فهرست مطالب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب - سال چهارم شماره 1 (بهار 1398)
  • سال چهارم شماره 1 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/01/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • صفحات 2-3
  • عباس احمدپور، سیدحسن میرهاشمی، پرویز حقیقت جو* صفحات 4-13
    پیش بینی جریان رودخانه ها با توجه به اهمیت آن در طراحی تاسیسات آبی، آبگیری از رودخانه ها، برنامه ریزی و بهره برداری از مخازن سدها و کنترل فرسایش و رسوب رودخانه ها از دیرباز مورد توجه مهندسان آب بوده است. در این تحقیق به پیش بینی روزانه رواناب در حوضه مارون با مدل HEC-HMS پرداخته می شود، تا توانایی و دقت این مدل در پیش بینی رواناب ارزیابی شود. به‎این منظور ابتدا شبیه سازی پیوسته بارش-رواناب به‎صورت روزانه قبل از زمان پیش بینی با استفاده از مدل تلفات شمارش رطوبت خاک (SMA) انجام شد. به‎منظور واسنجی مدل HEC-HMS از داده های دبی روزانه سال 1374 تا 1385 و صحت سنجی مدل از داده های سال 1386 تا 1390 در ایستگاه هیدرومتری ایدنک استفاده شد. رواناب روزانه در ایستگاه ایدنک از تاریخ 1/7/1390 تا 14/8/1391 پیش بینی شد. نتایج نشان می دهد که آزمون‎های نیکویی برازش شامل ضریب ناش-ساتکلایف، ضریب تعیین و ریشه میانگین مربعات خطا در مرحله پیش بینی رواناب در ایستگاه ایدنک به‎ترتیب برابر 56/0، 67/0 و 2/32 مترمکعب در ثانیه است. بنابراین مدل HEC-HMS از دقت و توانایی قابل قبول در پیش بینی رواناب برخوردار است.
    کلیدواژگان: پیش بینی رواناب، مدل HEC-HMS، شبیه سازی بارش-رواناب، ضریب ناش-ساتکلیف، ایستگاه ایدنک
  • وهب قلعه خندابی، علیرضا فضلعلی*، محمد ارجمندزادگان صفحات 14-22
    ترکیبات فنولیک جزء هیدروکربن‎های آروماتیک حلقوی (PAHs) و مهم‎ترین آلاینده‎های محیط‎زیست هستند که در پساب بسیاری از صنایع از جمله پالایشگاه، پتروشیمی، صنایع فولادسازی و کارخانه ذوب‎آهن با میانگین غلظت 10 تا 2000 میلی‎گرم بر لیتر یافت می‎شوند. حذف این ترکیبات قبل از رها کردن آن‎ها در طبیعت و استفاده مجدد از پساب از اهمیت ویژه‎ای برخودار است. از میان روش‎های حذف فنول، تصفیه زیستی یک روش دوست‎دار طبیعت و مقرون به‎صرفه به‎حساب می‎آید. در این بین سیستم تماس‎دهنده بیولوژیکی دوار (RBC) به‎عنوان یکی از کارآمدترین فرآیندهای تصفیه پساب رشد چسبیده بستر ثابت برای تصفیه ثاتویه و پیشرفته با راندمان 85 تا 99 درصد در حذف فنول شناخته می‎شود. از مزیت‎های تماس دهنده‎های بیولوژیکی دوار می‎توان به مقاومت در مقابل شوک‎های هیدرولیکی و آلی، احتمال کم ایجاد شرایط بی‎هوازی، خاصیت ته‎نشینی بسیار بالای لجن تولید شده، نیاز به فضای کم، هزینه تامین انرژی بسیار پایین، سادگی و سهولت در راهبری و بهره‎برداری، عدم نیاز به افراد متخصص برای نظارت و بهره‎برداری و هزینه تعمیر و نگهداری پایین اشاره کرد. بررسی حاضر به معرفی سیستم RBC، مقایسه آن با دیگر روش‎های تصفیه فنول، بیان تاریخچه و نحوه طراحی راکتور و پارامترهای عملیاتی اثرگذار بر روی آن می‎پردازد. در پایان پژوهش‎های پیشین در زمینه حذف فنول توسط سیستم RBC مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: پساب صنایع، تصفیه بیولوژیکی رشد چسبیده، دیسک‎های بیولوژیکی دوار، فنول
