فهرست مطالب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب - سال سوم شماره 4 (زمستان 1397)
  • سال سوم شماره 4 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/11/30
  • تعداد عناوین: 12
|
  • علی اصغر قانع، مجید قنادی صفحات 2-4
  • سید رضا نبوی*، مریم فهادی صفحات 5-17
    محصولات دارویی و مراقبت های شخصی به عنوان آلاینده های در حال ظهور در منابع آب شناخته شده اند. حضور این محصولات حتی در مقادیر بسیار کم (در محدوده میکرو تا نانوگرم) اثرات نامطلوبی را بر محیط‎زیست و بهداشت ایجاد می کند. تاکنون روش های زیادی در منابع علمی برای حذف داروها از پساب مورد بررسی قرار گرفته اند که مهم ترین آن‎ها فرآیندهای اکسایش پیشرفته نظیر: فرآیند ازن زنی (حذف بالای 99% از داروهای استروئیدی و غیراستروئیدی، آنتی‎بیوتیک ها، تنظیم‎کننده چربی و ضدالتهابی)، فنتون و فتوفنتون (تخریب کامل آنتی‎بیوتیک ها نظیر آموکسی سیلین)، فتوفنتون خورشیدی (حذف کامل افلاکساسین و تری متوپریم)، سونولیز (حذف 100% سیپروفلوکساسین)، UV/H2O2 (تخریب کامل آموکسی سیلین) و ترکیب این فرآیندها با هم برای کاهش زمان واکنش و در نتیجه کم‎کردن هزینه ها است. فرآیند ازن زنی به‎دلیل قدرت اکسیدکنندگی بالای مولکول ازن، یک تکنولوژی امیدوارکننده در حذف آلاینده هایی است که با روش های معمولی نمی توان آن ها را از آب حذف کرد. در این مقاله پژوهش های انجام شده مربوط به فرآیندهای مبتنی بر ازن برای حذف آلاینده های دارویی از آب و فاضلاب های شهری گردآوری شده است. علاوه‎بر این، نقش پارامترهای موثر بر میزان حذف آلاینده های دارویی نظیر زمان تماس ازن با آلاینده، pH محلول، دوز ازن، غلظت آلاینده و نوع دارو مورد بررسی قرار گرفتند.
    کلیدواژگان: اکسیداسیون پیشرفته، آلاینده های دارویی، آنتی بیوتیک‎ها، ازن، تصفیه آب و فاضلاب شهری
  • محمد حسین جهانگیر*، کیوان سلطانی صفحات 18-32
    در این پژوهش کیفیت آب های سطحی منطقه جنوب غربی استان سیستان و بلوچستان از نظر شرب، صنعت و کشاورزی بر اساس نتایج تحلیل‎های شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا نتایج تحلیل آب های سطحی متعلق به 4 ایستگاه بررسی  و در محیط SIG بانک اطلاعاتی آن آماده سازی ‎شد. در تعیین کیفیت آب برای مصارف شرب از پارامترهای Ca، Mg، Na، TDS، TH، Cl، SO4 و HCO3 استفاده و مشخص شد که آب تمامی ایستگاه ها از نظر مقدار کلسیم در منطقه نامناسب و کاملا نامطلوب قرار گرفته اند که این نشان‎دهنده سختی بالای آب در منطقه است. برای مشخص شدن کیفیت آب در مصارف کشاورزی از روش ویلکوکس استفاده شد. در نمودار این شاخص محور افقی به شوری آب بر حسب میکروموس بر سانتی متر و محور عمودی به نسبت جذبی سدیم (SAR) اختصاص یافته است. بررسی‎ها نشان داد که آب تمامی ایستگاه ها جزو یکی از کلاس های C2-S1، C3-S1، C3-S2 در طی سال های آماری قرار گرفته و از نظر کشاورزی مناسب است. همچنین در تعیین کیفیت آب برای مصارف صنعتی از شاخص اشباع لانژلیه (LSI) که در واقع تفاوت مابین pH واقعی آب و pH اشباع شده توسط کربنات کلسیم است استفاده شد. با بررسی های انجام شده مشخص شد در کل ایستگاه ها تنها آب سه سال برای مصارف صنعتی در وضعیت متعادل قرار دارد و در بقیه سال ها حالت رسوب گذار و خورنده حاکم است. پس شرایط در این منطقه از نظر احداث صنایع مرتبط با آب نیز نامناسب است. برای پایش، کنترل و مدیریت سیستم، نتایج کیفی تحلیل‎ها در محیط GIS وارد شده و بانک اطلاعات آب های سطحی منطقه جنوب غربی استان سیستان و بلوچستان تشکیل شد. سپس پهنه بندی موارد مهم در کیفیت آب برای پشتیبانی از تصمیم های صحیح صورت پذیرفت.
