فهرست مطالب

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 139 (خرداد و تیر 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/05/12
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمد اکبری زاده، الهیار داغبندان*، بهروز عباسی سورکی، فاطمه رهبر ماسوله، الهه آزاده فلکدهی صفحات 1-16
    بالا بودن میزان آهن و منگنز در آب شرب باعث ایجاد رسوب، کدورت، طعم بد و رنگ می شود. با توجه به سطح زیر کشت چای و برنج در استان گیلان و تولید اجتناب ناپذیر ضایعات حاصل از آنها، می توان با استفاده از پسماند آنها نسبت به حذف عناصر نامطلوب اقدام کرد. این پژوهش در مقیاس آزمایشگاهی به صورت ناپیوسته و با بررسی اثر عوامل تاثیرگذار مانند pH، زمان تماس، غلظت اولیه، مقدار جاذب و دما انجام شد. همچنین با استفاده از روش دسته بندی گروهی داده های عددی مدل سازی فرایند جذب به روش ناپیوسته انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت جذب آهن برحسب mg/g برای ضایعات برگ چای 44/19 و کاه برنج 99/19 و منگنز برای برگ چای برابر 86/19و کاه برنج 49/19 بود. بهترین شرایط حذف آهن و منگنز از محلول آبی در pH خنثی، زمان تماس40 تا 50 دقیقه، دوز مصرفی جاذب 05/0 گرم و دمای 25 تا 35 درجه سلسیوس برای برگ چای و کاه برنج بود. در مجموع مدل GMDH کارایی زیادی برای پیش بینی غلظت نهایی آهن و منگنز در منابع آبی داشت. در کل می توان نتیجه گرفت که کاه برنج و برگ چای می توانند به عنوان جاذب های طبیعی ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست در حذف آهن و منگنز از آب استفاده شوند.
    کلیدواژگان: آهن، منگنز، جذب سطحی، کاه برنج، برگ چای، هوش مصنوعی
  • لاله خسروی پور، ناصر مهردادی*، افشین تکدستان، غلامرضا نبی بیدهندی صفحات 17-30

    امروزه ورود آنتی بیوتیک ها به منابع آبی به علت گستردگی مصرف، سمی بودن، ایجاد مقاومت دارویی و اثرات پایدار به عنوان یکی از آلاینده های مهم در محیط به شمار می روند. هدف از این پژوهش کارایی فرایند اکسیداسیون پیشرفته منوپرسولفات سدیم فعال شده با سرباره صنایع فولاد در حضور اشعه ماورای بنفش برای حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین از محیط های آبی و پساب بود. در این پژوهش اثر متغیرهای pH، دمای محلول، مدت زمان واکنش، غلظت اولیه آنتی بیوتیک ها، غلظت منوپرسولفات سدیم و شدت اشعه ماورای بنفش بر کارایی فرایند بررسی شد. غلظت آنتی بیوتیک تتراسایکلین توسط دستگاه کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا اندازه گیری شد. در این پژوهش و در شرایط بهینه و در زمانی که غلظت منوپرسولفات سدیم 2 میلی مولار، pH برابر 2، میزان یون های آهن موجود در سرباره صنایع فولاد 4/0 گرم در لیتر، شدت اشعه ماورای بنفش 8 وات و در مدت زمان 60 دقیقه کارایی حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین، COD و TOC به ترتیب برابر با 98، 8/61، 9/48 درصد و مقدار معدنی سازی بیشتر از 55 درصد به دست آمد. میزان حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین رابطه مستقیمی با غلظت یون های آهن، منوپرسولفات سدیم، شدت اشعه ماورای بنفش و درجه حرارت داشت، در حالی که با افزایش مقدار pH از 2 به 10 میزان بازدهی فرایند از 98 درصد به 46 درصد و با افزایش غلظت اولیه آنتی بیوتیک تتراسایکلین از 5 به 50 میلی گرم در لیتر میزان حذف آنتی بیوتیک از 86 درصد به 47 درصد کاهش یافت. در این پژوهش مشخص شد فرایند اکسیداسیون پیشرفته منوپرسولفات سدیم فعال شده با سرباره صنایع فولاد در حضور اشعه ماورای بنفش یک روش مناسب با کارایی موثر برای غلظت زیاد آنتی بیوتیک های موجود در یک نمونه فاضلاب واقعی است.

    کلیدواژگان: اکسیداسیون پیشرفته، سرباره صنایع فولاد، آنتی بیوتیک تتراسایکلین، پساب بیمارستانی
  • مژگان آرمان، سید مهدی برقعی*، امیرحسام حسنی، مرتضی احسانی صفحات 31-48

