فهرست مطالب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب - سال سوم شماره 3 (پاییز 1397)

نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب
سال سوم شماره 3 (پاییز 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/07/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • سخن سردبیر
  • مهتاب باغبان صفحه 2
  • مجید قنادی* صفحات 3-16
    مصرف رو به افزون داروها و پیامدهای ناشناخته و شناخته شده داروها در محیط، هم‎چون تغلیظ در زنجیره غذایی، اختلال در غدد درون ریز، مقاوت دارویی و اثرگذاری بر باروری حیوانات، نگرانی از راه‎یابی این ترکیبات پیچیده به منابع آب را قوت بخشیده است. 5 تا 90 درصد از داروهای مصرف شده، پس از زایل شدن سمیت آن ها در کبد، به‎صورت گلوکورونید، از طریق ادرار و مدفوع دفع می شوند. در مقیاس جهانی داروهای کنترل کننده کلسترول خون، داروهای قلب و عروق و داروهای ضد افسردگی، پرمصرف ترین داروها به‎شمار می روند که در منابع آب و حتی در آب آشامیدنی شناسایی شده اند. سازمان جهانی بهداشت حضور 15 تا 25 باقی مانده داروی پرمصرف را در آب آشامیدنی در مقادیر نانو و میکروگرم بر لیتر تایید کرده است. در ایران، قرص های استامینوفن کدئین، سرما خوردگی و آموکسی سیلین، مقام های اول تا سوم پرمصرف ترین داروها هستند و پس از آن ها، قرص دی فنوکسیلات و آمپول دگزامتازون، مشترکا در جایگاه چهارم قرار دارند. برای مقابله با پیامدهای ناخواسته و نگرانی های منبعث از حضور داروها در آب، اجرای برنامه های آموزشی با هدف کاهش مصرف و استفاده صحیح از داروها و مواد آرایشی و بهداشتی، تدوین مقررات و رویه های کاری برای دفع مناسب داروهای مصرف نشده و نیم‎مصرف شده، اعمال نظارت کافی و سیاست های تنبیهی و تشویقی، توصیه و بر آن تاکید شده است. بازطراحی صافی ها و استفاده از عامل های اکسیدان کلر و ازن، فرآیندهای غشایی نظیر اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون همراه با تابش همزمان اشعه فرابنفش با حداقل دوز 400 میلی ژول بر سانتی مترمربع و تزریق حداقل 3 میلی گرم بر لیتر پراکسید هیدروژن برای زدایش باقی مانده هورمون ها، داروها، آنتی بیوتیک ها از آب تجربه شده است.
    کلیدواژگان: آب، دارو، برآورد غلظت، ارزیابی خطر، روش های حذف
  • نغمه عروجی*، علی اکبر عظیمی، فردوس کریمی، افشین تک دستان صفحات 17-28
    هدف این مطالعه کاهش  پارانیتروفنل  از پساب  با استفاده از  فرایند بیولوژیکی هوازی تصفیه فاضلاب به‏روش SBR و  اثر غلظت پارانیتروفنل موجود در فاضلاب بر میزان کاهش لجن تولیدی و قابلیت ته‏نشینی لجن است. در این تحقیق از 2 راکتور SBR به حجم 20 لیتر که توسط سیستم برخط کنترل می شود استفاده شد. پس از ایجاد شرایط پایدار در راکتورها در خلال 12 ماه تحقیق، نمونه‏برداری و آزمون پارامترهایی از قبیل COD، MLSS، MLVSS، PH، DO، SV1، SOUR، پارانیتروفنل (PNP) و در نهایت میزان کاهش تولید جامدات بیولوژیکی انجام شد. نتایج نشان داد که در میزان PNP تزریقی بیش از 100 میلی‏گرم درلیتر به راکتور میزانCOD  از 772 به 193 میلی‏گرم در لیتر رسید و راندمان حذفCOD  به 75 درصد و غلظتPNP  به 7/36 میلی‏گرم بر لیتر کاهش یافت. میزان جامدات بیولوژیکی قابل ته‏نشینی در حدود 5/49 درصد نسبت به راکتور شاهد کاهش یافت. از طرفی در این دوز تزریقی PNP میزان  SOUR به  mgO2/h.gVSS 31 و میزانSVI  به کمتر از ml/g 48 رسید. در دوز 150 میلی‏گرم در لیتر PNP به راکتور هیچ لجن بیولوژیکی تولید نشد، اما میزان COD و PNP در پساب خروجی افزایش یافت. وجود ترکیبات آلی سمی و مقاوم نظیر پارانیتروفنل در فاضلاب در غلظت‏های بالا، اگرچه باعث کاهش راندمان حذف مواد آلی شده، اما منجر به کاهش جامدات بیولوژیکی نیز می‏شود و در نتیجه میزان لجن دفعی کاهش می‏یابد.