  • کبری ستوده مرام* صفحات 23-33

    در حال‎حاضر تصفیه‎خانه‎های فاضلاب متعددی در سطح کشور با هدف تامین شرایط بهداشتی بهتر برای زندگی مردم، پاک نگه‎داشتن محیط‎زیست و بازیابی فاضلاب، احداث و وظیفه بازیافت آب و مواد مغذی را از فاضلاب جمع‎آوری شده از منازل و واحدهای صنعتی به‎عهده دارند. در تصفیه‎خانه‎های فاضلاب جنبه‎های متعدد بالقوه، خطرات ایمنی و بهداشت حرفه‎ای و زیست‎محیطی وجود دارند که بروز هریک از آن‎ها پیامدهای ایمنی، بهداشتی و زیست‎محیطی نامطلوبی را از جمله بروز حوادث شغلی برای پرسنل و خروج پساب کاملا تصفیه‎نشده  که باعث آلودگی خاک و آلودگی زمین‎های کشاورزی و شیوع انواع بیماری‎های واگیردار و غیره می‎شود. در مقاله حاضر جنبه‎های خطر ایمنی، بهداشت حرفه‎ای و زیست‎محیطی تصفیه‎خانه فاضلاب ارومیه در فرایندهای مختلف فاز یک تصفیه فاضلاب، شناسائی و با استفاده از روش ارزیابی ریسکFMEA  نسبت به تجزیه و تحلیل و ارزیابی ریسک و مشخص نمودن خطرات با ریسک‎های بالا اقدام شده است. از مجموع 29 جنبه خطر ایمنی، بهداشت و زیست‎محیطی شناسائی شده، 15 جنبه در رده ریسک‎های بالا قرار گرفت و برای هرکدام، روش‎های کنترلی و اقدامات اصلاحی مناسب برای حذف یا کاهش ریسک بروز خطرات پیشنهاد شد. از میان ریسک‎های با شدت بالا، ریسک آلودگی زیست‎محیطی (هوا و خاک) ناشی از انتقال پساب خروجی تصفیه‎خانه از طریق کانال روباز به دریاچه ارومیه و ریسک نشت گاز کلر است که در این مقاله اقدامات اصلاحی و کنترلی مناسب برای مقابله و جلوگیری از بروز ریسک پیشنهاد شد.

    کلیدواژگان: تصفیه‎خانه فاضلاب شهری ارومیه، ارزیابی ریسک، فرایندهای تصفیه فاضلاب ارومیه، تجزیه و تحلیل عوامل شکست و آثار آن، FMEA
  • عاطفه صیادی شهرکی*، فهیمه صیادی شهرکی صفحات 34-41
    برآورد و پیش بینی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی به‎ منظور تصمیم‎گیری های مدیریتی یکی از اهداف مدیران و برنامه ریزان منابع آب تلقی می شود. در این راستا تعداد زیادی مدل در زمینه مدیریت بهتر برای حفظ کیفیت آب گسترش یافته است. بیشتر این مدل ها نیازمند پارامترهای ورودی هستند که یا دسترسی به آن‎ها مشکل است و یا این‎که اندازه گیری آن‎ها محتاج صرف هزینه و زمان زیاد است. در این میان مدل های شبکه عصبی مصنوعی که با الهام از ساختار مغز بشر عمل می نمایند، به‎عنوان گزینه ای برتر  معرفی می شوند. پژوهش حاضر به‎منظور شبیه سازی پارامتر کیفی هدایت الکتریکی آب زیرزمینی دشت بهبهان با استفاده از مدل های ANN و ANN-PSO و درنهایت مقایسه نتایج آن ها با داده های اندازه گیری شده ، انجام شده است. پارامترهای هدایت الکتریکی، کلسیم، منیزیم، سولفات، بی کربنات، کلر، پتاسیم، سختی و اسیدیته در بازه سال های 1388 تا 1395 در دشت بهبهان جمع آوری شد و به‎عنوان ورودی مدل مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد بالاترین دقت پیش بینی پارامتر کیفی EC مربوط به مدل ANN-PSO است، به طوری‎که مقدار آماره های  و  کمترین مقدار و  بیشترین مقدار را برای مدل مذکور دارد. با توجه به کارایی بالای مدل شبکه عصبی مصنوعی با آموزش الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات می توان از این مدل برای اتخاذ تصمیمات مدیریتی و حصول اطمینان از نتایج پایش و کاهش هزینه استفاده کرد.