    سفازولین آنتی بیوتیکی پرمصرف در درمان عفونت های باکتریایی است که به شکل اصلی و یا متابولیزه شده از طریق تخلیه فاضلاب ها و پساب ها، وارد منابع آبی می شود. حضور آنتی بیوتیک ها در محیط می تواند باعث تاثیرگذاری بر روی پاتوژن های غیرهدف، تغییر ساختار، غنای جلبک های موجود در منابع آبی، مداخله بر فتوسنتز گیاهان و ایجاد ناهنجاری های مورفولوژی در گیاهان شود. روش های مختلفی برای حذف آنتی بیوتیک بررسی شد. در این میان جذب سطحی یکی از روش های مناسب است. بنابراین در این پژوهش، سنتز رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول و ارزیابی عملکرد آن در حذف سفازولین توسط فرایند جذب سطحی بررسی شد. رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی تهیه شد. برای تعیین ویژگی های رزین سنتز شده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، دستگاه گرما وزن سنجی و طیف سنج مادون قرمز استفاده شد. در این پژوهش تاثیر پارامترهای pH معادل 2 تا 8، مقدار جاذب 1/0 تا 5 گرم، غلظت اولیه آنتی بیوتیک در مقدار 10 تا 100 میلی گرم در لیتر، زمان تماس 15 تا 120 دقیقه و دمای 20 تا 70 درجه سلسیوس، واجذب جاذب با اسید نیتریک و هیدروکسید سدیم، ترکیبات مزاحم کلرور و سولفات بررسی شد. ایزوترم های جذب لانگمیر، فروندلیچ، تمکین و سینتیک جذب تعیین شد. در تمامی مراحل برای تعیین غلظت سفازولین از دستگاه اسپکتوفتومتر استفاده شد و برای تعیین تاثیر یون های مداخله گر در حذف سفازولین و تایید نتایج اسپکت تعیین تاثیر یون های مداخله گر از دستگاه HPLC استفاده شد. زمان تماس 60 دقیقه جاذب و سفازولین به دلیل کامل شدن ظرفیت جذب رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول و کارایی بالای حذف به عنوان زمان بهینه انتخاب شد. با توجه به کارایی بالای حذف سفازولین در pH برابر 5 به دلیل رقابت بین یون های -OH و مولکول های با بار منفی سفازولین به عنوان pH بهینه انتخاب شد. جاذب با مقدار 3 گرم به دلیل افزایش بازدهی حذف با افزایش جاذب مصرفی و وجود تعداد زیاد مکان های جذب به عنوان جاذب بهینه انتخاب شد. حذف سفازولین در محدوده غلظت 50،20،10، 70 و 100 میلی گرم در لیتر، آزمایش شد و نتایج نشان داد که با افزایش غلظت سفازولین میزان کارایی حذف از 69 درصد به 50 درصد به دلیل مکان های جذب بیشتری روی سطح جاذب درغلظت های کم که موجب می شود سفازولین به سرعت جذب و کارایی حذف افزایش یابد. نتایج آزمایش ها، تاثیر ترکیبات مزاحم را نشان داد که درصد حذف سفازولین در آب مقطر از 46/98 درصد به 72/72 درصد در آب شهری با وجود ترکیبات مزاحم کلرور و سولفات به دلیل تشکیل کمپلکس آنیون ها با سطح جاذب و تشکیل کمپلکس پایدار و ایجاد مانع برای جذب سفازولین کاهش یافت. نتایج احیای جاذب نشان داد که درصد حذف سفازولین بعد از 6 مرحله توسط اسید نیتریک از 99/93 به 55/74 درصد و توسط سود از 25/41 به 56/21 درصد کاهش یافت. بر مبنای این نتایج می توان اظهار کرد که رزین پلی انیلین-پلی اتیلن گلایکول قابلیت خوبی برای حذف آنتی بیوتیک سفازولین از محیط های آبی دارد.

    کلیدواژگان: پلی آنیلین، پلی اتیلن گلایکول، سفازولین، متیل هگزیل ایمیدازولیوم هگزا فلوئور فسفات
  • شبنم ضیائی سقین سرا، لیلا خازینی* صفحات 49-61

    واحد تصفیه پساب پالایشگاه های نفت یکی از منابع مهم در انتشار ترکیبات آلی فرار بوده و قرار گرفتن در معرض این آلاینده ها خطرات قابل توجهی بر کارکنان پالایشگاه و ساکنین مجاور دارد. هدف از این پژوهش، بررسی میزان ترکیبات آلی فرار و غلظت آنها در پساب های پالایشگاهی و همچنین تخمین میزان انتشار به هوا بود. غلظت و بار آلودگی ترکیبات آلی فرار در پساب تولیدی واحدهای عملیاتی و حوضچه های تصفیه پساب توسط دستگاه کروماتوگرافی گاز و تخمین انتشار ترکیبات آلی فرار با استفاده از روش های Rank 2 و Rank 3 سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا انجام شد. میزان آلودگی پنج ترکیب هگزان، بنزن، تولوین، اتیل بنزن و زایلن رسیده به واحد بازیافت 1095 تن در سال و برای پنج ترکیب یاد شده به همراه پنتان، هپتان، متیل سیکلو هگزان، 1و2و4 تری متیل بنزن، 1و3و5 تری متیل بنزن و دودکان، 5379 تن در سال محاسبه شد. بر همین اساس به ازای هر تن نفت خام فراورش شده، 187 گرم از مجموع پنج ترکیب و 692 گرم از یازده ترکیب، از واحدهای فرایندی تولید شد. 78 درصد بار آلودگی یازده ترکیب و 60 درصد بار آلودگی پنج ترکیب به واحد بازیافت می رسد که نشان دهنده انتشار آلاینده ها در مسیر انتقال به واحد بازیافت بود. همچنین به ازای هر تن نفت خام فراورش شده، 5/48 گرم پنج ترکیب و 6/241 گرم یازده ترکیب منتخب از حوضچه های تصفیه پساب منتشر شد. شناسایی منابع تولید ترکیبات آلی فرار یکی از راه های کاهش ورود بار آلودگی به واحد تصفیه پساب و در نتیجه کاهش میزان انتشار ترکیبات آلی فرار از پالایشگاه است. بر این اساس پالایشگاه ها می توانند استراتژی مناسب خود را برای کاهش انتشار به کار گیرند. این پژوهش برای پالایشگاهی با ظرفیت 10 مگاتن در سال و با درجه پیچیدگی متوسط انجام شد که قابلیت استفاده توسط هر پالایشگاه متناظری در دنیا را دارد.