    کلیدواژگان: راکتور SBR، لجن بیولوژیکی، پارانیتروفنل، تولید بیومس، SOUR
  • زهرا قاسمی، علی اکبر کریمیان*، حمیدرضا عظیم زاده، حمید سودایی زاده صفحات 29-38
    باتوجه به محدود بودن منابع آب و رشد بی رویه جمعیت، استفاده از فاضلاب در کشاورزی و فضای سبز امری اجتناب ناپذیر است. در این راستا تحقیقی به‎منظور بررسی تاثیر آبیاری با فاضلاب تصفیه‎شده و تصفیه‎نشده شهر یزد بر عملکرد گونه رزماری1، از گونه های موجود در فضای سبز شهری انجام شد. این بررسی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با پنج تیمار (آب شرب، فاضلاب تصفیه‎شده، فاضلاب تصفیه‎نشده، فاضلاب تصفیه‎شده + آب شرب با نسبت 1:1 و فاضلاب تصفیه‎نشده + آب شرب با نسبت 1:1) و 5 تکرار اجرا شد. نتایج بررسی خصوصیات شیمیایی تیمارهای مورد استفاده برای آبیاری نشان داد که pH  (2/7) و  EC(27/1 دسی‎زیمنس بر متر) و غلظت عناصر سنگین سرب (5/0 میلی‎گرم بر لیتر) و روی (24/0 میلی‎گرم بر لیتر) در محدوده مجاز، طبق استاندارد فائو بوده ولی کادمیوم در هردو تیمار (02/0 و 04/0 میلی‎گرم بر لیتر) بالاتر از حد مجاز استاندارد فائو (01/0) بود. نتایج بررسی صفات مرفولوژیکی گیاه رزماری  نشان داد که بین غلظت های مختلف فاضلاب ازنظر میزان رشد گیاه و وزن خشک ریشه اختلاف معنی داری وجود ندارد (05/0<p). اثر آبیاری با فاضلاب بر وزن خشک اندام هوایی و قطر گیاه از نظر آماری معنی دار بود (05/0>p). بیشترین وزن خشک اندام هوایی و قطر مربوط به تیمار آبیاری با فاضلاب تصفیه‎نشده بود. نتایج بررسی صفات فیزیولوژیکی گیاه شامل میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، قند و پرولین نشان داد که از نظر آماری بین تیمار های مختلف اختلاف معنی دار وجود دارد (05/0>p). بیشترین میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل مربوط به فاضلاب تصفیه‎شده و بیشترین میزان قند و پرولین مربوط به فاضلاب تصفیه‎نشده بود.
    کلیدواژگان: آبیاری، رزماری، فاضلاب تصفیه شده، فاضلاب تصفیه نشده، فاضلاب شهر یزد، آب نامتعارف
  • حسن پیری حور*، محمد علی نکویی، غلام رضا جلالی صفحات 39-51
    تاریخ آب رسانی در استان کویری یزد، حاکی از سختی های فراوانی است که مردمان این استان در طول تاریخ برای تامین آب تجربه کرده اند. پیشینیان استان یزد با مدیریت آب های رودخانه های فصلی، چشمه ها، آب های زیرزمینی و آب های جمع آوری شده از نزولات جوی، آب موردنیاز مصارف کشاورزی و شرب شهروندان را با ایجاد سازه های سنتی تامین می نمودند. با مرسوم شدن سامانه مدرن آب رسانی، سازه های تاریخی آبی که فرآیند آب رسانی را در استان تشکیل می دادند از مدار بهره برداری خارج شده اند. ازآنجایی که بخش قابل توجهی از این سازه ها همچنان قابلیت بهره برداری دارند در همین راستا این مقاله به‎روش توصیفی تحلیلی و با اتکا به برداشت های صورت‎گرفته از بازدیدهای میدانی و مصاحبه هایی که با صاحب نظران بومی استان یزد انجام شده است، ضمن اشاره به ضعف های ناشی از سامانه های آب رسانی مدرن، به ضرورت بکارگیری آب رسانی سنتی در کنار سایر راهکارهای ارائه شده (ازجمله ایجاد و تقویت سکونتگاه های شهری جدید، توسعه روش های بهینه تولید و بهره برداری از منابع آب، توسعه روش های بهینه مصرف آب و...) پرداخته است. با توجه به پژوهش انجام شده، استفاده از ظرفیت های سازه های سنتی موجود در سطح استان ازجمله راه کارهای کاربردی و عملیاتی است که می توان برای مطالعات پدافند غیرعامل سامانه آب رسانی استان یزد متصور شد. نتایج این مقاله، بهره گیری از سامانه سنتی آب رسانی و تلفیق آن با آب رسانی مدرن شهری را ضرورتی متناسب با مبانی و اصول پدافند غیرعامل دانسته و به عنوان یکی از راه‎کارهای مدیریت مناسب تامین آب شرب شهر یزد مطرح نموده است. البته برای حصول پایداری در تامین آب شرب این شهر لازم است تا سایر طرح های پیشنهادی در این مقاله نیز مورد توجه مسئولین محترم استان قرار گیرند.