    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات، شبکه عصبی مصنوعی، هدایت الکتریکی
  • رضا معبودی*، داریوش حسنوند صفحات 42-51
    با توجه به پدیده کم آبی و لزوم مدیریت مصرف آب در بخش های مختلف اقتصادی کشور، پژوهش حاضر رابطه بین مصرف آب و ارزش افزوده بخش های کشاورزی و صنعت را بر پایه فرضیه منحنی کوزنتس بررسی کرده است. به این منظور از داده های مصرف آب و ارزش افزوده مربوط به بخش های کشاورزی و صنعت طی دوره 1395-1370 استفاده و برای تجزیه و تحلیل روابط بین متغیرها از روش Bootstrap رگرسیون کوانتایل بهره‎برداری شده است. یافته های پژوهش نشان می دهند که طی دوره مورد مطالعه رابطه کوهانی شکل بین مصرف آب و ارزش افزوده بخش کشاورزی وجود دارد که با فرضیه منحنی کوزنتس سازگاراست. به‎طوری که با افزایش تولید و ارزش افزوده، مصرف آب در ابتدا تا نقطه بیشینه افزایش یافته و با ادامه رشد تولید، مصرف آب کاهش یافته است. اما رابطه بین ارزش افزوده و مصرف آب در بخش صنعت به صورت خطی مثبت و معنادار است. از این‎رو، فرضیه منحنی کوزنتس در بخش صنعت تایید نمی شود.
    کلیدواژگان: مصرف آب، ارزش افزوده بخش کشاورزی، ارزش افزوده بخش صنعت، روش Bootstrap
  • هادی جعفری* صفحات 52-59
    کیفیت و دقت عملکرد تجهیزات ابزار دقیق ازجمله فلومترها، فشارسنج‎ها، ارتفاع‎سنج‎ها، شیرآلات و... در شرکت‎های آب و فاضلاب به‎این دلیل که ملاک اندازه‎گیری و ارائه‎دهنده اطلاعات از وضعیت تاسیسات و شبکه‎های توزیع آب و شبکه‎های جمع آوری فاضلاب هستند و در تصمیم‎گیری کارشناسان و مدیران نقش تعیین‎کننده‎ای دارند از اهمیت بالایی برای کلیه شرکت‎های آب و فاضلاب برخوردار هستند. زیرا این‎گونه تجهیزات تنها وسایل اندازه‎گیری و کنترل آب تولیدی، فشار شبکه‎های توزیع آب و تولیدکننده سایر اطلاعات مورد نیاز در کلیه شرکت‎های آب و فاضلاب در سراسر جهان هستند که نقش مهمی در اتخاذ تصمیمات مناسب کارشناسی و مدیریتی می‎توانند داشته باشند. بنابراین باید همواره یکی از اهداف و سیاست‎های مسئولین شرکت‎ها علاوه‎بر تهیه و خرید تجهیزات ابزار دقیق مقاوم و با دقت بالا، بررسی صحت عملکرد تجهیزات در طول زمان باشد. در این‎صورت اطلاعات موردنیاز مرتبط با تاسیسات با دقت مناسب اندازه‎گیری شده و تصمیمات اتخاذ شده براساس اطلاعات درست و مورد اعتماد است. به‎نحوی که این اطلاعات در کلیه جنبه‎های فنی و مالی دارای اهمیت هستند. از طرفی به‎دلیل وجود انواع و اقسام مدل‎های تجهیزات ابزار دقیق با قابلیت‎ها و دقت‎های مختلف در بازار و همچنین با توجه به توان مالی شرکت‎ها انواع تجهیزات ابزار دقیق با کیفیت و دقت‎های متفاوت در شرکت‎های آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته‎اند. از طرف دیگر فقدان فرایند نگهداری و بهره‎برداری مناسب از تجهیزات باعث ایجاد مشکلات فراوان برای شرکت‎های آب و فاضلاب در بهره‎برداری و استفاده از این‎گونه تجهیزات و همچنین باعث وارد آمدن خسارات مالی قابل‎توجهی به شرکت‎های آب و فاضلاب شده‎اند. بنابراین به‎دلیل اهمیت موضوع، خرید تجهیزات ابزار دقیق با کیفیت مناسب براساس یک فرایند مشخص و هم‎چنین بررسی صحت عملکرد تجهیزات ابزار دقیق نصب شده در دوره های زمانی معین  به‎منظور حصول اطمینان از عملکرد مناسب تجهیزات ضروری است. در این مقاله با توجه به قوانین مربوطه و تجربیات به‎دست آمده، مشکلات و مناسب‎ترین راه‎کارهای رفع مشکلات برای خرید، بهره‎برداری بهینه و نگهداری از تجهیزات ابزار دقیق در شرکت‎های آب و فاضلاب ارائه شده است.
