فهرست مطالب

  • پیاپی 122 (مهر و آبان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/07/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مهسا قندی، عباس روزبهانی* صفحات 1-15
    بحران آب و روش های مدیریت آن در سیستم های تامین آب شهری موضوعی حائز اهمیت است. در خطرات طبیعی و غیرطبیعی مختلفی مانند زلزله و حملات تروریستی، بیشترین آسیب به سیستم های تامین آب شهری وارد می شود. اولویت بندی راهکارهای موثر توسط تصمیم گیرندگان متخصص قبل از وقوع این بحران ها تا حد زیادی این آسیب را کاهش می دهد. در این پژوهش از روش تصمیم گیری چند معیاره PROMTHEE II با رویکرد فازی و با تجمیع و در نظر گرفتن نظرات کارشناسان و مدیران تامین و تصفیه شرکت آب و فاضلاب استان تهران برای رتبه بندی سناریوهای مدیریت ریسک تامین آب شرب شهر تهران شامل پیشگیری و آمادگی برای شرایط قبل از بحران استفاده شد. به دلیل عدم قطعیت های موجود در نظرات کارشناسی و پارامترهای مورد نیاز برای مدیریت ریسک تامین آب شهری، تئوری فازی به کار گرفته شد. نتایج پژوهش نشان می دهد که معیار قابلیت اطمینان تامین مقدار آب و پس از آن هزینه اجرای طرح به ترتیب بیشترین وزن را در سناریوها به خود اختصاص دادند. با رتبه بندی سناریوها مشخص شد اقداماتی مانند تقویت پدافند غیر عامل در سیستم های تامین و توزیع و مدیریت مصرف و ایجاد فرهنگ صرفه جویی و تشویق مردم برای ذخیره آب اضطراری و قرارداد با شرکت های تولید آب بسته بندی، به ترتیب با امتیاز 192/0، 176/0 و 132/0 بالاترین اولویت را در اقدامات پیش از بحران دارند. مدل تصمیم گیری ارائه شده می تواند به تصمیم گیرندگان در اولویت بندی سناریوهای تامین آب شرب در شرایط اضطرار کمک کند.
    کلیدواژگان: مدیریت ریسک، PROMETHEE II، تامین آب شرب، تئوری فازی، بحران آب
  • حسین مرزبان، احمد صدرایی جواهری، منصور زیبایی، سید محمد جعفر ناظم السادات، لیلا کریمی* صفحات 16-32
    در سال های اخیر به علت برداشت و مصرف بی رویه و عدم توازن میان مصرف و منابع آب، کشور ایران به سمت کمبود شدید منابع آب تجدیدپذیر رفته است. لذا در این شرایط تحلیل وضعیت موجود و ارائه راهکارهای مناسب از اولویت اصلی سیاست گذاران محسوب می شود. برای این منظور با طراحی یک الگوی تعادل عمومی پویای تصادفی، وضعیت مصرف منابع آب در بخش های خانگی، کشاورزی و صنعت مورد بررسی قرار گرفت. همچنین وجود و معلوم بودن وضعیت پایدار، به صورت پارامتریک عددی و با توجه به مقادیر برآورد شده برای پارامترهای اقتصادی ایران، بررسی شد. با توجه به نتایج حاصل از پژوهش، سرانه مصرف آب 1000 مترمکعب در سال است؛ در حالی که میزان منابع آب تجدیدپذیر سرانه در وضعیت پایدار باید 1850 مترمکعب باشد، در حال حاضر سرانه منابع تجدیدپذیر برابر 1300 مترمکعب است. به عبارت دیگر با سرانه مصرف خانگی فعلی، سرانه منابع آب کمتر از حالت بهینه است. انتظار می رود با اصلاح مصرف و ارائه راهکارهای سیاستی، در یک افق بلندمدت بتوان به تعادل پایدار دست یافت. همچنین بر اساس شبیه سازی صورت گرفته، از میان سیاست های مختلف، ایجاد محدودیت 8 ساله بر محصولات کشاورزی با مصرف زیاد آب، مهم ترین سیاست برای رسیدن به این تعادل است.
    کلیدواژگان: منابع آب، الگوی تعادل عمومی پویای تصادفی، بحران آب، وضعیت تعادلی پایدار
  • مسعود تابش*، مژگان عسکرزاده، اکبر شیرزاد صفحات 33-50
    شبکه های توزیع آب زیرساخت های پیچیده ای هستند که ساخت، بهره برداری و نگهداری از آنها نیازمند صرف هزینه های قابل توجهی است. از آن جایی که اکثر متغیرهای موثر در طراحی و بهره برداری از شبکه های توزیع آب به طور دقیق و قطعی قابل محاسبه و دست یابی نیستند، لذا بحث عدم قطعیت به عنوان یک موضوع جدا نشدنی در زمینه محاسبات این شبکه ها نیز باید مد نظر قرار گیرد. در این پژوهش با استفاده از مفهوم منطق فازی و به کارگیری الگوریتم بهینه سازی ژنتیک، تاثیر عدم قطعیت های موجود در متغیرهای ورودی شبکه (تقاضای گرهی و ضریب زبری لوله) بر نتایج تحلیل هیدرولیکی دو شبکه توزیع آب نمونه بررسی شد. در ابتدا توابع عضویت فازی متغیرهای ورودی به دست آمد و با منظور نمودن تاثیر توام عدم قطعیت این متغیر ها، متغیرهای خروجی تحلیل هیدرولیکی با دقت بیشتری محاسبه شد. در ادامه متغیرهای فشار، سرعت و افت انرژی به عنوان نشانگرهایی برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی اجزای شبکه (گره های مصرف و لوله ها) در نظر گرفته شد. به منظور محاسبه شاخص عملکرد هیدرولیکی این اجزا، پس از تحلیل هیدرولیکی شبکه با استفاده از مدل تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، از منحنی های جریمه تعریف شده مطابق با استانداردهای موجود، استفاده شد و نتایج با خروجی های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا مقایسه شد. به علاوه معادله جدیدی برای تلفیق عملکرد اجزای شبکه و به دست آوردن شاخصی برای ارزیابی عملکرد کل لوله و محاسبه اندیس عملکرد هیدرولیکی کل شبکه معرفی شد. طبق نتایج حاصل، مقادیر عدم قطعیت جزئی در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی، عدم قطعیت بالایی در نتایج تحلیل هیدرولیکی شبکه های توزیع آب به دنبال داشت. البته متغیر سرعت جریان در لوله ها بیشتر از متغیر فشار گرهی تحت تاثیر عدم قطعیت موجود در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی قرار می گیرد. همچنین استفاده از روش تحلیل مبتنی بر فشار در ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شبکه های توزیع آب در طول دوره بهره برداری منجر به نتایج منطقی تر و نزدیک تر به واقعیت می شود.به طور مثال شاخص عملکرد کل شبکه برای شبکه 9 حلقه ای برابر 56/0 و برای شبکه دو حلقه ای هم براساس روش های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا و مبتنی بر فشار به ترتیب برابر 26/0 و 59/0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: شبکه های توزیع آب، تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، ارزیابی عملکرد، عدم قطعیت، منطق فازی، الگوریتم ژنتیک
  • کامران یوسفی، مجید حیدری، حسین بانژاد*، مهناز کریمی صفحات 51-66

