فهرست مطالب

نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب
سال هشتم شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • محمدحسین کیخسروی*، حمیدرضا صفوی، محمدحسین گل محمدی، محمد هیثم کلاهو صفحات 4-15

    تحلیل و کنترل مصرف آب در شبکه های آبرسانی و توزیع آب، با توجه به شرایط اقلیمی کشور و این که می توانند کمک زیادی به طراحان و بهره برداران از منابع آب داشته باشند، دارای اهمیت هستند. توابع مفصل یا همان کوپلا ابزار مناسبی برای تحلیل های چند متغیره هستند که محدودیت های توابع توزیع چند متغیره کلاسیک را ندارند. در این تحقیق عوامل تاثیرگذار دو و سه متغیره بر پیش‎بینی مصرف آب با استفاده از توابع مفصل خانواده ارشمیدسی در منطقه یک شهر اصفهان مطالعه می شود. نتایج نشان داد براساس معیارهای نیکویی برازش و نمودار Q-Q plot، تابع مفصل فرانک بین دومتغیر مصرف ماهانه آب و فشار شبکه برای این منطقه به عنوان تابع برتر با پارامتر مدل 02/2- انتخاب شد و در بخش سه متغیره، تابع مفصل گامبل با پارامترهای 1، 05/1 و 1 برای تمامی حالات انتخاب شد. با استفاده از توابع کوپلای برتر، توابع توزیع تجمعی شرطی دومتغیره و دوره بازگشت های عطفی، فصلی و شرطی برای پیش بینی مصرف آب مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفتند که می توان با توجه به دوره بازگشت های مشخص و اعداد به دست آمده، آن ها را در برنامه ریزی های مدیریتی به کار برد. هم چنین لازم به ذکر است که تحلیل سه متغیره به دلیل نتایج همبستگی نامناسب مورد بررسی قرارنگرفت.

    کلیدواژگان: تحلیل چند متغیره، توابع مفصل، دوره بازگشت، شبکه های توزیع آب شهری
  • عظیمه مظفری*، راضیه رنجبر صفحات 16-24
    با توجه به اهمیت شناسایی مشترکین کم مصرف آب، در این پژوهش با استفاده از روش های داده کاوی، بخش بندی و شناسایی مشترکین آب براساس ارزش دوره عمر و مدل RFM انجام می شود. ابتدا مقادیر شاخص های مدل RFM برای مشترکین آب شیراز از پایگاه اطلاعات مشترکین استخراج شده و پیش پردازش شد. پس از وزن دهی به این سه شاخص با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی، مشترکین با استفاده از شبکه عصبی خود سازمان ده بخش بندی شدند. سپس هرم ارزش دوره عمر برای شناسایی مشترکین کلیدی رسم شده و خوشه های مشترکین کلیدی و با ارزش شناسایی شدند. نتایج نشان می دهند که شاخص مبلغ آب بها دارای بیشترین اهمیت و شاخص تازگی پرداخت دارای کمترین اهمیت در تعیین ارزش مشترکین بوده و بر این اساس مشترکین به شش خوشه تقسیم شدند. طبق هرم ارزش دوره عمر، با ارزش ترین مشترکین در خوشه 3 قرار گرفته اند که عمدتا کاربری مسکونی و تجاری و صنعتی دارند، به طور عمده ساکن منطقه 2 هستند، اکثر این مشترکین قبوض خود را به موقع پرداخت نموده اند و مبلغ آب بهای آن ها نیز عمدتا کم است. با شناسایی مشترکین با ارزش و کلیدی، پیشنهادهایی برای بهبود امر خدمت رسانی به مشترکین با در نظر گرفتن ارزشی که دارند، ارایه شد.
    کلیدواژگان: ارزش دوره عمر مشترکین، تحلیل سلسله مراتبی، شبکه عصبی خود سازمان ده، شرکت آب و فاضلاب شیراز
  • وحید عزیزخانی*، مهدی سلطانی، محمد سمیع پورگیری صفحات 25-36
    در این مقاله، حذف نیترات از فاضلاب خام شهری (تهران) توسط خاک اره درخت گردو به روش جذب سطحی به عنوان یک روش سبز کارآمد معرفی شد و تاثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرارگرفت. نتایج به دست آمده از ایزوترم‎های لانگمویر 9951/0  = R2 و فروندلیچ 9936/0 = R2 نشان دهنده جذب بهتر در غلظت های پایین است که از مدل لانگمویر پیروی می کند. برای تکمیل مطالعات حاضر، نمودار جذب، تاثیر pH، مطالعات ترمودینامیکی و سینتیکی بررسی شد. مطالعات سینتیکی نشان داد که فرآیند جذب سطحی نیترات توسط خاک اره درخت گردو از سینتیک شبه مرتبه اول پیروی می‎کند. هم چنین ظرفیت جذب به دست آمده از این معادله 2/34 میلی‎گرم بر گرم است که به مقدار تجربی آن 32 میلی‎گرم بر گرم نزدیک است. نتایج نشان داد که این فرآیند با جذب فیزیکی برگشت پذیر کنترل می‎شود. با توجه به طیف FT-IR جاذب، پدیده جذب نیترات با کمک ساختار سلولزی جاذب صورت می‎گیرد. استفاده از خاک اره درخت گردو (سایز میکرو) بدون اصلاح شیمیایی به عنوان یک جاذب طبیعی، سبز، دوستدار محیط زیست، کارآمد و موثر در حذف نیترات ها از فاضلاب خام شهر تهران از ویژگی های مهم این تحقیق بود.
    کلیدواژگان: فاضلاب شهری تهران، جاذب خاک اره گردو، ایزوترم جذب، حذف نیترات، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • نوذر نوذری، رضا مستوری*، سید محمد میرحسینی صفحات 37-46
    شکستگی لوله آب باعث آبشستگی خاک و پدیده نشست خاک می شود که می تواند بسته به نوع خاک و وزن موجب تغییر شکل در سازه و درختان شود. خسارت های ناشی از این پدیده در ایران توسط بیمه آتش سوزی پوشش داده می شود و در هنگام نشست، آتش نشانی که زیرنظر شهرداری است به ایمن سازی محل می پردازد. بررسی و تحلیل داده های چهار ساله شکستگی، لوله آب شهری در منطقه 5 تهران انجام شده است. در این تحقیق موارد ترکیدگی لوله شبکه توزیع آب در مکان هایی که اطلاعات حادثه موجود بوده انتخاب و بررسی شده است. در این حوادث درختان و علایم راهنمایی و رانندگی و تیرهای برق اطراف محل ترکیدگی لوله آب برای حذف اثرات عوامل باد یا آفت و نور خورشید و غیره که بر درختان موثر هستند، بررسی شده است که با توجه به نتایج، باعث کج شدن ناحیه ای درختان و سازه ها به صورت یک طرفه و زیگزاگ در اثر نشست خاک ناشی از شکستگی لوله شبکه توزیع آب شده است.
    کلیدواژگان: شبکه توزیع آب، شکستگی لوله آب شهری، کج شدگی درختان، نشست
  • محمدجواد کاظمی، گاگیک بدلیانس قلی کندی* صفحات 47-55