    کلیدواژگان: آب رسانی سنتی، آب رسانی مدرن، پدافند غیرعامل
  • رامین خوچیانی*، رضا معبودی صفحات 52-59
    با توجه به کمبود شدید منابع آبی در ایران، پیش بینی میزان منابع آب از جمله مهم‎ترین بحث‎های سیاست‎گزاری کلان کشور است. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی کارایی روش تحلیل طیف تکین در پیش بینی میزان منابع آب زیرزمینی در ایران در مقابل روش سری زمانی خطی ARIMA است. تحلیل طیف تکین روشی است که برای تحلیل سری های زمانی غیر خطی و نامانا، مناسب است. به‎همین منظور از سری زمانی منابع آب از 1362 تا 1394 به‎صورت سالانه استفاده و پیش بینی های کوتاه مدت و میان‎ مدت به‎دست آمده از دو مدل با یکدیگر مقایسه شد. با توجه به نتایج ارائه شده روش SSA توانسته عملکرد بهتری در پیش بینی های کوتاه‎ مدت و میان‎مدت در مقایسه با مدل ARIMA داشته باشد. به‎طوری که از 70 درصد بهبود در پیش بینی یک گام به جلو تا 88 درصد بهبود در پیش بینی 3 گام به‎جلو مشاهده می شود.
    کلیدواژگان: تحلیل طیف تکین، مدل ARIMA، پیش‎بینی، منابع آب زیرزمینی
  • معصومه فراستی*، علی حشمت پور صفحات 60-67
    بالا بودن میزان جامدات محلول (TDS) و جامدات معلق (TSS) در آب معمول ترین عوامل گرفتگی قطره چکان ها هستند. آبیاری با آب حاوی EC و TDS بالا نتایج سوئی روی کارایی سیستم های آبیاری قطره ای دارد، به خصوص در مناطقی که تبخیر و تعرق سالانه از میزان بارندگی بیشتر است. بالا بودن شوری آب به علاوه pH بیشتر از 7 سبب رسوب املاح به ویژه کربنات کلسیم در سیستم های آبیاری قطره ای می شود. در این تحقیق اثر گیاه کنوکارپوس بر حذف جامدات محلول از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی حذف جامدات محلول آزمایش های ناپیوسته انجام و بازدهی جاذب ها در حذف جامدات محلول از محلول آبی تعیین شد. پارامترهای مختلفی ازجمله pH، زمان تماس، جرم جاذب و غلظت اولیه جامدات محلول روی جذب جامدات محلول مورد آزمایش قرار گرفت. pH بهینه برای هر دو جاذب برابر 3 و زمان تعادل برای جاذب نی برابر 10 دقیقه به‎دست آمد. بازدهی جذب جاذب با جرم 1/0 گرم  55/93 درصد به‎دست آمد. با افزایش غلظت جامدات محلول (83-960 میلی گرم بر لیتر)، بازدهی جذب نی از 9/88 درصد به 5/42 درصد کاهش یافت. در بین ایزوترم های مورد مطالعه، فرآیند جذب از مدل ایزوترم لانگمویر تبعیت کرد. از بین مدل های سینتیک داده های آزمایشگاهی با مدل سینتیک لاگرگرن مطابقت بیشتری داشتند.
