containing mixtures of dye pollutants. Cathode electrode type, electrical current, and electrolysis duration were identified as the parameters affecting the process.
    Keywords: Electro, fenton, Reactive Dyes, Carbon Nano Tubes, COD Reduction
  • Behroz Karimi *, Mohammadsadegh Rajaei, Mehri Eesvand, Maryam Habibi Pages 53-63
    Naphthalene is released into the environment by burning such organic materials as fossil fuels and wood and in industrial and vehicle exhaust emissions. Naphthalene is used in the manufacture of plastics, resins, fuels, and dyes. The aim of this study was to evaluate the performance of UV/TiO2/H2O2 process to decompose naphthalene in aqueous solutions. For this purpose, the photocatalytic degradation of naphthalene was investigated under UV light irradiation in the presence of TiO2 and H2O2 under a variety of conditions. Photodegradation efficiencies of H2O2/UV, TiO2/UV, and H2O2/TiO2/UV processes were compared in a batch reactor using the low pressure mercury lamp irradiation. The effects of operating parameters such as reaction time (min); solution pH; and initial naphthalene, TiO2, and H2O2 concentrations on photodegradation were examined. In the UV/TiO2/H2O2 system with a naphthalene concentration of 15 mg/L, naphthalene removal efficiencies of 63, 75, 80, 88, 92, 95, 96.5, and 98% were achieved, respectively, for reaction times of 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 100 and 120 min. This is while removal efficienciesof 50, 59.5, 69, 80, 85, 88, 91, and 95% were obtained in the UV/TiO2 system under the same conditions. For initial pH values of 3, 4, 5, 6, 7,9, 10, and 12, naphthalene removal efficiencies of approximately 96.8, 85.5, 86, 75.5, 68.8, 57.8, and 52.5% were acheived, respectively, with the UV/TiO2/H2O2 system. Thus, it may be claiomed that, compared to either H2O2/UV or TiO2/UV process, the H2O2/TiO2/UV process yielded a far more efficient photodegradation.
    Keywords: Advanced Oxidation Processes, Aqueous Solution, H2O2, TiO2, UV, Naphthalene
  • Mohammad Abdollahpour*, Keivan Shayesteh Pages 64-72
    In this paper, the response surface methodology and the central composite design are used to model and optimize bromide removal efficiency in the coagulation process. Bromide ions are naturally found in surface waters. Despite its non-toxicity, when exposed to disinfectants commonly used in water treatment, bromide ions produce disinfection byproducts which are more carcinogenic than their chlorinated counterparts. A key process in water treatment is coagulation. Most studies have recently focused on enhanced coagulation achieved by new coagulants known as inorganic polymer coagulants which exhibit a remarkable ability in both removing colloidal particles and reducing turbidity and the zeta potential from water. In the present experiments, poly-aluminum chloride (PAC) is used as a coagulant. Moreover, an experimental design is constructed using the Design-Expert software to develop an efficient model with a regression coefficient of 0.9925 which fitted the observed data on bromide removal efficiency. It is found that coagulant dosage and initial bromide concentration have direct impacts on bromide removal efficiency while a different behavior is observed in the case of pH.
    Keywords: Response Surface Methodology, Central Composite Design, Enhanced Coagulation, Bromide Ion, Poly, Aluminum Chloride
  • Mohammadreza Khani, Seyed Mostafa Khezri, Vida Gholamiparvar Masooleh* Pages 73-79
    It was the objective of the present study to conduct a kinetic modeling of a Moving-bed Sequential Continuous-inflow Reactor (MSCR) and to develop its best prediction model. For this purpose, a MSCR consisting of an aerobic-anoxic pilot 50 l in volume and an anaerobic pilot of 20 l were prepared. The MSCR was fed a variety of organic loads and operated at different hydraulic retention times (HRT) using synthetic wastewater at input COD concentrations of 300 to 1000 mg/L with HRTs of 2 to 5 h. Based on the results and the best system operation conditions, the highest COD removal (98.6%) was obtained at COD=500 mg/L. The three well-known first order, second order, and Stover-Kincannon models were utilized for the kinetic modeling of the reactor. Based on the kinetic analysis of organic removal, the Stover-Kincannon model was chosen for the kinetic modeling of the moving bed biofilm. Given its advantageous properties in the statisfactory prediction of organic removal at different organic loads, this model is recommended for the design and operation of MSCR systems.
    Keywords: Synthetic Wastewater, Reaction Kinetic, MSCR, Biofilm
  • Mohammad Taghi Samadi, Reza Shokoohi, Roya Harati* Pages 80-89
    Ciprofloxacin is an antibiotic vastly administrered for the treatment of infections. A major paortion of the drug remains non-metabolized and is excreted to find its way ultimately into water environments through discharge into wastewater. Although carbon nanotubes have been widely employed for the removal of contaminants, ciprofloxacin still poses problems against its proper removal. It is the objective of the present study to synthesize magnetite Fe3O4/MWCNTs and to evaluate its performance in ciprofloxacin removal via the heterogeneous Fenton process. For this purpose, the performance of the synthesized nanocomposite was evaluated while the effects of the following parameters were also investigated on the heterogenous Fenton process under lab conditions: pH, 4‒10); adsorbent quantity, 1‒3 g/l; initial antibiotic concentration, 30‒200 mg/l; contact time, 15‒300 min; and H2O2 concentration, 5‒25 μmol/l. Moreover, the synthesized Fe3O4/MWCNTs was morphologically and microstructurally characterized using Transmission Electron Microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) while the formation of carboxylic functional groups was verified by Fourier transform infrared spectra (FT-IR). It was found that the efficiency of the heterogeneous Fenton process for the removal of ciprofloxacin at a concentration of 30 mg/l was 95% in approximately 180 minutes and a molar ratio of 1 ml H2O2/2g Fe. Based on the results obtained, the Fe3O4/MWCNTs magnetite nanocomposite is well capable of removing ciprofloxacin from aqueous solutions in the heterogeneous Fenton process.
    Keywords: Magnetite Nano, Composite, Ciprofloxacin Antibiotic, Heterogeneous Fenton
  • Amir Baghi *, Saydieh Babakhanian, Mohammad Mohammadi Pages 90-94
    A growing interest has been recently shown to the application of modern technologies, especially nanotechnologies, as a management approach to alleviating the adverse effects of environmental pollutants. One area that may most benefit from these new technologies is the water resources management. The present study was designed to evaluate the effectiveness of nanocoagulants in reducing the microbial load of drinking water. For the purposes of this study, the drinking water supply of the City of Ilam was chosen for a case study and its parameters of biological oxygen demand (BOD), total hardness (TH), and fecal coliforms were determined. It was found that application of nanocoagulants at temperatures as high as 40 oC, over a detention time of more than one hour, and at pH = 6 yielded the highest efficiency in removing the microbial load and BOD5, but it had no effect on TH removal. Based on the results obtained, it may be claimed that nanocoagulants may serve as a good alternative to common coagulants and disinfectants in treating drinking water while they can also improve and optimize water treatment processes.
    Keywords: Drinking water, Microbial Contamination, Nanocoagulants