    کلیدواژگان: آلودگی هوا، ترکیبات آلی فرار، پالایشگاه نفت، حوضچه تصفیه پساب، انتشار
  • فاطمه شاهرضایی، پروانه پاکروان*، مجتبی پوریا صفحات 62-74
    به کارگیری منابع نامتعارف آب مانند استفاده مجدد از انواع فاضلاب تصفیه شده با رعایت اصول محیط زیستی، اهمیت زیادی دارد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر پساب تصفیه شده با روش وتلند مصنوعی شهر قصر شیرین در استان کرمانشاه بر کیفیت آب، عملکرد رشد و ترکیبات بیوشیمیایی بدن ماهی به منظور استفاده بهینه در صنعت آبزی پروری بود. در این پژوهش پارامترهای کیفی آب شامل کدورت، DO،COD ، MPN کل کلیفرم، نیترات، فسفات و آزمایش ها در بخش زیست سنجی، پایش بافت به لحاظ وجود عوامل بیماری زا بررسی شد. نتایج نشان داد که مقدار COD، کدورت و MPN کل کلیفرم پساب خروجی از تصفیه خانه به ترتیب 33 میلی گرم در لیتر، NTU 4/13 و 230000 است. آنالیز پساب بعد از عبور از حوضچه UV و آب گیری کامل استخر با پساب تصفیه شده و گندزدایی شده، مقدار COD، کدورت و MPN کل کلیفرم به ترتیب 25 میلی گرم در لیتر، NTU 13 و 8000 است. بار میکربی پساب با عبور از حوضچه UV به طور چشمگیری کاهش پیدا کرده است. آزمایش های زیست سنجی انجام شده نشان دهنده رشد مناسب آبزیان در طی روند رشد بوده و شاخص بالا و مناسبی داشته است. همچنین با توجه به آزمایش های میکربی انجام شده اثری از میکرب های قابل انتقال به انسان در بافت ماهیان مشاهده نشد. با توجه به استانداردهای ملی و نتایج آنالیز خروجی واحد تصفیه و گندزدایی مشاهده شد در شرایط و سیستم تصفیه فعلی امکان استفاده از این فاضلاب تصفیه شده برای پرورش ماهی در منطقه وجود ندارد و نیاز به تصفیه بیشتر است.
    کلیدواژگان: استفاده مجدد از پساب، وتلندهای مصنوعی، پرورش آبزیان، آنالیز آب، زیست سنجی
  • زهره خداوردی، آیدا حسینی بقانام*، وحید نورانی صفحات 75-88
    با توجه به احتمال نشت شیرابه موجود در محل های دفن زباله به داخل آبخوان و امکان وجود آلاینده هایی مانند هیدروکربن ها و فلزات سنگین، می توان محل های دفن را به عنوان یک تهدید بالقوه برای منابع آب زیرزمینی به شمار آورد. در این پژوهش، تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی، در مجاورت محل دفن پسماندهای جامد شهری واقع در یک منطقه کشاورزی در جنوب غربی شهر زنجان بررسی شد. برای این منظور تجزیه و تحلیل 18 پارامتر فیزیکوشیمیایی، فلزات سنگین و باکتریایی در شیرابه محل دفن و 14 نمونه آب زیرزمینی تا شعاع 5 کیلومتری از محل دفن در طی دو دوره نمونه برداری (آذرماه 1399 و خردادماه 1400) بررسی شد. در این پژوهش برای بررسی میزان آلایندگی شیرابه و نیز میزان آلودگی آبهای زیرزمینی منطقه ناشی از شیرابه و یا سایر منابع از شاخص های مختلفی از جمله شاخص آلودگی شیرابه، نسبت جذب سدیم، شاخص کیلی، شاخص نفوذپذیری و درصد سدیم محلول استفاده شد. با توجه به نتایج شاخص LPI آلودگی آبهای نمونه برداری شده با شیرابه بررسی شد و نتایج، حاکی از عدم آلودگی منابع آبی بررسی شده به شیرابه است. همچنین کیفیت این منابع برای استفاده در کشاورزی طبق شاخص های SAR، KR و PI مطلوب، ارزیابی شد و صرفا شاخص SSP در 64 و 86 درصد نمونه ها به ترتیب در آذرماه 1399 و خردادماه 1400، آلوده گزارش شد. در حالت کلی نتایج حاصل از بررسی کیفی نمونه های آب زیرزمینی در فصل خشک (آذرماه 1399) نمود بیشتری از آلایندگی دارد. همچنین با وجود اینکه بر اساس نتایج حاصل از شاخص های کشاورزی و LPI در چاه 5 به عنوان نزدیک ترین چاه به محل دفن، عدم آلودگی توسط شیرابه گزارش شد، اما با توجه به خطرات بالقوه شیرابه محل دفن واقع در منطقه که حاوی مقدار نسبتا زیادی از غلظت کلر است و به عنوان یک شناساگر شیرابه عمل می کند، پیشنهاد می شود چاه های نظارتی در اعماق مختلف و در فواصل کمتر از 1 کیلومتر نسبت به محل دفن حفر شود و نمونه برداری طی دوره های متوالی انجام شود تا کوچکترین تاثیرات شیرابه بر آبهای زیرزمینی مشخص شود.
    کلیدواژگان: SAR، SSP، KR، PI، شیرابه، LPI، کیفیت آب در کشاورزی
  • عظیمه مظفری*، علیرضا علی احمدی، اعظم مظفری صفحات 89-106
    آنچه در شرایط کنونی اهمیت دارد، توجه به الگوی رفتار مصرف آب و شناخت مشترکین و مصرف کنندگان با جایگاه بالاتر در هرم ارزش در حوزه سیاست گذاری مدیریت مصرف آب است. هرم ارزش، ابزاری است که مشترکین باارزش از نظر مصرف را شناسایی می کند، بنابراین کاربرد و اهمیت زیادی در حوزه مدیریت مصرف آب به منظور شناسایی مشترکین پرمصرف و کم مصرف دارد. ازاین رو در این پژوهش به منظور شناسایی الگوی رفتاری مصرف مشترکین شرکت آب و فاضلاب شیراز بر مبنای هرم ارزش مصرف آنها و پیش بینی مشترکین با جایگاه بالاتر در هرم ارزش، از تکنیک های داده کاوی استفاده شد. در چارچوب روش پیشنهادی ابتدا داده های مربوط به مصرف مشترکین آب شامل مشترکین مسکونی، تجاری و صنعتی، عمومی و اداری، اماکن مذهبی و آموزشی، نظامی و غیردولتی برای 2 سال متوالی از پایگاه داده شرکت آب و فاضلاب شیراز استخراج شد و پس از تعیین تعداد بهینه خوشه با استفاده از شبکه عصبی خودسازمان ده و شاخص دیویس بولدین، عملیات خوشه بندی با استفاده از الگوریتم Kمیانگین انجام شد. لازم به ذکر است که شاخص ها و معیارهای خوشه بندی مشترکین شامل نوع کاربری، محل سکونت، میزان مصرف، سابقه انشعاب غیرمجاز، تعداد اخطار قطع و زمان پرداخت قبوض هستند که با استفاده از نظر متخصصین مشخص شده اند. در ادامه ضمن محاسبه ارزش مصرف مشترکین هر خوشه و ترسیم هرم ارزش مصرف مشترکین، با استفاده از الگوریتم درخت تصمیم به پیش بینی و کشف الگوهای رفتاری مشترکین پرداخته شد. نتایج نشان داد که مشترکین شرکت آب و فاضلاب شیراز از نظر الگوی رفتار مصرف در 6 خوشه قرار می گیرند که ضمن ترسیم هرم ارزش مصرف، این 6 خوشه در 3 کلاس مشترکین با مصرف زیاد، مشترکین با مصرف متوسط و مشترکین کم مصرف دسته بندی شدند. پس از پیاده سازی درخت تصمیم، صحت درخت برابر با 92/78 بود که بر اساس آن مشترکین این 3 کلاس، 11 الگوی رفتاری داشتند که پیش‎ بینی کننده نوع مصرف بود. به این ترتیب طبق 11 الگوی رفتاری مصرف مشترکین شرکت آب و فاضلاب شیراز می توان میزان مصرف مشترکین جدید را پیش بینی و جایگاه آن در هرم ارزش را تعیین کرد.
    کلیدواژگان: الگوریتم Kمیانگین، داده کاوی، شبکه عصبی خودسازمان ده، شرکت آب و فاضلاب شیراز، مدیریت مصرف آب، مشترکین آب
  • الهام موحد، کیوان صائب*، فرشید پژوم شریعتی، آپتین راهنورد صفحات 107-118
    تصفیه پساب شهری و تولید، به طور هم زمان یک روش نوین و کارآمد در صنعت تصفیه است، با به کارگیری محیط کشت مصنوعی، پساب شهری به عنوان منبع غذایی ریزجلبک به کار می رود. کشت ریزجلبک در پساب، مرحله ای با اهمیت در تصفیه فاضلاب محسوب می شود که افزون بر تصفیه پساب، تولید هم زمان زیست توده نیز انجام می شود که می تواند برای مصارف متعدد به کار رود و ارزش زیادی دارد. در این پژوهش تاثیر pH اولیه بر عملکرد زیست راکتور غشایی نوری در رشد زیست توده و حذف مواد مغذی از پساب شهری بررسی شد. در این پژوهش ابتدا ریزجلبک کلرلا ولگاریس در یک زیست راکتور نوری غشایی با شدت نور 300 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه در سیکل نوری 24 ساعت روشنایی و غلظت اولیه 1 گرم در لیتر وزن خشک ریزجلبک در سه pH اولیه 4، 7 و 10 کشت داده شد. سپس با توجه به رابطه مستقیم رشد ریزجلبک و حذف مواد مغذی بهترین pH اولیه در حذف نیترات و فسفات از پساب شهری بررسی شد. با توجه به نتایج، ریزجلبک پس از 9 روز با پساب شهری سازگار شده و در pH اولیه برابر 7 بیشترین نرخ رشد ریزجلبک برابر بر با 37/2 گرم وزن خشک در لیتر و حذف نیترات و فسفات به ترتیب 88 و 87 درصد به دست آمد و همچنین در روز پانزدهم در همان pH اولیه بیشترین مقدار حذف نیترات و فسفات از پساب شهری به ترتیب 92 و 91 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که تنظیم pH اولیه ریزجلبکی می تواند تاثیر انکارناپذیری بر رشد ریزجلبک ها داشته باشد و همچنین تاثیر قابل توجهی در حذف نیترات و فسفات از پساب شهری از طریق کشت ریزجلبک ها داشته باشد که با بهینه کردن pH اولیه این درصد حذف افزایش پیدا کرده است.
    کلیدواژگان: ریزجلبک، پساب شهری، زیست راکتور غشایی نوری، pH، نیترات و فسفات
  • محسن بهنژاد، امیرحسام حسنی*، روح الله محمودخانی، سید علیرضا حاجی سید میرزا حسینی صفحات 119-131