    کلیدواژگان: حذف جامدات محلول، سینتیک جذب، مدل ایزوترم، جذب
  • مطالب عمومی
  • صفحات 68-73
  • صفحات 74-84
  • صفحات 85-86
  • صفحه 87
  • صفحات 88-97
  • صفحات 98-108
|
  • Majid Ghannadi * Pages 3-16
    The growing use of medicines and the unknown and known consequences of drugs in the environment have intensified concerns about the infiltration of these complex compounds into the aquatic environments. The concerns include concentration of such compounds in the food chain and the endocrine glands, drug resistance and impact on the fertility of wildlife. From the medicines used, 5 to 90% are discharged as glucoronides through urine or feces after losing their toxicity in liver. On a global scale, the medicines that control blood cholesterol, the heart and coronary drugs, and the anti-depressants are the medicines most widely used. These have also been identified in water resources and even in drinking water. WHO has confirmed the existence of 15 to 25 widely used drug residues in drinking water at the scales of nano and micro gram per liter. In Iran the Codeine Acetaminophen, Cold medicine and Amoxicillin are in the first three ranks followed by Diphenoxylate capsules and Dexametasone injections, which jointly occupy the fourth place. To tackle the undesirable consequences and concerns about the presence of medicines in water, training programs aiming at reducing consumption and proper use of drugs and hygienic products and cosmetics, setting regulations and guidelines for appropriate discharge of unused or partially used drugs and implementing adequate monitoring and punitive and motivational measures have been emphasized. For the removal of the remaining hormones, drugs, and antibiotics, redesigning the filters and using chlorine and ozone oxidants, membrane processes such as reverse osmosis, nano filtration, ultrafiltration, and microfiltration with simultaneous radiation of ultraviolet and a minimum particle size of 400 mJ/cm2 and injection of at least 3 mg per liter of peroxide Hydrogen has been tested.
    Keywords: Concentration estimate, Medicine, Removal processes, Risk Assessment, Water
  • Naghmeh Orooji *, Afshin Takdastan, Ali Akbar Azimi, Ferdos Karimi Pages 17-28
    The aim of this study is to reduce p-nitrophenol from wastewater using an SBR reactor for biological treatment of sewage and to study the effect of concentration of p-nitrophenol in wastewater on reduction of biomass production and sludge volume index. For this study, two SBR reactors with a volume of 20 liters with on-line control system were used. Once the stable conditions in the reactors are met, sampling and testing of parameters such as COD, MLSS, MLVSS, PH, DO, SV1, SOUR, and p-nitotrophenol (PNP), as well as the rate of reduction in production of biological solids were performed during the 12 months of research. The results showed that for the inserted amount of more than 100 mg/l of PNP, the COD decreased from 772 to 193 mg/l while the COD removal efficiency decreased to 75% and the PNP concentration decreased to 36.7 mg/l. The biodegradable solids decreased by about 49.5% relative to the control reactor. On the other hand, in this dose of PNP, the amount of SOUR was 31 mg O2/h, and VSS and the SVI value was less than 48 ml/g.  For the PNP dose of 150 mg/l, no biosolids was produced in the reactor but COD and PNP levels increased in the effluent. The presence of toxic organic compounds such as p-nitrophenol in high concentrations in the wastewater while reducing the removal efficiency of the organic matter decreases the biological solids and thus reduces the amount of excess sludge.
    Keywords: Biomass production, Biological Sludge, PNP, SBR Reactor, SOUR
  • Zahra Gasemi, Ali Akbar Karimian *, Hamid Azimzadeh, Hamid Sodaeizadeh Pages 29-38
    Due to the limited resources of the water and the excessive growth of the population, the use of sewage in agriculture and green space irrigation is inevitable. In this regard, a research was carried out in city of Yazd to investigate the effect of irrigation with refined and untreated sewage on Rosmarinus officinalis, a species in the urban green space. This study was carried out in a randomized complete block design with five treatments (drinking water, refined wastewater, non-refined wastewater, refined wastewater + drinking water with a ratio of 1:1 and non-refined wastewater + drinking water with a ratio of 1:1) and 5 replicates. The results of chemical characterization of irrigation treatments showed that pH (7.2) and EC (1.27 ds/m) and the concentration of heavy metals, Pb and Zn in the effluent were in accordance with the FAO standard (0.5 and 0.24 mg/l, respectively) but cadmium concentration in both treatments was higher than the FAO standard level (0.02 and 0.04 mg/l). The results of morphological traits of Rosmarinus officinalis showed that there was no significant difference between different concentrations of sewage in terms of plant growth and root dry weight (p >0.05). The effect of irrigation with wastewater on dry weight of shoot and plant diameter was statistically significant (p <0.05). The highest dry weight and diameter were obtained with non-refined wastewater. The results of physiological traits such as chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, glucose and proline showed a significant difference between treatments (p <0.05). The highest amounts of chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll were observed for the irrigation with refined wastewater, and the highest amount of glucose and proline was related to irrigation with non-refined wastewater.