    کلیدواژگان: آب های سطحی، استان سیستان و بلوچستان، کیفیت آب، مدیریت منابع آب، مصارف شرب وکشاورزی و صنعتی
  • سید مصطفی طباطبائی*، ابوالفضل اکبرپور صفحات 33-48
    کاربرد روش پمپاژ و تصفیه از چند دهه گذشته در کشورهای توسعه یافته رواج دارد و به‎دلیل پیچیدگی های عملیاتی، اعمال هزینه های احتمالی زیاد و عدم گسترش و تهدید آلودگی در دهه های گذشته، در ایران استفاده چندانی نداشته است. در این پژوهش به بررسی کامل روش پمپاژ و تصفیه برای اجرای موفق و غلبه بر عوامل شکست پروژه های پمپاژ و تصفیه در صورت اجرا در کشور پرداخته شده است.روش انجام این پژوهش از نوع کتابخانه ای بوده و مطالب براساس تجربیات اجرایی این روش در سایت های آلوده و بررسی های علمی و تجربی مختلف پیرامون این روش به‎همراه رهنودهای سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا به‎شیوه توصیفی-تحلیلی در بخش های مختلف با بیان ساده مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد که موفقیت این سیستم به‎دلیل بزرگ بودن ابعاد و پیچیدگی های محیط آبخوان بستگی به استفاده از ابزار و راه کارهای درست برای درک دقیق مسئله در محیط واقعی دارد. تعیین نوع آلاینده و محدوده آلودگی از طریق نمونه برداری با ابزارهای نوین، مهار هیدرولیکی مناسب برای جلوگیری از گسترش توده آلوده، شبیه سازی کامپیوتری، عملیات پمپاژ موثر، پایش منطقه آلوده، به‎کارگیری روش مناسب تصفیه و ارزیابی عملکرد مجموع عملیات، در کاهش هزینه ها و مدت زمان اجرای طرح و موفقیت روش پمپاژ و تصفیه برای رسیدن به اهداف پاکسازی منطقه آلوده موثر هستند.کاربرد اصولی روش پمپاژ و تصفیه می تواند در جلوگیری از توسعه آلودگی منابع آب زیرزمینی و تحمیل هزینه های زیاد تصفیه جلوگیری نماید و در احیای بسیاری از آبخوان های آلوده کشور مفید و موثر واقع شود.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، پمپاژ و تزریق، تصفیه در محل، کنترل آلودگی
  • علی حیدری* صفحات 49-64

    کاهش منابع آب به‎دلیل تغییرات اقلیمی و کاهش آب‎های مرزی ورودی به کشور و ساخت و سازهای کشورهای همسایه، هم‎زمان با افزایش جمعیت در حوضه های خشک و نیمه خشک، تامین آب شرب شهرهای مرزی کشور را با چالش جدی مواجه نموده است. شهر مشهد یکی از شهرهای استراتژیک کشور است که با این چالش روبرو است. علی‎رغم مطرح بودن انتقال آب از دریای عمان، در این مقاله، ضمن تعیین نیاز آبی شرب و منابع متعارف و غیر متعارف موجود در منطقه، کفایت میزان منابع آب محلی برای مصارف شرب شهر مشهد تبیین شده است. در این راستا هرچند طرح‎های مهار و انتقال آب‎های سطحی منطقه دارای حجم آب کم و هزینه‎های بالایی هستند ولی در مقایسه با گزینه انتقال آب از دریا، از نظر اقتصادی و زیست‎محیطی از ارجحت ملموسی برخودارند. کاهش مصارف کشاورزی از آب زیرزمینی تا سقف آب قابل برنامه‎ریزی، بازچرخانی پساب فاضلاب شهر مشهد به‎عنوان راه‎کار تکمیلی تامین آب شرب مطرح هستند. برای بازچرخانی پساب، دو راه‎کار جابجایی با مصارف کشاورزی آبخوان‎های غرب مشهد و یا تصفیه تکمیلی و تزریق آن به آبخوان شرب مطرح است که هر دو راه‎کار، پتانسیل مناسبی برای تولید آب شرب دارند. نیاز آبی شرب مشهد در افق 1420 به میزان 5/1 برابر نیاز فعلی خواهد بود که با درنظر گرفتن منابع آب محلی و بازچرخانی پساب، نه تنها دارای کمبود نخواهد بود بلکه 122 م.م.م در سال معادل 30% نیاز آبی شرب آب مازاد نیز در جهت حاشیه اطمینان وجود خواهد داشت.