    در این مطالعه، امکان سنجی بهبود عملکردی فرآیندهای تغلیظ، هضم بی‎هوازی و آبگیری لجن تصفیه‎خانه های فاضلاب با هدف کاهش 50 درصدی پلی‎الکترولیت مصرفی و جایگزینی آن با  لجن شیمیایی تصفیه‎خانه ‎آب در مقیاس پایلوت آزمایشگاهی انجام پذیرفت. برای این منظور، پارامترهای اندیس حجمی لجن 1 (SVI)، مقاومت ویژه فیلتراسیون 2 (SRF)، ضریب تراکم‎پذیری، نرخ فیلتراسیون و میزان تولید بیوگاز بررسی شدند. نتایج حاصل نشان می‎دهند که با افزودن دوز بهینه 200 میلی‎گرم ‎بر‎گرم لجن تصفیه‎خانه ‎آب به لجن فاضلاب، ضریب تراکم‎پذیری کاهش 27 درصدی و نرخ فیلتراسیون افزایش 70 درصدی داشته و SVI و SRF به ترتیب برابر 9/64 و 3/43 درصد کاهش یافته داشته‎اند و در نهایت منجر به تسهیل ته نشینی و آزادسازی آب آزاد شده است. از سوی دیگر افزودن لجن تصفیه‎خانه‎آب دسترسی میکروارگانیزم‎ها به مواد ریزمغذی را بهبود داده منجر به افزایش 77/7 درصدی تولید بیوگاز شده است. آهن موجود در فرایند هضم با افزایش فعالیت آنزیم‎ها، کاهش پتانسیل اکسایش-کاهش و بهبود انتقال مستقیم الکترون بین‎گونه‎ای منجر به افزایش بیوگاز تولیدی می‎شود. افزودن لجن تصفیه‎خانه ‎آب در مقادیر مناسب می تواند علاوه بر مدیریت بهینه ‎محیط زیستی پسماندهای تصفیه‎خانه‎های آب و فاضلاب، نقش به سزایی در کاهش قابل توجه پلی‎الکترولیت مصرفی و افزایش میزان تولید بیوگاز داشته باشد.