    Keywords: irrigation, Non-refined wastewater, Refined Wastewater, Rosmarinus officinalis, Unconventional Water, Yazd city sewage
  • Hassan Piri Hor *, Gholamreza Jalali, Mohammad Ali Nekooie Pages 39-51
    The history of water supply in the Yazd desert province indicates many difficulties experienced by the people of this province throughout the years. The predecessors living in Yazd province provided water for agricultural and drinking purposes to citizens by creation of traditional structures and through the management of seasonal river waters, springs, groundwater and harvesting water from atmospheric precipitation. With the establishment of a modern water supply system, the historical water structures which were forming the water supply process in the province were abandoned from the operation. However a significant proportion of these structures are still operational. Accordingly this study is addressing the weaknesses caused by modern water supply systems and the necessity to use traditional water supply as well as other proposed solutions (including the creation and strengthening of new urban settlements, the development of optimal methods for production and utilization of water resources, develop optimal methods of water consumption, etc.). The study is based on descriptive-analytic method and used field observations and interviews conducted by native experts of Yazd province. According to the research, the use of capacities of traditional structures in the province is one of the practical and operational solutions that can be used for passive defense regulations of water supply system in Yazd province. The results of this paper considers the use of the traditional water supply system and its integration with modern urban water supply as a must in accordance with the principles of passive defense and as one of the strategies for proper management of drinking water in Yazd city.  Of course, to achieve sustainability in providing drinking water to this city, it is necessary that other proposals in this article be taken into consideration by the respectable authorities of the province.
    Keywords: modern water supply, passive defense, Traditional water supply
  • Ramin Khochiani *, Reza Maboodi Pages 52-59
    According to the severe shortage of water resources in Iran, water resources forecast is one of the most important issues in the national policies. The purpose of this study was to evaluate the efficiency of the Singular Spectrum Analysis model in forecasting the amount of groundwater resources in Iran versus ARIMA model. Singular spectrum analysis is a method which is suitable for analysis of nonlinear and stationary time series. For this purpose, water resources time series from 1983 to 2015 were used annually and the short-term and medium-term forecasts obtained from the two models were compared. According to the results, the SSA method was able to perform better in short and medium term predictions compared to the ARIMA model. Correspondingly the results showed 70% improvement in prediction of one step ahead up to 88% improvement in prediction of 3 steps ahead.
    Keywords: Arima Model, forecast, Groundwater, Single Spectrum Analysis
  • Masumeh Farasati *, Ali Heshmatpoor Pages 60-67
    High TDS and TSS in water is usually important causes of clogging emitters. Irrigation with high EC and TDS has an adverse effect on drip irrigation. In this study, the effect of Conocarpus on removal of dissolved solids from aqueous solution was investigated. Batch tests were conducted to verify the removal of dissolved solids from the aqueous solution and the efficiency of the sorbent was determined. Various parameters such as pH, contact time and initial concentration of adsorbent was tested on the absorption of dissolved solids. The optimum pH for both absorbents were 3 and for absorbent straw the equilibrium time of 10 minutes was obtained. Adsorption efficiency for 0.1 g of adsorbent was recorded as %93.55, respectively.  With increasing the concentration of dissolved solids (83-960 mg/l), the efficiency of adsorption for straw was decreased from 88.9 percent to 42.5 percent. Between the isotherms which were studied, the adsorption process followed the Langmuir isotherm model. Among the kinetic models Lagergren kinetics model had a better match to the experimental data.
    Keywords: Adsorption, Isotherm model, Kinetic Model, TDS removal
  • Pages 68-73
  • Pages 74-84
  • Pages 85-86
  • Page 87
  • Pages 88-97
  • Pages 98-108