    پرش هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی در انتقال و تصفیه آب و فاضلاب است. این پدیده از دیدگاه ماکروسکوپی، یک جریان متغیر ناگهانی است که با گرداب های قوی همراه است و نوسانات تلاطمی بزرگی را ایجاد می کند. اثر فشارهای نوسانی ناشی از تلاطم در پرش با اهمیت است و باید در طراحی سازه مورد توجه قرار گیرد. نوسانات فشار می تواند با فرسایش و لرزش موجب آسیب در حوضچه آرامش شود. در این پژوهش به مشخصات تلاطمی پرش هیدرولیکی مستغرق در پایین دست یک سرریز بلند و بررسی اثرات درجه استغراق پرش در میزان ضرایب نوسانات فشار پرداخته شد. به این منظور آزمایش ها در یک مجرای مستطیلی شامل سرریزی با زاویه 30 درجه و ارتفاع 1/8 متر و کانال افقی به عرض 0/3و طول 3 متر، برای عدد فرود 7/07 با درجات مختلف استغراق انجام شد. داده های فشار با استفاده از مبدل فشار با فرکانس نمونه برداری 100 هرتز ثبت شد. آزمایش ها نشان داد شدت نوسانات فشار در بستر پرش هیدرولیکی مستغرق تابعی از عدد فرود، فاصله نسبی از ابتدای حوضچه و درجه استغراق است. با افزایش درجه استغراق، ضرایب نوسانات فشار ( ،  و) کاهش می یابد به طوری که با افزایش درجه استغراق از 1 تا 2، حداکثر ضریب انحراف معیار 89 درصد کاهش یافت. همچنین حداکثر ضرایب  و  در کف حوضچه آرامش در فاصله کمتر از 20 برابر عمق اولیه پرش (X/Y1£20 ) از محل شروع حوضچه رخ داد. بنابراین فاصله مذکور به لحاظ طراحی سازه ای حوضچه حساسیت بیشتری دارد و درجه استغراق بیشتر در جهت اطمینان طراحی است.