    این پژوهش مطالعه ای بر تاثیر بازچرخانی بر روی آلاینده های شیرابه و تولید بیوگاز در سلول دفن در غرب استان تهران بود. بازچرخانی به عنوان روشی موثر در کاهش آلاینده های شیرابه و افزایش تولید بیوگاز مطرح است. در این پژوهش یک ترانشه با ابعاد 5/2*3*3 متر حفر و یک لوله برای برداشت شیرابه در یکی از اضلاع آن جانمایی شد. پارامترهای اندازه گیری شده شامل COD، BOD، کدورت، TSS، آمونیوم، فسفات، مس، آهن، کادمیم، سرب و روی بود. به منظور ارزیابی تولید بیوگاز، میزان تولید گازهای CH4، H2S و SO2 در چندین مرحله سنجش شد. در ابتدا تولید بیوگاز تولیدی در ترانشه در 7 تکرار سنجش شد. بازچرخانی شیرابه در نسبت های 20:1، 10:1، 5:1 و 40:1 انجام شد. مقایسه نتایج نشان داد که در نسبت 20:1 بیشترین کاهش در میزان آلاینده های شیرابه اتفاق می افتد. در این نسبت بیشترین میزان تولید گازهای CH4، H2S و SO2 به ترتیب 50127، 12/21 و ppm23/0 به دست آمد. در نسبت 20:1 کاهش در میزان COD، BOD، آمونیوم، فسفات، TSS و کدورت به ترتیب برابر 1650 (26 درصد)، 889 (20 درصد)، 1650 (26 درصد)، 10 (23 درصد)، 63 میلی گرم بر لیتر (11 درصد) و NTU 2/11 (23 درصد) به دست آمد. اگرچه تاثیر بازچرخانی در کاهش آلاینده ها به خصوص آلاینده های آلی مطلوب بود، تصفیه تکمیلی برای مصارف ثانویه پساب موردنیاز بود.