    کلیدواژگان: تامین آب شرب، بازچرخانی فاضلاب، تغذیه آبخوان، مشهد
  • شاهین پاکروح، مجید قنادی* صفحات 65-72
    در دنیای امروز، بیش از سه دهه است که موضوع آب و مباحث پیرامون آن، از گردونه فنی و خدماتی فراتر رفته و به ‎عنوان کالایی با ماهیت راهبردی و قدرت اثرگذاری بر تحولات سیاسی، اقتصادی، زیست ‎محیطی و حتی نظامی بدل گشته است. این حساسیت مضاعف و بی سابقه، ثمره افزونی تقاضا و کمیابی منابع آب با کمیت و کیفیت مناسب است. با گذشت زمان و کمیابی بیش تر آب، تصمیم گیری برای آن، بیش تر تابع تصمیم های سیاسی خواهد شد. در این شرایط مدیریت کارآمد آب و حفظ منابع آبی برای آینده، بر چهار محور: جلب حمایت سیاسی به ‎منظور بهبود خدمات آب و فاضلاب و مدیریت آن، درگیر ساختن مصرف کنندگان در چاره اندیشی برای تنگنا های آب، تحکیم مشارکت های منطقه ای و بین بخشی به ‎منظور نیل به امنیت آبی و تحرک بخشیدن و جلب توجه مصرف کنندگان به بحران آب باید متمرکز شود. پرواضح است که نیل به موفقیت در چهار رویکرد گفته شده، نیازمند ورود عرصه اجتماعی در مدیریت خدمات آب و فاضلاب است. این نوشتار بر آن است تا ضمن جلب‎ توجه به ضرورت رویکرد اجتماعی در مدیریت خدمات آب و فاضلاب، برخی الزام ها و بایدها و نبایدهای آن را بیان دارد.
    کلیدواژگان: مدیریت خدمات آب و فاضلاب، رویکرد اجتماعی، الزام ها
  • هدیه احمدپری، سید ابراهیم هاشمی گرم دره* صفحات 73-89
    یکی از مهم ترین مشکل های سیستم های زهکشی، آب‎شویی نیترات و ورود آن به منابع آب سطحی است. افزایش غلظت نیترات در منابع آب باعث ایجاد مشکلاتی برای انسان ها و حیوان ها می شود. فرایند دنیتریفیکاسیون یکی از راه‎کارهای مناسب برای حذف نیترات از آب های آلوده است. این فرایند در خاک های کشاورزی به‎علت کمبود مواد کربنی با محدودیت مواجه است. تامین کربن مورد نیاز در خاک باعث افزایش این فرایند و حذف بیشتر نیترات از محیط می شود. استفاده از مواد آلی به‎عنوان ماده کربنی ارزان قیمت و قابل‎دسترس یکی از بهترین گزینه ها برای این هدف است. در واقع راکتورهای زیستی دنیتریفیکاسیون یک تکنولوژی ساده و نسبتا ارزان هستند که در آن ها از منابع کربن برای تسهیل دنیتریفیکاسیون استفاده می شود. شدت دنیتریفیکاسیون در راکتورهای زیستی به نوع منبع کربنی مورد استفاده، دما، اکسیژن محلول در آب، زمان ماند هیدرولیکی و پارامترهای هیدرولیکی بستگی دارد. مطالعات صورت‎گرفته نشان‎داده است که راکتورهای زیستی توانایی حذف تا 99 درصد از نیترات موجود در زهاب های کشاورزی را دارند. طی سال‎های اخیر تحقیقات متعددی در زمینه استفاده از راکتورهای زیستی به‎منظور حذف نیترات و توانایی و چگونگی کاربرد آن‎ها انجام شده است. در این مقاله راکتورهای زیستی دنیتریفیکاسیون به‎عنوان یک روش برای حذف نیترات از زهاب کشاورزی مورد بررسی قرار می‎گیرند.