    کلیدواژگان: پرش هیدرولیکی مستغرق، درجه استغراق، شدت نوسانات فشار، مبدل فشار
  • ابراهیم فتائی*، بهنام خانی زاده، پریسا نوری صفحات 67-77

    ساختار شیمیایی مواد رنگزای موجود در پساب صنایع نساجی در برابر فرایندهای تصفیه مرسوم شامل روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مقاوم هستند، راندمان حذف آنها کم است و تولید پساب ثانویه می کنند، بنابراین باید از روش های پیشرفته دیگری برای حذف ترکیبات آلی این گونه پساب ها استفاده شود. در این پژوهش از نانوذرات بیسموت اکسید برای حذف ترکیبات آلی موجود در فاضلاب کارخانه نساجی اردبیل استفاده شد. ابتدا نانوذرات بیسموت اکسید به روش سل- ژل سنتز شد و با روش های XRD، FESEM و DRS مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت سونوکاتالیستی و فتوکاتالیستی این ذرات در حذف ترکیبات آلی موجود در فاضلاب کارخانه نساجی اردبیل بررسی شد. نتایج نشان داد که حدود 70 درصد فراوانی ترکیبات شیمیایی، مربوط به ترکیباتn-Decane ، n-Dodecane، n-tetradecane و Hexadecane بودند. در نمونه تحت تاثیر امواج التراسونیک بدون نانو ذره، ترکیبات شیمیایی n-Decane، n-Dodecane، n-Tetradecane، Hexadecane به ترتیب به میزان 2/86، 6/25، 8/33، 25 درصد حذف شد، در صورتی که در نمونه تحت تاثیر امواج التراسونیک در حضور نانوذره بیسموت اکسید، ترکیبات شیمیایی n-Decane و n-Dodecane، به ترتیب به مقدار 92/14، 95/13درصد و ترکیبات شیمیایی n-Tetradecane و Hexadecane بیش از 99 درصد حذف شد. در نمونه تحت تاثیر امواج UV در حضور نانوذره بیسموت اکسید، ترکیبات شیمیایی n-Decane و n-Dodecane به ترتیب به میزان 92/82و 93/75درصد حذف و ترکیبات شیمیایی n-Tetradecane و Hexadecane نیز بیشتر از 99 درصد حذف شدند. نتایج مشخص نمود که فرایند US بدون حضور نانوذره، کارایی اندکی در حذف ترکیبات آلی دارد. در صورتی که هر دو فرایند US/Bi2O3  و UV/Bi2O3 دارای راندمان حذف بیش از 90 درصد هستند. بنابراین طبق نتایج، افزودن نانوذره Bi2O3 به محلول فاضلاب می تواند نقش بسزایی در حذف ترکیبات آلی فاضلاب داشته باشد.

    کلیدواژگان: تصفیه فاضلاب، پساب نساجی، فوتوکالیست، سونوکاتالیست، اکسید بیسموت، روش سل-ژل
  • بابک روحی، عبدالرضا نیلچی، امیر حسام حسنی*، رضا صابری صفحات 78-93

    در این پژوهش به بررسی قابلیت جذب کامپوزیت نانوالیاف پلی اکریلو نیتریل- نانو ذرات اکسید آهن (PAN/Fe- ONPs) عامل دار شده با 2-آمینو 3-متیل-1-هگزانتییل (AMH) در حذف یون توریم ((Th4+ از محلول های آبی به صورت ناپیوسته پرداخته شد. جاذبPAN/Fe-ONPs/AMH با ترکیب دو روش هیدروترمال و الکتروریسی سنتز شد و ساختار ومورفولوژی آن توسط آنالیزهایXRD، XRF، SEM، BET و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. اثر سه متغیر مستقل شامل pH محلول، غلظت اولیه محلول یون های توریم و زمان تماس با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) بر پایه طرح مرکب مرکزی (CCD) با 8 نقطه مکعبی، 6 نقطه محوری و 6 نقطه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. شاخص های برازندگی آماری (به عنوان مثال، جدول ANOVA، ضریب تعیین، آزمون عدم برازش و مقادیر P) نشان داد که مدل تبیینی از مقبولیت لازم برخوردار است. نتایج بهینه سازی نشان داد که درصد جذب توریم (IV) در دمای 25 درجه سلسیوس تحت شرایط بهینه (pH برابر با 5/7، غلظت اولیه 23/2میلی گرم در لیتر محلول توریم و زمان تماس 67/8دقیقه) برابر 98/01درصد است. نتایج مدل سازی نشان داد که داده های تجربی سینتیک جذب توریم، به وسیله مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم بهتر برازش می شوند و همچنین همدمای لانگمیر داده های تجربی تعادلی جذب را به خوبی توصیف می کند. حداکثر ظرفیت جذب PAN/Fe- ONPs/AMH برای توریم 472 میلی گرم در گرم تخمین زده شد. یون توریم جذب شده به راحتی با استفاده از ترکیب محلول نیتریک و کلریک اسید بازیابی شد و جاذب PAN/Fe- ONPs/AMH بدون کاهش قابل توجه در ظرفیت جذب مجددا مورد استفاده قرار گرفت. بازیابی با استفاده از ترکیب محلول نیتریک و کلریک اسید با نسبت به ترتیب 0/4 و 0/2مولار نشان داد که بعد از 5 مرحله جذب-واجذب، ظرفیت جذب PAN/Fe-ONPs/AMH حدود 7/5 درصد کاهش می یابد. مطابق نتایج، جاذب PAN/Fe-ONPs/AMH از قابلیت بالایی در جذب و واجذب یون توریم برخوردار است.