    کلیدواژگان: شیرابه، پسماند، بازچرخانی، بیوگاز، فاضلاب
  • یاسر گلدوست*، سعید صادقی دروازه، مجتبی صالح دوست، علی زواره حصاری صفحات 132-152

    در شرایط تقاضای فزاینده آب و بودجه عمومی ناکافی دولت ها در کشورهای در حال توسعه، مشارکت های عمومی - خصوصی، نقش مهمی در توسعه زیرساخت ها مانند تامین و انتقال آب دارند. با این حال، انجام چنین پروژه هایی همواره با ریسک های متعدد و متنوعی همراه است که موفقیت پروژه های بیان شده را تهدید می کنند. با توجه به شکاف پژوهشی پیرامون شناسایی و ارزیابی ریسک در بستر پروژه های مشارکت عمومی- خصوصی انتقال آب، هدف از این پژوهش، شناسایی و رتبه بندی ریسک در یک پروژه مشارکت عمومی- خصوصی انتقال آب به اراضی صفادشت بود. مرحله اول پژوهش به شناسایی ریسک های پروژه های مشارکت عمومی- خصوصی پرداخت. در این مرحله از پژوهش با برگزاری جلسات طوفان فکری، سعی شد ریسک های مرتبط با پروژه بررسی شده شناسایی شوند. در مرحله دوم، اقدام به وزن دهی به سه معیار پژوهش اعم از "احتمال وقوع"، "اثر هزینه ای" و "اثر زمانی" با استفاده از تکنیک بهترین- بدترین شد. مرحله سوم نیز که مرحله نهایی پژوهش بود به اولویت بندی ریسک های شناسایی شده در مرحله اول و با استفاده از تکنیک مجموع ساده وزنی اختصاص یافت. بر پایه تحلیل های انجام شده به ترتیب، تغییر شرایط قانونی و استانداردها از سوی دولت، تغییر ناگهانی نرخ بهره بانکی، تغییرات شدید جوی، آسیب دیدگی نیروی انسانی سرمایه گذار و عملکرد نامناسب عوامل پروژه سرمایه گذار، به عنوان مهم ترین ریسک ها شناخته شدند. در پایان، ضمن اشاره به محدودیت های پژوهش، پیشنهادهایی برای پژوهش های آینده ارایه شد.

    کلیدواژگان: ریسک، مشارکت عمومی- خصوصی، تکنیک بهترین- بدترین، تکنیک مجموع ساده وزنی، پروژه انتقال آب
|
  • Mohammad Akbarizadeh, Allahyar Daghbandan *, Behrouz Abbasi Souraki, Fatemeh Rahbar Masouleh, Elahe Azadeh Falakdehi Pages 1-16
    High levels of iron and manganese in drinking water cause sediment, turbidity, bad taste and color. As there is a wide area of rice and tea under cultivation in Guilan province with an inevitable production of waste from them, it is possible to use it for removal of undesirable elements. The present study was discontinuously performed on a laboratory scale. The impact of important factors such as pH, contact time, initial concentration, adsorbent dosage and temperature were investigated. Also, using group method of data handling, the adsorption process of the batch method was modeled. The results showed that the highest iron adsorption capacity (in terms of mg/g) for tea leaves and rice straw were 19.44 and 19.99, respectively. Considering manganese, it was 19.86 for tea leaves and 19.49 for rice straw. The best conditions for removing iron and manganese from aqueous solution are at neutral pH, contact time 40-50 minutes, absorbent dose 0.05 g and temperature 25-35 °C for tea leaves and rice straw. Overall, the GMDH model performs better in predicting the final concentrations of iron and manganese in water sources. In general, it can be concluded that rice straw and tea leaves can be used as inexpensive and environmentally friendly natural absorbers in the removal of iron and manganese from water sources.
    Keywords: Iron, manganese, Adsorption, Rice straw, Tea Leaves, Artificial intelligence
  • Laleh Khosravi Pour, Naser Mehrdadi *, Afshin Takdastan, Gholamreza Nabi Bidhendi Pages 17-30