    کلیدواژگان: سیستم های زهکشی، نیترات، دنیتریفیکاسیون، راکتورهای زیستی دنیتریفیکاسیون
  • صفحات 90-97
  • صفحات 98-120
  • صفحات 121-123
  • صفحات 124-125
  • صفحات 126-144
|
  • AliAsghar Ghane, Majid Ghanadi Pages 2-4
  • Seyed Reza Nabavi *, Maryam Fahadi Pages 5-17
    Pharmaceutical and personal care products are known as emerging pollutants in water resources. The presence of such products, even in very small amounts (within the range of micro to nano gram), has adverse effects on the environment and health. So far, many methods have been addressed in literatures for the removal of drugs from wastewater, the most important of which are the advanced oxidation processes such as ozonation (removal of over 99% of steroidal and non-steroidal drugs, antibiotics, lipid regulator and anti-inflammatory drug) Fenton and Photo-Fenton (complete destruction of antibiotics such as amoxicillin), photo-Fenton (complete elimination of ofloxacin and trimethoprim), sonolysis (removal of 100% ciprofloxacin), and UV/H2O2 (complete degradation of amoxicillin) and also combinations of these processes to reduce the reaction time and, as a result, costs. Due to the high oxidizing power of the ozone molecule, the ozonation process is a promising technology for the removal of those pollutants which cannot be removed from the water by conventional methods. This paper presents the results of the studies which have been carried out on ozone-based processes for removing contaminants from municipal wastewater and water. In addition, the role of effective parameters on the removal rate of pollutants, such as contact time of ozone with the pollutant, pH, ozone dose, pollutant concentration, and type of drug, were investigated.
    Keywords: Advanced oxidation, Antibiotics, Ozone, Pharmaceutical contaminants, Water, municipal wastewater treatment
  • Mohammad Hossein Jahangir *, Keyvan Soltani Pages 18-32
    In this study, the quality of surface water supplies in the southwestern region of Sistan and Baluchestan Province were evaluated for the purposes of drinking, industry and agriculture based on the results of chemical analysis. Firstly, the results of the analysis of surface waters from four selected stations were studied, then it prepared in GIS environment. In order to determine the quality of water for drinking, Ca, Mg, Na, TDS, TH, Cl, SO4 and HCO3 parameters are used and it was determined that the water of all stations was considered as inappropriate indicating hardness of the water in the area. Wilcox method is also utilized to determine the water quality in agricultural use. In the graph of this index, the horizontal axis index is water salinity in micro masses per centimeter and the vertical axis in relation to sodium absorption (SAR). Studies have also shown that the water of all stations is one of the classes C2-S1, C3-S1, C3-S2. During the statistical years it is considered to be agriculture. Also, in determining the quality of water for industrial use, the Langeous Saturation Index (LSI), which is in fact the difference between the actual pH of water and the saturated water content of calcium carbonate, was used and it was found that in all stations only three years of water for industrial use It is in a state of equilibrium and in the rest of years it is a precipitating and corrosive state. Therefore, the conditions in this area for the construction of water related to industries are also inadequate. To monitor, control and manage the system, the qualitative results of the analysis is entered into the GIS environment and the surface water database of the southwestern region of Sistan and Baluchestan province was formed and in the first step, zoning of important water quality issues to support the correct decision of the face accepted.