    کلیدواژگان: جذب، توریم، 2-آمینو3-متیل-1-هگزانتییل، نانوالیاف PAN، Fe-ONPs، هیدروترمال، الکتروریسی
  • نگین ناصح، بهنام باریک بین، لعبت تقوی*، محمد علی ناصری صفحات 94-108

    آنتی بیوتیک ها، آلاینده هایی با منشا آلی هستند که به طور عمده از طریق پساب های شهری و صنعتی وارد منابع آب سطحی و زیرزمینی می شوند و به دلیل پایداری بالا، نه تنها باعث اختلال در فرایندهای متداول تصفیه فاضلاب می شوند، بلکه اثرات سمی بر انسان و دیگر موجودات زنده دارند و از اینرو حذف آنها ضروری است. این پژوهش یک مطالعه تجربی در مقیاس آزمایشگاهی است که با هدف بررسی کارایی نانوکامپوزیت مغناطیسی جدید FeNi3/SiO2/CuS به منظور تجزیه مترونیدازول در حضور H2O2 به عنوان فرایند کاتالیستی شبه فنتون ناهمگن در محلول های آبی صورت گرفت. در این پژوهش، ابتدا نانوکامپوزیت مورد نظر سنتز و خصوصیات آن توسط دستگاهFESEM ، TEM، FTIR، XRD و VSM بررسی شد. این پژوهش به صورت ناپیوسته بر روی فاضلاب سنتتیک انجام شد و پارامترهایی مانند pH (3، 5، 7، 9 و 11)، دز نانوکامپوزیت (0/005 تا 0/1 گرم در لیتر)، غلظت مترونیدازول (10 تا 30 میلی گرم در لیتر) و غلظت پراکسید هیدروژن (50 تا 200 میلی گرم در لیتر) در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد، بیشترین درصد حذف مترونیدازول در pH برابر 7، دز نانوکامپوزیت 1/0 گرم در لیتر، غلظت پراکسید هیدروژن 150 میلی گرم در لیتر برای غلظت آلاینده 20 میلی گرم در لیتر در زمان 180 دقیقه، 77/92درصد است. همچنین سینتیک واکنش از معادله شبه درجه اول (R2>0/95) تبعیت کرده و نرخ ثابت تخریب این واکنش min-0/10038بود. بر اساس داده های حاصل از این پژوهش، می توان نتیجه گرفت که فرایند کاتالیستی شبه فنتون ناهمگن کارایی خوبی در حذف آلاینده آنتی بیوتیک مترونیدازول از محلول های آبی دارد.

    کلیدواژگان: فرایند شبه فنتون ناهمگن، اکسیداسیون پیشرفته، مترونیدازول، نانو کاتالیست مغناطیسی، محلول های آبی
  • کامران رحیمی، احمد اکبری، نوراله میرغفاری، آرش یونس نیا، روح الله میرزایی* صفحات 109-121

    فاضلاب صنایع نساجی برای موجودات زنده سمی است. این فاضلاب باعث تغییراتی مانند کاهش شفافیت آب، کاهش نفوذپذیری نور خورشید و افزایش COD می شود. از این رو، این پژوهش با هدف جداسازی رنگزای کاتیونی 46 از محلول آبی انجام شد. به این منظور کامپوزیت پلیمری مغناطیسی در اندازه میکرو از نانوذرات اکسید گرافیت و نانوذرات مگنتیک (MNP) در ماتریسی از الیاف پلی اکریلونیتریل بر اساس روش الکترواسپینینگ تهیه شد. شناسایی ویژ گی های جاذب پلیمری با استفاده از روش XRD و SEM انجام شد. با استفاده از آنالیز ارتعاشات مغناطیسی نمونه (VSM) میزان مغناطیس اشباع نانوذرات مگنتیک و جاذب پلیمری اندازه گیری شد. آزمایش های جذب سطحی با استفاده از روش تاگوچی طرح ریزی شد. اثر متغیرهای pH، مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگزا و زمان تماس بر حذف رنگزا مورد بررسی قرار گرفت و پارامتر pH موثرترین فاکتور در حذف رنگزا بود. داده های ایزوترم جذب نشان داد که جذب رنگزا با مدل فروندلیچ تطابق بهتری دارد(0/99 = R2). علاوه بر این، سینتیک جذب رنگزا از مدل شبه مرتبه دوم پیروی کرد. بر اساس نتایج، ترکیب پلیمری ساخته شده، جاذبی موثر برای حذف رنگزا با راندمان بیش از 96درصد و قابلیت جداسازی سریع و راحت از محلول آبی است.