    Today, antibiotics are known as one of the major environmental pollutants, particularly of water, due to their widespread use, toxicity, causing drug resistance and their lasting effects. This study was designed to evaluate the efficiency of the advanced oxidation process of sodium monopersulfate activated with steel industry slag in the presence of ultraviolet rays aimed at eliminating the tetracycline antibiotic from aqueous and effluent media. We examined the effect of the variables of pH, solution temperature, reaction time, initial concentration of antibiotics, sodium monopersulfate concentration, and the UV ray intensity on the process efficiency. A high-performance liquid chromatography machine was used to measure the concentration of the tetracycline antibiotic. According to the study results, under optimal and certain conditions (sodium monopersulfate: 2 mM, pH: 2, iron ions level in the steel industry slag: 0.4 g/L, UV intensity: 8 watts) and during 60 minutes, the elimination efficiency rates of tetracycline antibiotic, COD, and TOC were obtained as 98%, 61.8%, and 48.9%, respectively, with a mineralization level higher than 55%. The rate of tetracycline antibiotic removal was directly related to the concentrations of iron ions, sodium monopersulfate, UV intensity, and the temperature, while increasing the pH from 2 to 10 decreased the process efficiency from 98% to 46%; and enhancing the initial concentration of tetracycline antibiotic from 5 to 50 mg/L also reduced the removal rate of the antibiotic from 86% to 47%. The research revealed that the advanced oxidation process of sodium monopersulfate activated by steel industry slag in the presence of ultraviolet rays can be used as a proper method with effective efficiency to eliminate the high concentration of antibiotics found in a real sewage sample.

    Keywords: Advanced oxidation, Steel Industry Slag, Tetracycline Antibiotic, Hospital Effluent
  • Mozhgan Arman, Seyd Mehdii Borghei *, Amir Hesam Hassani, Morteza Ehsani Pages 31-48

    Cefazolin is a widely used antibiotic in the treatment of bacterial infections that enters the water sources in original or metabolized form through the discharge of sewage and effluents. The presence of antibiotics in the environment can affect non-target pathogens, change the structure, enrich the algae in water sources, interfere with photosynthesis in plants and cause morphological abnormalities in plants. Various methods have been studied to remove antibiotics. Among these, surface adsorption is one of the appropriate methods. Therefore, in this study, the synthesis of polyaniline-polyethylene glycol resin and its evaluation in the removal of cefazolin by the adsorption process were investigated. Polyanyylene-polyethylene glycol resin was prepared by chemical polymerization method. Transfer electron microscope, thermometer and infrared spectrometer were used to determine the properties of the synthesized resin. In this study, the effect of pH parameters in the range of 2 to 8, the amount of adsorbent 0.1 to 5 g, the initial concentration of antibiotics in the amount of 10 to 100 mg/L, contact time 15 to 120 minutes and the temperature range of 20 to 70 °C, adsorbent desorption with nitric acid and sodium hydroxide, the interfering compounds of chloride and sulfate were investigated. The adsorption isotherms of Langmuir, Freundlich, Tamkin and adsorption kinetics were determined. In all stages, spectrophotometer was used to determine the concentration of cefazolin and HPLC was used to determine the effect of interfering ions on the removal of cefazolin and to confirm the results of spectra to determine the effect of interfering ions. The contact time of 60 minutes of adsorbent and cefazolin was selected as the optimal time due to the completion of the adsorption capacity of polyaniline-polyethylene glycol resin and high removal efficiency. Due to the high removal efficiency of cefazolin at (pH = 5), cefazolin was selected as the optimal pH due to the competition between OH- ions and negatively charged molecules. Adsorbent (3 g) was selected as the optimal adsorbent due to the increase in removal efficiency with increasing adsorbent consumption and the presence of a large number of adsorption sites. Elimination of cefazolin was tested in the concentration range (10, 20, 50, 70 and 100 mg/L) and the results showed that with increasing the concentration of cefazolin, the removal efficiency decreased from 69% to 50% due to more adsorption sites on the adsorbent surface in concentrations. Low concentration of cefazolin causes to be rapidly absorbed and the removal efficiency increases. The results of experiments of the effect of disturbing compounds showed that the removal percentage of cefazolin in distilled water from 98.46% to 72.72% in municipal water despite the disturbing compounds of chloride and sulfate due to the formation of anions with the adsorbent surface and the formation of stable complexes and barriers to cefazolin uptake decreased. The results of adsorbent reduction showed that the percentage of removal of cefazolin after 6 steps by nitric acid decreased from 93.99 to 74.55% and decreased by profit from 41.25 to 21.56%.

    Keywords: Polyaniline, polyethylene glycol, Cefazolin, Methyl Hexyl Imidazolium Hexafluoride Phosphate
  • Shabnam Ziaei Seginsara, Leila Khazini * Pages 49-61

    Wastewater treatment unit in an oil refinery is one of the main emission sources of volatile organic compounds and exposure to these pollutants has major negative impacts on refinery staff and residents of adjacent areas. The purpose of this study is to investigate the concentration of volatile organic compounds in refinery effluents and to estimate the emission of these compounds into the air. Concentration and pollution load of volatile organic compounds in operating units and basins of treatment unit wastewater were analyzed using gas chromatography and emission estimation of them was done using the Rank 2 and Rank 3 of the US Environmental Protection Agency. The pollution received by wastewater plant was 1095 ton/y of five components: benzene, toluene, xylene, ethyl benzene and hexane, while 5379 ton/y for the eleven pollutants including previous five components plus pentane, heptane, methyl cyclohexane, 1-2-4 tri-methylbenzene, 1-3-5 tri-methylbenzene and dodecane. Based on refinery feed, for each ton of crude oil processed, 187 g of the total 5 compounds and 692 g of 11 compounds are produced from operational units; but only 78% of the 11 compounds and 60% of the 5 compounds could reach the treatment unit, which indicates the emission of pollutants in the transfer path. Overall, for each ton of processed crude oil, 48.5 g of 5 compounds and 241.6 g of 11 compounds from effluent treatment ponds are emitted to the atmosphere. Identifying the sources of volatile organic compounds production is one of the ways to reduce the pollution load entering the treatment unit and thus reduces the emission from the refinery. Based on these results, refineries could apply proper strategies for emission decrease. This research has been done for a refinery with ten megatons capacity per year and medium complexity, which could be used by any analogous refinery in the world.