    کلیدواژگان: لجن شیمیایی تصفیه‎خانه ‎آب، پلی الکترولیت مصرفی، تغلیظ لجن، هضم لجن، آبگیری لجن، استفاده مجدد
  • مهرداد توحیدی*، تقی آزاد ارمکی، سید محمدعلی توکل کوثری، حمیدرضا جلایی پور، علی باقری صفحات 56-65

    کم آبی و ویژگی های اقلیمی، یکی از مهم ترین وجوه تمایزی است که نظریه پرداران توسعه در توضیح ویژگی ها و شرایط جوامع شرقی و ایران در تحولات اجتماعی جامعه به آن توجه کرده اند. این نگرش منجر به ارایه نظریاتی ازجمله شیوه تولید آسیایی، استبداد شرقی و استبداد ایرانی شده است که هرکدام با توجه به برخی از ویژگی های جامعه، سعی در ارایه توضیحی در مناسبات توسعه شرق و پیوند آن با آب داشته اند که نتوانسته اند با توجه به مشخصات جامعه ایرانی، پاسخ دقیقی برای آن تبیین کنند. این مطالعه با بهره گیری از روش تحقیق کیفی و مطالعات تاریخی، با بررسی اسناد و هم چنین مشاهده و مصاحبه با کشاورزان، سیاست گذاران و مردم ساکن حوضه زاینده رود، تصویر دقیق تری از پیوند آب و توسعه در جغرافیای این منطقه از ایران ارایه می دهد. نتایج به دست آمده در این تحقیق نشان می دهد که مسیله کم آبی در ایران سبب شکل گیری نظامی شده است که برآمده از دو بازوی مشروعیت سیاسی و مقبولیت اجتماعی با فرآیند های انتصاب و انتخاب است و توسعه جامعه ایرانی، منوط به توازن قوای این دو بخش بوده و چنان چه تعادل قدرت آنان بر هم بخورد، جامعه به سمت استبداد سیاسی و یا انقلاب اجتماعی حرکت می کند.

    کلیدواژگان: توسعه، جامعه ایرانی، حکمرانی آبی، کمبود آب، مدیریت آبی زاینده رود
  • صفحات 79-82
  • صفحات 83-85
  • صفحه 86
  • صفحات 87-105
|
  • Pages 2-3
  • Mohammadhossein Keykhosravi *, Hamidreza Safavi, Mohammadhossein Gol Mohammadi, Mohammad Haytham Klaho Pages 4-15

    Analysis and control of water consumption in water supply and distribution networks is important issues, given the country's climatic conditions and the fact that they can be of great help to designers and managers of water resources. Copula functions are suitable tools for multivariate analysis that do not have the limitations of classical multivariate distribution functions. In this study, two and three variables of factors affecting water consumption prediction using the copula functions of the Archimedean family in zone one of Isfahan city were investigated. The results showed that based on the goodness-of-fit criteria and Q-Q plot diagram, Frank joint function between two variables of monthly water consumption and network pressure for this region was selected as the superior function with a model parameter of -2.02 and in the three variables Gamble joint function was selected with correlation parameters 1, 1.05 and 1 for all cases. Considering the best copula function, the conditional cumulative distribution functions of the two variables and the conjunctive, seasonal and conditional return periods were analyzed to predict water consumption, which can be determined according to the specified return period and the numbers obtained in used managerial planning and finally the three-variable analysis was not evaluated due to inadequate correlation.