    کلیدواژگان: جاذب پلیمری، رنگزای کاتیونی قرمز 46، بهینه سازی، حذف رنگزا
  • محمد صادقی، داریوش عماد زاده* صفحات 122-129

    رشد جمعیت و صنعتی شدن کشورهای در حال توسعه باعث کاهش کیفیت و کمیت منابع آب شده است. تکنولوژی های تصفیه و خالص سازی آب معدنی در فرایندهای جداسازی غشایی به سرعت در حال پیشرفت هستند. در این پژوهش اثر مواد فعال سطحی آنیونی و کاتیونی بر عملکرد غشاء پلی آمیدی نانوفیلتراسیون به طور آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. غشاهای نانوفیلتراسیون با افزودن مواد فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) و مواد فعال سطحی کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم برماید (CTAB) و کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید ساخته شد و سپس آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی تبدیل فوریه انجام شد. بیشترین درصد دفع نمک مربوط به غشاء نانوفیلتراسیون پلی آمید بدون افزودن مواد فعال سطحی با مقدار 91/16 درصد در زمان 180 دقیقه به دست آمد. همچنین بیشترین مقدار شار آب عبوری از غشاء نانوفیلتراسیون پلی آمید مربوط به زمان 30 دقیقه و حالتی که 0/10 درصد وزنی مواد فعال سطحی آنیونی به غشاء افزوده می شود که در این حالت مقدار شار آب عبوری از غشاء نانوفیلتراسیون پلی آمید L/m2.hr 37/76 حاصل شد. در حالتی که 10/0 درصد وزنی مواد فعال سطحی آنیونی به غشاء افزوده شد، شار آب عبوری از غشاء 81/41درصد نسبت به غشا خالص بدون افزودنی، افزایش پیدا کرد.