    Keywords: Air pollution, Volatile organic compounds, Oil refinery, Wastewater Treatment Pond, Emission
  • Fatemeh Shahrezaei, Parvaneh Pakravan *, Mojtaba Pouria Pages 62-74
    The use of unconventional water sources, such as the reuse of treated wastewater in accordance with environmental principles, is of great importance. The aim of this study was to investigate the effect of artificial wetland treatment of Qasr-e-shirin in Kermanshah province on water quality, growth performance and biochemical composition of fish body for optimal use in the aquaculture industry. In this study, water quality parameters including turbidity, DO, COD, MPN total coliform, nitrate, phosphate, and experiments in sections of bioassay, monitoring of aquatic tissue due to the presence of pathogens were satisfactory.The results show that the COD, turbidity and MPN values of the total effluent from the treatment plant are 33 mg/L, 13.4 NTU and 230,000, respectively. Effluent analysis took place after passing through the UV pool and complete dewatering of the pool with treated and disinfected effluent; COD, turbidity and MPN values of total coliform were 25 mg/L, 13 NTU and 8000, respectively. The microbial load of the effluent is dramatically reduced by passing through the UV pool. The bioassays performed confirmed the proper growth of aquatic animals during the growth process and had a high and appropriate index; also, according to microbiological tests, no traces of human-borne microbes were observed in fish tissue. According to the national standards and the results of the analysis of the output of the treatment and disinfection unit, it is observed that in the current conditions and treatment system, it is not possible to use this treated wastewater for fish farming in the region and more treatment is needed.
    Keywords: Effluent Reuse, Artificial Wetlands, aquaculture, Water analysis, Bioassay
  • Zohreh Khodaverdi, Aida Hosseini Baghanam *, Vahid Nourani Pages 75-88
    Landfills can be considered as a potential threat to groundwater resources, considering the potential of groundwater pollution by leachate with the pollutants such as hydrocarbons and heavy metals. In this study, spatial changes in groundwater quality used in agriculture, in the vicinity of landfill site of municipal solid wastes in the southwest of Zanjan city were investigated. For this purpose, analysis of 18 physicochemical, heavy metals and bacterial parameters in leachate and 14 groundwater samples were investigated around the dumpsite up to a 5 km radius from landfill during two sampling periods (i.e., December 2020 and June 2011). In this study, several indices including leachate pollution index, sodium absorption ratio, Killie index, soluble sodium percentage and permeability index were used to investigate groundwater pollution in the study area due to leachate or other sources. According to the results of LPI, none of the groundwater samples were polluted with leachate. Also, the quality of these resources for use in agriculture was evaluated favorably according to SAR, KR and PI indices, however, according to SSP, 64% and 86% of samples during December 2020 and June 2021, respectively, were reported polluted. In general, the results of qualitative study of groundwater samples in dry season (December 2020) were more pronounced than pollutants. Although based on the results of agricultural indicators and LPI in well number 5 as the closest well to the landfill, no contamination by leachate has been reported, however the high chlorine concentration which was at maximum of allowed range, the potential dangers of landfill leachate were shown. It is noted that chlorine acts as a leachate detector in groundwater. Therefore it is recommended that monitoring wells be dug at different depths and at distances of less than one kilometer from the landfill, and sampling be done in successive periods to determine even the smallest effects of leachate on groundwater.
    Keywords: Sodium Absorption Ratio, Sodium Soluble Percentage, Kelley Ratio, Permeability Index, leachate, Leachate Pollution Index, Water Quality in Agriculture
  • Azime Mozafari *, Alireza Ali Ahmadi, Azam Mozafari Pages 89-106
    What is important in the current situation it is important to pay attention to patterns of the water consumption behavior of subscribers and to identify subscribers and consumers with a higher position in the value pyramid in the field of water consumption management policy. Value pyramid is a tool that identifies valuable customers in terms of consumption, and so, has great application and importance in the field of water consumption management to identify high-consumption and low-consumption customers. Therefore, in the present study, in order to identify the patterns of consumption behavior of Shiraz Water and Wastewater Company subscribers based on their consumption value pyramid and to predict the subscribers with a higher position in the value pyramid, data mining techniques have been used. In the framework of the proposed method, first, the data of water subscribers' consumption including residential, commercial and industrial subscribers, public and administrative, religious and educational sites, military and non-governmental, for two consecutive years, were extracted from the database of Shiraz Water and Wastewater Company. After determining the optimal number of clusters using self-organizing map and Davis Bouldin index, clustering operation is performed using K-Means algorithm. It should be noted that the indicators and criteria for subscriber clustering include the type of use, location, consumption, history of unauthorized branching, number of disconnection notices and time of payment of bills which have been identified using the opinion of experts. Then, while calculating the consumption value of subscribers in each cluster and plotting the subscriber consumption value pyramid, the decision tree algorithm is used to predict and discover the behavioral patterns of subscribers. The results show that Shiraz Water and Wastewater Company subscribers are divided into six clusters in terms of consumption behavior patterns. While drawing the consumption value pyramid, these six clusters are classified into three classes: high consumption subscribers, medium consumption subscribers and low consumption subscribers. After implementing the decision tree, the accuracy of the tree was 78.92 that, according to the results of the decision tree, the subscribers of these three classes have 11 patterns of behavior that predict the type of consumption. Thus, according to the 11 behavioral patterns of the subscribers of Shiraz Water and Wastewater Company, the consumption of new subscribers can be predicted and its position in the value pyramid can be determined.
    Keywords: K-means Algorithm, Data mining, Self-Organized neural network, Shiraz Water, Wastewater Company, Water consumption management, Water Subscribers
  • Elham Movahed, Keivan Saeb *, Farshid Pajoum Shariati, Aptin Rahnavard Pages 107-118
    Municipal wastewater treatment and algal biomass production are simultaneously new and efficient methods in the treatment industry. Using artificial culture medium, urban wastewater is used as a food source for microalgae. Cultivation of microalgae in wastewater is an important step in wastewater treatment that, in addition to wastewater treatment, simultaneous production of biomass is done which can be used for many purposes and is of great value.
    Method
    in the present study, the effect of initial pH on the performance of membrane photobioreactor in biomass growth and nutrient removal from municipal wastewater was investigated. In this study, first Chlorella vulgaris microalgae in a membrane optical bioreactor with a light intensity of 300 μmol photons m-2. s-1 in the 24-hour light cycle and an initial concentration of 1 g/L dry weight of microalgae in the initial three pH (4, 7 and 10) were cultivated. Then, due to the direct relationship between microalgae growth and nutrient removal, the best initial pH in nitrate and phosphate removal from municipal wastewater was investigated. According to the results, microalgae were adapted to municipal effluent after 9 days and at the initial pH of 7, the highest growth rate of microalgae equal to 2.37 g dry weight per liter, and removal of nitrate and phosphate were 88 and 87%, respectively. Also, on the 15th day at the same initial pH, the highest amount of nitrate and phosphate removal from municipal effluent was 92% and 91%, respectively. The results show that the regulation of the initial pH of microalgae can have an undeniable effect on the growth of microalgae. It also has a significant effect on the removal of nitrate and phosphate from municipal wastewater through the cultivation of microalgae. By optimizing the initial pH, this removal percentage has increased.
    Keywords: Microalgae, Municipal wastewater, Membrane Photobioreactor, pH, Nitrate, Phosphate
  • Mohsen Behnezhad, Amir Hesam Hassani *, Ruholaah Mahmoudkani, Sayed Alireza Hajiseyed Mirzahosseini Pages 119-131