    Keywords: Copula functions, multivariate analysis, Return period, Urban Water Distribution Networks
  • Azime Mozafari *, Razie Ranjbar Pages 16-24
    Due to the importance of identifying low water consumption subscribers, in this study, using data mining methods, segmentation and identification of water subscribers based on the life cycle value and RFM model are discussed. First, the values of RFM model indices for Shiraz water subscribers were extracted from the subscribers' database and pre-processed. After weighting these three indicators using hierarchical analysis, subscribers were segmented using self-organizing neural network; Then the lifetime value pyramid was drawn to identify key subscribers and clusters of key and valuable subscribers were identified. The results show that the water supply index is the most important and the recent payment index is the least important in determining the value of subscribers and based on this, subscribers were divided into six clusters. According to the life cycle value pyramid, the most valuable subscribers are located in cluster 3, which are mainly residential, commercial and industrial uses, are mainly residents of Zone 2, most of these subscribers have paid their bills on time and their water's amount is mostly low. By identifying valuable and key subscribers, suggestions were made to improve the service to subscribers by considering their value.
    Keywords: Value of subscribers' lifespan, hierarchical analysis, Self-organizing Neural Network, Shiraz Water, Wastewater Company
  • Vahid Azizkhani *, Mehdi Soltani, Mohammad Samipour Giri Pages 25-36
    In this paper, the removal of nitrates from urban raw sewage (Tehran) by walnut tree sawdust using the surface absorption method was introduced as an efficient green method, and the effect of various parameters was studied. The results obtained from Langmuir isotherms R2=0.9951 and Freundlich R2 = 0.9936 indicated better absorption in low concentrations, which follows the Langmuir model. To complete the present studies, the adsorption diagram, the effect of pH, thermodynamic and kinetic studies were investigated. Kinetic studies showed that the surface adsorption process of nitrate by walnut tree sawdust follows the pseudo-first order kinetic. The absorption capacity obtained from this equation was 34.2 mg/g (its experimental value of 32 mg/g). The results showed that this process is controlled by reversible physical adsorption. According to the FT-IR spectrum of the absorbent, the phenomenon of nitrate absorption takes place with the help of the cellulose structure of the absorbent. The use of walnut tree sawdust (micro size) without chemical modification as a natural, green, environmentally friendly, efficient, and effective adsorbent in removing nitrates from the raw sewage of Tehran city was one of the important features of this research.
    Keywords: Tehran wastewater, walnut sawdust adsorbent, Adsorption Isotherm, Nitrate removal, Scanning Electron Microscope
  • Nozar Nozary, Reza Mastouri *, Seyyed Mohammad Mirhosseini Pages 37-46
    Burst of the water pipe causes soil settlement, which can cause deformation in structures and trees, depending on the type of soil and weight of structures. Damages caused by this phenomenon in Iran are covered by fire building insurance. Fire station is under the supervision of the municipality of Tehran. The analysis of four-year data of urban water pipe burst in District 5 of Tehran has been done. This analysis helps to find places with burst to find a way to preserve trees after water pipes burst. In this research, the bursting of the water pipe, which has caused damage to the building, asphalt, etc., has been selected in the places where the data was available, and then the effect of the bursting of the water pipe on the trees has been investigated and analyzed. In these accidents, trees and utilities around the place where the water pipe burst were examined to eliminate the effects of wind or pests and sunlight, etc., that affect the trees, so that by comparing the pipe burst on them, the area of ​​the urban water pipe burst could have been managed to cause less damage to the trees and utilities.
    Keywords: Tree tilting, Water pipe burst, Settlement, Urban water distribution network
  • MohammadJavad Kazemi, Gagik Badalians Gholikandi * Pages 47-55

    This study was conducted on the feasibility of improving processes of thickening, anaerobic digestion, and sludge dewatering at wastewater treatment plants on a laboratory pilot scale, aiming to reduce polyelectrolyte consumption by 50% and replace it with chemical sludge. Parameters of Sludge Volume Index (SVI), Specific Filtration Resistance (SRF), compressibility coefficient, filtration rate, and biogas production rate were investigated. It is shown that by applying 200 mg/g of water treatment plant sludge to wastewater sludge, the compressibility coefficient was decreased by 27%, the filtration rate was increased by 70%, and SVI and SRF were decreased by 64.9% and 43.3%, respectively. Therefore, it has facilitated the sludge sedimentation and release of its free water. On the other hand, adding the sludge from a water treatment plant led to the proper access of microorganisms to micronutrients and improvement of their performance resulting in an increase of 7.77% in the total biogas production. The iron present in the digestion process caused an increase in biogas production by increasing the activity of enzymes, reducing oxidation-reduction potential, and improving the direct interspecies electrons transfer. In conclusion, adding the optimal amount of water treatment plant sludge, along with the environmental management of a meaningful portion of water and wastewater residuals, may play an important role in significantly reducing polyelectrolyte consumption and improving biogas production.

    Keywords: Chemical sludge of the water treatment plant, Polyelectrolyte consumption, Sludge thickening, sludge digestion, Sludge Dewatering, Reuse
  • Mehrdad Tohidi *, Taghi Azad Armaki, Seyed Mohamadali Tavakol Kosari, Hamidreza Jalaeipour, Ali Bagheri Pages 56-65

    Water scarcity is one of the most important distinguishing features that development theorists have paid attention to in explaining the characteristics of eastern societies in the social transition. This attitude has led to the presentation of theories such as the Asiatic mode of production, Oriental Despotism, and Iranian Despotism, each of which, considering some characteristics of the society, has tried to explain the relationship between the development of the East and its connection with water, but they have not been able to. This study, by using the qualitative research method and historical studies, reviewing the documents, observation, and interviews with farmers, policymakers, and people living in the Zayandeh-Rud basin area, has tried to get an accurate picture of the connection between water and development of this region in Iran. The results obtained in this research show that the problem of water scarcity in Iran has caused the formation of a system that arises from the two arms of political legitimacy and social acceptability with the processes of appointment and selection, and the development of Iranian society depends on the balance of The powers of these two parts. if the balance disturbed, the society moves towards political despotism or social revolution.

    Keywords: Development, Iranian Society, Water Governance, water shortage, Zayandeh-Rud water management
  • Pages 66-67
  • Pages 79-82
  • Pages 83-85
  • Page 86
  • Pages 87-105