    کلیدواژگان: مواد فعال سطحی، سورفکتانت کاتیونی، سورفکتانت آنیونی، غشا، پلی آمید، نانوفیلتراسیون
  • فرشته ولی وند، همایون کتیبه* صفحات 130-136
    ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی، یکی از مهم ترین موضوعات در توسعه منابع آب است. هدف اصلی این پژوهش، شناخت ویژگی های انتقالی آبخوان و نحوه انتقال نیترات با سیستم جریان آب زیرزمینی و نیز شناخت تغییرات مکانی و زمانی غلظت نیترات به عنوان شاخص آلودگی آب های زیرزمینی در طی دوره مدل سازی و سال های آتی در دشت ورامین است. به این منظور، جمع آوری، سازمان دهی داده های صحرایی و فرمول بندی ویژگی های هیدرودینامیکی و پدیده انتقال در سیستم آبخوان صورت پذیرفت. در انجام این پژوهش، ابتدا مدل کمی در نرم افزار GMS با استفاده از کد MODFLOW تهیه شد و داده های کیفی به مدل وارد شد. سپس از کد MT3Dبرای اجرای مدل استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، طی یک دوره کوتاه مدت، بخش هایی از آبخوان آزاد، از شرایط استاندارد برای تخصیص به آب شرب خارج خواهد شد ولی غلظت نیترات در هیچ جای آبخوان محصور، از حد استاندارد شرب فراتر نخواهد رفت. این امر به دلیل وجود لایه نفوذناپذیر در بالای آبخوان محصور است که باعث شده این آبخوان کمتر تحت تاثیر منابع آلاینده نیترات در دشت ورامین قرار گیرد. مهم ترین عامل افت کیفیت آب به ویژه در پایین دست شهرها، چاه های جذبی موجود در سطح شهرها است که بار نیترات قابل توجهی را در کنار نیترات ورودی از بخش کشاورزی، وارد آبخوان می کند. با توجه به تاثیر کمتر آبخوان محصور از عوامل افت کیفیت آب در منطقه، پیشنهاد می شود برای تامین آب شرب منطقه از چاه هایی که از آبخوان محصور تغذیه می شوند، استفاده شود.
    کلیدواژگان: مدل سازی عددی، نیترات، آبخوان ورامین، کد MT3D
|
  • Mahsa Ghandi, Abbas Roozbahani * Pages 1-15
    Water crisis and its management techniques in urban water supply systems is a crucial issue. Many different natural and unnatural disasters, including earthquake and terrorist attacks, cause the greatest damages to these systems. Before the crises occur, Prioritizing effective strategies by experts can greatly reduce these damages. In this study, Fuzzy PROMTHEE II method has been used for the ranking of Tehran City’s water supply risk management scenarios including prevention and preparedness in pre-crisis conditions, with consideration of experts’ opinions in Tehran Province Water & Wastewater Company. Due to the uncertainties in experts’ opinions and parameters required for urban water supply risk management, fuzzy theory is applied. The results show that the reliability of the water supply and cost of project implementation criteria have the highest importance, respectively. By ranking of scenarios, it was found that measures such as strengthening passive defense in supply and distribution systems, and consumption management and encouraging people to save the emergency water as well as contract with the companies producing water packaging with score of 0.192, 0.176 and 0.132, have the highest ranks among actions before the crisis, respectively. The proposed decision-making model can help decision makers to prioritize drinking water supply scenarios under the emergency conditions.
    Keywords: Risk Management, PROMETHEE II, Drinking Water Supply, Fuzzy theory, water crisis
  • Hossein Marzban, Ahmad Sadraei Javaheri, Mansour Zibaei, Seyed Mohammad Jafar Nazemosadat, Leila Karimi * Pages 16-32
    In recent years, due to excessive consumption and unbalance between water consumption and water resources, Iran has led to a severe shortage of renewable water sources. Therefore, in this situation, analyzing the status and presenting appropriate strategies is the main priority for policymakers. For this purpose, by designing a dynamic stochastic general equilibrium model, status of consumption of water resources has been studied in the household, agriculture and industry sectors. The existence and definite status of the stable situation, both parametric and numerically, has been investigated according to estimated values for Iran's economic parameters. According to the results of the research, it should be noted that at present, per capita water consumption is 1000 cubic meters per year. In other words, with current domestic consumption per capita, water per capita is less than that on the optimal Path. It is expected to achieve sustainable equilibrium in a long-term horizons by reforming consumption and providing policy solutions. Also, based on the simulation, from different policies, Establishing a 8-year limit on agricultural products with high water consumption is the most important policy for achieving the above equilibrium.
    Keywords: Water resources, Dynamic Stochastic General Equilibrium Pattern, water crisis, Stable Balance
  • Massoud Tabesh *, Mozhgan Askarzadeh, Akbar Shirzad Pages 33-50
    Water distribution networks (WDNs) are complicated infrastructures which their construction, operation and maintenance have considerable costs. Since most of the variables effective on the design and operation of WDNs cannot be computed and achieved accurately and definitely, uncertainty subject should be considered as an inseparable issue in the calculation of these networks. In this study, using the fuzzy logic concept and genetic optimization algorithm, the impact of uncertainties of input variables (nodal demands and pipe roughness coefficients) on the results of hydraulic analysis of two sample networks have been examined. In this regard, first, the fuzzy membership functions of input variables have been determined and by considering the simultaneous impacts of these variables' uncertainties, the output variables of hydraulic analysis have been calculated more accurately. Afterwards, variables of pressure, velocity and energy loss have been considered as representers for evaluating the hydraulic performance of network elements (nodal demand and pipes). In order to calculate the hydraulic performance indices of these elements, after analyzing the network based on the pressure driven simulation method, penalty curves defined according to the available standards, have been employed and the obtained results have been compared to the results of the demand driven simulation method. In addition, a new relation for combining the performance indices of network elements and obtaining an index for evaluating the total pipe performance and calculating the total hydraulic performance index of network has been introduced. According to the obtained results, slight uncertainties in the input variables of hydraulic analysis lead to high uncertainties in the outputs of the hydraulic analysis of WDNs. Meanwhile, velocity in pipes more than nodal pressures are affected by the uncertainties of input variables of hydraulic analysis. Also, implementing the pressure driven simulation method in performance evaluation of WDNs in their operation period leads to more reasonable and real results. For instance the total performance of network was 0.56 for 9-loop network and was 0.26 and 0.59 for 2-loop network, respectively, based on demand and pressure driven simulation methods.
    Keywords: water distribution networks, Pressure Driven Simulation Method, Performance Evaluation, Uncertainty, Fuzzy logic, Genetic Algorithm
  • Kamran Yousefi, Majid Heydari, Hossein Banejad *, Mahnaz Karimi Pages 51-66

    The hydraulic jump has many usages in transport and treatment of water and wastewater. It may be considered macroscopically as a rapidly varied flow with strong vortices those generate macro turbulent fluctuations. The pressure fluctuation due to turbulence must be carefully considered in designation of hydraulic structures. In addition; cavitation, abrasion, and vibration due to the intense turbulence and pressure fluctuation may also contribute significantly to damage of a stilling basin. This paper discusses the characteristics of pressure fluctuation in submerged hydraulic jump downstream of spillways and also the effects of submergence ratio on the pressure fluctuation.

    Method

    The experiments were carried out in a rectangular conduit (constituted from a30ospillway by 1.8m height and a horizontal flume by 0.3m width and 3m length), for the Froude number of 7.07 and also different ratios of submergence. Pressure data were recorded by pressure transducers having sampling rate of 100 Hz.

    Results

    Experiments show that intensity of pressure fluctuation on the hydraulic jump bed is a function of Froude number, relative distance from basin’s beginning and submergence ratio. Increasing of submergence ratio, decreases the coefficients of pressure fluctuation ( , , ) so that increasing the s. r. from 1 to 2, the decreases %89. Also the coefficient of standard deviation  and the extreme coefficients of pressure fluctuation  and decrease by increasing the s. r., and maximum value of  and occur in the range of X/Y1£20.

    Discussion

    Therefore, this range has more importance from the structural designation of view and the higher ratio of submergence supports the higher confidence for designation.