    The present study investigates the effects of recirculation on the leachate pollutions and biogas production in a waste processing in the west of Tehran province, Iran. Recirculation is considered as an effective way in leachate pollutants reduction and biogas production rate increase. For this purpose, a trench with a size of 3*3*2.5 m was dug, and one pipe was applied for sampling.  Parameters were examined, including the chemical oxygen demand, biochemical oxygen demand, turbidity, total suspended solids, ammonium, phosphate, copper, iron, cadmium, lead, and zinc. To evaluate the production of gases, the periodical measurements of CH4, H2S, and SO2 were performed. Moreover, biogas production in the trench was measured in seven repetitions. Then, leachate recirculation in the landfill was performed at the leachate volume ratio of 20:1, 10:1, 5:1, and 40:1. Comparison of the results indicated that the recirculation volume ratio of 1:20 maximized the reduction of pollutants. At this volume ratio, the maximum productions of CH4, H2S, and SO2 were obtained to be 50127 ppm, 21.12 ppm, and 0.23 ppm, respectively. The recirculation at the ratio of 20:1 reduced COD, BOD, ammonium, phosphate, TSS, and turbidity by 1650 mg/L (26%), 889 mg/L (20%), 1650 mg/L (26%), 10 mg/L (23%), 63 mg/L (11%), and 11.2 NTU (23%), respectively. Although the effects of recirculation on the reduction of pollutants, particularly organic ones, were found to be satisfactory, complementary treatment is required for the secondary utilization of wastewater.

    Keywords: leachate, Waste, Recirculation, Biogas, Wastewater
  • Yaser Goldust *, Saeid Sadeghi Darvazeh, Mojtaba Salehdoost, Ali Zavareh Hesari Pages 132-152

    In the face of growing water demand and insufficient public budgets in developing countries, public-private partnerships play an important role in infrastructure development, such as water supply and transmission. However, carrying out such projects always carries with it many and varied risks that threaten the success of such projects. Due to the research gap on risk identification and assessment in the context of public-private partnership water transfer projects, the purpose of the present research is to identify and prioritize the risks in Safadasht public-private partnership water transfer project. The first phase of the present research identifies the risks of public-private partnership projects. At this stage of the research, through the brainstorming method, an attempt was made to identify the risks related to the project under study. In the second stage, three research criteria including "probability of occurrence", "cost effect" and "time effect" were weighed using the best-worst method. The third stage, which was the final stage of the research, was dedicated to prioritizing the risks identified in the first stage using the simple additive weighting technique. Based on the analyzes performed, respectively, changes in legal conditions and standards by the government, sudden changes in bank interest rates, severe climate change, damage to the investor's manpower and improper performance of the investor project factors were identified as the most important risks. Finally, while pointing out the limitations of the research, some suggestions for future studies were presented.

    Keywords: risk, public-private partnership, best-worst method, Simple additive weighting, Water Transfer Project