    کلیدواژگان: تجهیزات ابزار دقیق، بهره‎برداری، شرکت‎های آب و فاضلاب، تاسیسات شبکه توزیع آب، تاسیسات فاضلاب، آب بدون درآمد
  • صفحات 60-63
  • صفحات 64-75
  • صفحات 76-78
  • صفحه 79
  • صفحات 80-92
|
  • Abbas Ahmadpor, Seyyedhassan Mirhashemi, Parviz Haghighat Jou * Pages 4-13
    The prediction of stream-flow have incessantly attracted water engineer studies with due regard to its importance in the design of water structures, water intake from the rivers, planning and operation of reservoirs of dams, and erosion and sedimentation control measures in rivers. In this research, HEC-HMS model was used in prediction of daily stream-flow in the Maroun Basin, evaluating the ability and precision of this model in predicting stream-flow. For this purpose, continuous simulation of daily rainfall-runoff was performed before the prediction period using soil moisture accounting algorithm (SMA). In order to calibrate and verify the HEC-HMS model, daily stream-flow data from 1995 to 2006 and from 2007 to 2011 at the Idenak hydrometric Station were respectively used. Then, daily stream-flow at Idenak Station was predicted from 2011 to 2012. The results showed that the goodness of fit tests including Nash-Sutcliffe efficiency index, coefficient of determination and root mean square error in the runoff prediction process at Idenak station are equal to 0.56, 0.67 and 32.2 m3/s, respectively. Therefore, the HEC-HMS model has acceptable ability and precision in predicting runoff.
    Keywords: Idanak station, HEC-HMS model, Nash-Sutcliffe coefficient, Prediction of stream-flow, simulation of rainfall-runoff
  • Vahab Ghaleh Khondabi, Alireza Fazlali *, Mohammad Arjomandzadegan Pages 14-22
    Phenolic compounds are amongst the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and are the most important environmental pollutants found in the waste effluent of many industries, including refineries, petrochemicals, steel industries, and iron foundries, with an average concentration of 10 to 2000 mg/l. Removing these compounds before releasing them in nature and reusing wastewater is accordingly of particular importance. Among phenol removal methods, biodegradation is an environmental friendly and cost effective method and rotating biological contactor (RBC) system is in particular recognized as one of the most efficient attached growth fixed bed wastewater treatment processes for stationary and advanced treatment with phenol removal efficiency of 85 to 99%. The advantages of RBC include resistance to hydraulic and organic shocks, little chance of creating anaerobic conditions, high sedimentation rate of sludge produced, low space requirements, very low energy costs, simplicity and easiness of operation, no need of expert personnel for supervision and operation, and low maintenance costs. The present review introduces RBC system, comparing with other phenolic purification methods, expressing the history, the reactor design and the operational parameters affecting it. Also the previous researches on phenol removal by RBC system has been evaluated.