    Keywords: Submerged Hydraulic Jump, Submergence Ratio, Pressure Fluctuation Rate, transducer
  • Ebrahim Fataei *, Behnam Khanizadeh, Parisa Nouri Pages 67-77

    Dye content of the textile industry wastewater has either chemical structure resistant against the purification processes such as physical, chemical and biological treatment methods or low removal efficiency. Thus, alternative methods must be used in order to remove the organic compounds of these effluents. In the present study we used bismuth oxide nanoparticles to remove the organic compounds from effluents of Ardabil Textile Factory. in the present study in order to use nanoparticle technology to remove organic compounds, firstly sol-gel method was used to synthesize the bismuth oxide nanoparticles, which were examined using XRD, FESEM and DRS techniques. Then, the nanoparticles were examined for their sonocatalytic and photocatalytic activities in the process of removing the organic compounds from the effluents of Ardabil Textile Factory. Results showed that compounds such as n-Decane, n-Dodecane, n-tetradecane and Hexadecane accounted for up to 70% of the abundance of chemical compounds. In the nanoparticle-free sample subject to ultrasonic waves, the removal rate of the chemical compounds including n-Decane, n-Dodecane, n-Tetradecane and Hexadecane was as low as 2.86%, 6.25%, 8.33% and 25%, respectively. In contrast, in the sample containing nanoparticles subject to ultrasonic waves the removal rate for n-Decane and n-Dodecane was as high as 92.14% and 95.13%, respectively, for n-Tetradecane and Hexadecane was over 99%. In the sample subject to UV and in the presence of bismuth oxide nanoparticles, n-Decane and n-Dodecane was removed by 92.82% and 93.75%, respectively, whereas n-Tetradecane and Hexadecane was removed by over 99%. results revealed that US without nanoparticles had a little efficiency in removing the organic compounds. Whereas, both the US/Bi2O3 and UV/Bi2O3 processes had a removal efficiency of over 90%. Thus, adding nanoparticles of Bi2O3 to the effluents can make a substantial contribution to the removal of organic compounds from the textile industry effluents.

    Keywords: Wastewater Treatment, Textile wastewater, photocatalyst, Sonocatalyst, Bi2O3, Sol-gel method
  • Abdolreza Nilchi, Amirhesam Hasani *, Reza Saberi, Babak Rouhi Pages 78-93

    In this study, novel polyacrylonitrile/iron nano oxide (PAN/Fe-ONPs) nanofiber adsorbent modified with 2-Amino-3-methyl-1-hexanethiol (AMH) was synthesized by combination of hydrothermal and electrospinning method and evaluated as an adsorbent for removing thorium (IV) (Th4+) ion from aqueous solution. The PAN/Fe-ONPs/AMH was characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infra-Red (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and Brunauer–Emmett–Teller (BET). Response Surface Methodology (RSM) was utilized in the optimization of Th4+ adsorption for parameters such as pH, the initial metal ion concentration (Th4+ concentration) and contact time. For this purpose, the central composite design (CCD) with a predictive quadratic model was applied with 8 cubic points, 6 pivot points and 6 replicates at the center. The statistical measures (i.e., Analysis of variance (ANOVA), R2, the lack of fit test and the P value) specify that the developed model is proper. The results of optimization showed that the adsorption percentage of PAN/Fe-ONPs/AMH for Th4+ under optimal conditions (pH=5.7, initial concentration 232 mgL-1 and contact time=67.8 min) was 98% at 25oC. In addition, the adsorption kinetics was well defined by the pseudo second-order equation, while the Langmuir model better fit the adsorption isotherms. The adsorption capacity of PAN/Fe-ONPs/AMH was 472 mg Th4+g-1 composite. The loaded Th4+ can be easily regenerated with HNO3/HCl and the PAN/Fe-ONPs/AMH could be used repeatedly without any significant reduction in its adsorption capacity. Adsorbent recovery by using 0.4M HNO3/0.2M HCl solution for adsorbent reuse indicated that the PAN/Fe-ONPs/AMH adsorption capacity for Th4+ was decreased by about 7.5%.

    Keywords: Adsorption, Th4+, 2-Amino-3-methyl-1-hexanethiol, PAN, Fe-ONPs Nanofiber, Hydrothermal, Electrospinning
  • Negin Nasseh, Behnam Barikbin, Lobat Taghavi *, Mohammd Ali Nasseri Pages 94-108