    Keywords: Agriculture, Drinking, Industry, Sistan, Baluchestan, Surface water, Water Quality, Water Resources Management
  • Seyed Mostafa Tabatabaei *, Abolfazl Akbarpour Pages 33-48
    Penetration of pollutions to groundwater resources and extending in the aquifer environment can endanger the health in large volumes of groundwater resources as green and sustainable water. Pump and treat methods have not been widely used in Iran in last decades due to the operational complexity, exercising high potential costs and low threat of pollution. In this study, pump and treat methods are investigated for successful implementation and overcoming the failure factors in Iran. The study is library-based and the content is based on the experiences of this method for contaminated sites, scientific and experimental studies of this method, along with guidelines from the US Environmental Protection Agency in a descriptive-analytical manner. It is shown that determination of pollutant type and contamination range through sampling with new tools, hydraulic containment to prevent the spread of contaminated mussels, computer simulation, effective pumping operation, monitoring the contaminated area, employing a suitable purification method and evaluating the total operation performance, reducing the costs and duration of the project and the success of the pump and treat method are effective in achieving the objectives of purification practice in the contaminated area. The principal application of the pump and treat method can prevent the development of pollution in groundwater resources and high purification costs and help to rehabilitate many contaminated aquifers in Iran.
    Keywords: Ground water, Pollution control, Pumping, injection, In-situ treatment
  • Ali Heidari * Pages 49-64

    As a result of the climate change and water abstraction in neighbouring countries, domestic water supply to boarder line cities has faced serious challenges due to reduction in available water. Mashhad city is one of the most strategic cities of Iran that would face with water scarcity challenge. Though the Oman Sea water desalinization and transfer to Mashhad is being studied at the moment, this paper defines water demand and conventional and non-conventional regional water supplies and shows that the available regional water resources can meet domestic demand. Despite the low volume of water supply in some individual projects; local water management is superior to sea water transfer scenario in terms of economic and environmental aspects. Agricultural water consumption management based on groundwater entitlement and sewage water recycling are more suitable scenarios for domestic water supply. There are two alternatives for recycling sewage water including 1) substituting agricultural water with sewage in adjacent aquifers and convey clean water for domestic use and 2) secondary treatment of effluent and injecting it into domestic aquifer. Future domestic demand of Mashhad city is 1.5 times of existing demand and regional water supply schemes not only can meet the demand but also provide 122 MCM excess water (31% of demand) as confidence limit.

    Keywords: aquifer recharge, Domestic water supply, Mashhad, Sewage recycling
  • Shahin Pakrooh, Majid Ghannadi * Pages 65-72
    Now a days, the subject of water and its associated topics have gone beyond technical and service lines and water has become a commodity of strategic nature with the power to influence political, economic, environmental and even military change. This doubled and unprecedented sensitivity is the result of increased demand and scarcity of high quality water resources in adequate quantities. Over time, with less water resources being available, making decisions about water will be more subjected to political decisions. In this context, efficient water management and preservation of water resources for the future will mainly focus on four areas: attracting political support to improve water and wastewater services and management, engaging consumers in look for solutions to water shortage, strengthening regional and inter-sectorial partnerships to achieve water security and motivate consumers and attract their attention to the water crisis. It is clear that gaining success in these four approaches calls for and requires social intervention in the management of water and wastewater services. This article aims to highlight the necessity of a social approach to the management of water and wastewater services, while featuring some requirements and do's and don'ts.
    Keywords: Requirements, Social approach, Water, wastewater services management
  • Hedieh Ahmadpari, Seyyed Ebrahim Hashemi Garmdareh * Pages 73-89
    One of the most important problems in drainage systems is the leaching of nitrate and its entry into surface water resources. Increased concentration of nitrate in water resources causes health problems to human and animals. The denitrification process, as one of the suitable solutions for nitrate removal from contaminated water, faces restrictions in agricultural soils due to lack of the carbon materials. Providing carbon in the soil promotes the process and removes more nitrate from the environment. The use of organic materials as cheap and affordable carbon is one of the best options for this purpose. In fact, biofuel reactor are a simple and relatively inexpensive technology in which carbon sources are used to facilitate denitrification. The intensity of denitrification in biological reactors depends on the type of carbon source, temperature, water soluble oxygen, hydraulic residence time and hydraulic parameters. Studies have shown that biological reactors are capable of removing up to 99 percent of nitrates in agricultural drainage. In recent years, numerous studies have been accomplished on the use of biological reactors and their ability and how they are applied to remove nitrates. In this paper, biological bioreactors of denitrification have been investigated as a method for removing nitrate from agricultural drainage.
    Keywords: Denitrification, Denitrification bioreactors, Drainage systems, Nitrate