    Keywords: Attached Growth Biological Treatment, Phenol, Rotating Biological Contactor, Wastewater
  • Kobra Setodemaram * Pages 23-33

    Several sewage treatment plants are currently operational in Iran for supplying health conditions, better life of people, keeping the environment clean, and retrieval waste water and nutrient materials from collected sewage of houses and industrial units. In sewage treatment plants there are several potential health, safety and environment dangers (HSE dangers) which can cause occupational incident for personnel and through effluent wastewater which can cause soil and farmlands pollution and spread contagious disease. In this paper we recognized health, safety and environmental risks in first module of City of Urmia sewage plant and analyzed them by FMEA risk assessment method. Totally 29 HSE risks were identified from which 15 risks had high Risk Priority Number (RPN). This study proposed controlling and correctional proceeding for each of these risks. Chlorine gas leakage from disinfection unit of plant and environmental pollution (air and soil) due to the transfer of effluent from the wastewater treatment plant through the open channel to Urmia Lake have the highest RPN for which correctional and controlling approaches are proposed to prevent risks in plant.

    Keywords: FMEA, Risk Assessment, Treatment plant processes, Urmia sewage treatment plant
  • Atefeh Sayadi *, Fahimeh Sayadi Shahraki Pages 34-41
    One of the main aims of water resource planning and management is to estimate and predict groundwater quality parameters which would be used in decision-making. In this regard, many models have been developed which proposed better managements in order to maintain water quality. Most of these models require input parameters which are hardly available or their measurements are time consuming and expensive. Among them, Artificial Neural Network (ANN) models inspired by human's brain are a better choice. The present studied stimulated the electrical conductivity of water quality parameters of Behbahan Plain, using ANN and ANN+PSO models and in the end compared their results with measured data. Data for NO3-, EC, Ca2+, Mg2+, SO42-, HCO3-, CL-, K+, TH and pH were collected during 2009-2016 as input data. The results indicated that the highest prediction accuracy of quality parameters was related to the ANN + PSO model so that the MAE and RMSE statistics had the minimum and  had the maximum value for the model. Considering the high efficiency of artificial neural network model, by training the Particle Swarm Optimization algorithm, it can be used in order to make managerial decisions and ensure the results of monitoring and reducing costs.
    Keywords: Artificial Neural Network, Electrical conductivity, Particle Swarm Optimization Algorithm
  • Reza Maaboudi *, Darioush Hassanvand Pages 42-51
    This Paper has studied the relationship between water consumption and value-added in the agriculture and industry sectors based on the Kuznets curve hypothesis, considering the low water demand and the need for water consumption management in different economic sectors of Iran. For this purpose, data of water consumption and value-added related to Iran's agriculture and industry sectors from 1991-2016 have been used. To analyze the relationship between variables, the method of Bootstrap Quintile Regression has been used. Results indicated that during the studied period there was a significant relationship between water consumption and agriculture value added, which is consistent with the Kuznets curve hypothesis. As production and value-added increased, water consumption has increased up to its maximum point and then with continued growth in production; water consumption has decreased. Also, there was a positive and significant linear relationship between value-added and water consumption in the industry sector. So, the Kuznets curve hypothesis was not confirm in the industry sector.
    Keywords: Added value, agriculture sector, Bootstrap Method, Industry Sector, Water Consumption
  • HADI JAFARI * Pages 52-59
    The quality and precision of the operation of instruments, such as flowmeters, pressure gauges, altimeters, and valves are of decisive importance for all water and wastewater companies (WWCs), since they are the basis for measuring and providing data on the status of the water and wastewater installations and networks and thus play an important role in the decisions made by experts and managers. Such instruments are the only means of measuring and controlling the production of water, the pressure of water distribution networks and the production of other data required by all the WWCs. Therefore, one of the main goals and policies of the WWC officials is to procure and purchase of instrumentation with high precision, as well as verification of the correct operation of the instruments over time. If such goals are set and met, the information required for the installation is accurately measured and the decisions taken are based on the correct data. A specific process is therefore required for purchase of instruments with a proper quality as well as for periodical examination of the accuracy of the instruments installed, to ensure the proper operation. In this paper, based on experiments, the problems and the most appropriate solution to the problems of purchase, optimal operation and maintenance of instruments in the water and wastewater companies are presented.
    Keywords: Instrumentation equipment, Non-revenue Water, Sewage installations Water, wastewater companies, Water distribution network facilities, Utilization