    Antibiotics are organic pollutants that are introduced into surface water and underground water sources due to urban and industrial effluents. Due to their high stability, they do not only disrupt the common processes of sewage treatment, but also have toxic effects on humans and other living organisms, and their removal have therefore been considered. This is an experimental study in a laboratory scale with the aim of evaluating the efficiency of the new FeNi3/SiO2/CuS magnetic nanocomposite for the decomposition of metronidazole in the presence of H2O2 as a heterogeneous Fenton- like catalytic process in aqueous solutions. In present study, firstly, this nanocomposite was synthesized and characterized by FESEM, TEM, FTIR, XRD and VSM. This study, which was performed on synthetic sewage in batch system, parameters such as pH (3, 5, 7, 9 and 11), nanocomposite dose (0.005- 0.1 g/L), metronidazole concentration (10-30 mg/L) and the concentration of hydrogen peroxide (50-200 mg/L) at ambient temperature was investigated. The obtained results showed that the highest percentage of removal of metronidazole in pH =7, nanocomposite dose (0.1 g/L), hydrogen peroxide concentration of 150 mg/L for 20 mg/L contaminant concentration at time of 180 minutes, 77.92%. Also, the kinetic rate of degradation flowed pseudo-first-order equation (R2=0.95) and the degradation constant rate of this reaction is 0/0038 (1/min). Based on the results obtained from this study, it can be concluded that Hentrogenase Fenton like catalytic process has a very good effect in removing metronidazole antibiotic contamination from aqueous solutions.

    Keywords: Heterogeneous Fenton-like Process, Advanced oxidation, Meteronidazole, Magnetic Nanocatalysis, Aquatic Solution
  • Kamran Rahimi, Rouhollah Mirzaei *, Ahmad Akbari, Nourollah Mirghaffari, Arash Yoonesnia Pages 109-121

    Textile industry wastewater in additions toxicity for organisms led to changes as decreased of water transparency and sunlight penetration and increase in chemical oxygen demand. Therefore, this study was carried out with the aim of removal of cationic red 46 dye from aqueous solution. For this purpose, the magnetic polymeric composite of graphite oxide nanoparticles (GO) and magnetic nanoparticles (MNP) in the matrix of polyacrilonitrile fiber (WPAN) at micro size by electroespining method was prepared. The XRD and SEM tests were used to determine the polymeric adsorbent characteristics. Magnetic properties of magnetic nanoparticles and polymeric adsorbent were measured at using vibrating sample magnetometer (VSM) analysis. Batch adsorption tests were optimized using the L16 orthogonal array of Taguchi method. The effects of variables including pH, adsorbent dosage, initial dye concentration and contact time on the dye removal were examined and the most influential factor in the removal of dye was pH. The adsorption isotherm data were well-fitted to Freundlich isothermal model (R^2= 0.99). Furthermor, adsorption kinetics of the dye followed pseudo-second-order model. Basic on these results, the polymeric composites was effective adsorbent for dye removal with efficiency over 96% and with quick separation for dye removal from aquatic solution.

    Keywords: Polymeric Adsorbent, Cationic Red 46 Dye, optimization, Dye removal
  • Mohammad Sadeghi, Dariush Emadzadeh * Pages 122-129

    Over the past decades, the sharp increase in population growth and industrialization in developing countries has reduced the quality and quantity of water resources. Water Treatment and purification technologies are rapidly developing in membrane separation processes. In this study, the effect of anionic and cationic surfactants on the performance of polyamide membrane nanofiltration was investigated experimentally. Nanofiltration membranes were constructed by adding anionic surfactant Sodium Dodecyl Sulfate and Hexadecyltrimethyl ammonium bromide cationic with a filming machine. The highest percentage of salt excretion related to the polyamide nanofiltration membrane without adding surfactant with the amount of 16.19% at 180 minutes. Also, the greatest amount of water flowing from the polyamide nanofiltration membrane is related to the time of 30 minutes and the state where the anionic surfactant is added to the membrane by weight of 10%. In this case, the amount of water flowing through the membrane of polyamide nanofiltration was 37.76 L/m2. When anionic surfactant was added to the membrane at a rate of 10%, the membrane water flux was 41.48% higher than the pure membrane (no additive).

    Keywords: Surfactant, Cationic, Anionic, Membrane, Polyamide, Nanofiltration
  • Fereshteh Valivand, Homayoon Katibeh * Pages 130-136
    Quality assessment of the groundwater resources is one of the most important issues in water resources development. The main purpose of this study is to model the nitrate pollution, to recognize the spatial and temporal variations of nitrate concentration and to predict the nitrate movement under hydrological gradient. Thus, collecting and organizing the field data, formulation of hydrodynamic characteristics and transmission phenomena was conducted for the aquifer system in Varamin plain, Iran. In this study, a quantitative model of GMS software was prepared using MODELFLOW code and the qualitative data was imported to the model. The MT3D was used for modeling. According to the modeling results, it is predicted that during a 10-year period water from some zones of the aquifer will become non-potable. The most important factor in degrading the water quality in downstream of cities is the nitrate pollution from absorbent wells in residential areas in addition to the nitrate pollution from the agricultural areas in upstream. Due to the existence of an impermeable layer, confined aquifer is less affected by nitrate pollution in Varamin plain. According to the quality standards for drinking water, this aquifer is in an appropriate condition. It is suggested that drinking water be supplied from the wells recharged by the confined aquifer..
    Keywords: Numerical modeling, Nitrate, Varamin Aquifer, MT3D Code