فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 147 (مهر و آبان 1402)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 147 (مهر و آبان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/11/17
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدرضا فدائی تهرانی*، سعید اسکندری صفحات 1-21

    آلاینده های آلی محلول در آب مانند ترکیبات کلره، بی فنیل ها و آلدرین ها ناشی از شوینده ها، علف کش ها و سموم، در فرایندهای متعارف تصفیه مانند فیلتراسیون قابل حذف نیستند. نانولوله های کربنی قابلیت زیادی برای جداسازی آلاینده های آلی دارند، ولی کاربرد دوغابی آن به دلیل نیاز به حذف در انتهای تصفیه، مطلوب نیست. در این پژوهش، نانولوله های کربنی ارتقایافته متصل به ذرات ماسه فیلترهای شنی (CNTsand) سنتز و برای حذف آلاینده های آلی استفاده شد. ظرفیت و کارایی این نانولوله ها و متغیرهای موثر بر آن شامل pH، دما، زمان تماس و غلظت بررسی شد. همچنین، سینتیک واکنش و ایزوترم های جذب تحلیل شد. نتایج نشان داد CNTsand، ظرفیت بالایی برای حذف آلاینده های آلی دارد. پردازش داده ها نشان گر مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم برای واکنش حذف بود و با ایزوترم لانگمیر بیشترین هم خوانی را داشت. تغییر آنتالپی واکنش برابر ΔH=11.02 kJ/mol و تغییر انرژی آزاد از ΔG برابر 32/7- تا kJ/mol 20/9- همگی حاکی از واکنش گرماگیر و از نظر ترمودینامیکی خودبه خودی بود. بنابراین، کفایت و کارایی پوشش نانولوله ای ارتقا یافته روی دانه های ماسه در حذف آلاینده آلی تایید شد.

    کلیدواژگان: آلاینده های آلی، نانولوله کربنی، تصفیه آب، فیلتر شنی
  • مینو خدامرادی، کیومرث بهرامی* صفحات 22-43
    امروزه مقدار زیادی فاضلاب حاوی رنگ و مواد سمی توسط صنایعی مانند نساجی، چاپ، رنگرزی، ریسندگی و چرم سازی وارد محیط زیست می شود، بنابراین آلودگی آب یکی از جدی ترین مشکلات محیط زیستی است که کیفیت و سلامت آب را تحت تاثیر قرار می دهد. به همین دلیل، حذف رنگ ها و مواد سمی از آب یکی از دغدغه های پژوهشگران است. در این راستا در این پژوهش، نانوکامپوزیت بوهمیت مغناطیسی اصلاح شده با سولفید روی- سولفید کادمیوم (Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS (ZnS/CdS: 0.25:0.75 به عنوان یک فوتوکاتالیست کارآمد برای حذف رنگ های DR16 و RhB در ناحیه مریی، استفاده شد. این فوتوکاتالیست قادر به حذف رنگ های آنیونی و کاتیونی بود. خواص فوتوکاتالیست سنتز شده با استفاده از XRD (ساختار فوتوکاتالیست تایید و حضور سولفید روی و سولفید کادمیم روی سطح فوتوکاتالیست)، FTIR (تایید حضور گروه های عاملی مختلف روی سطح فوتوکاتالیست)، BET (به دست آمدن مقدار سطح ویژه فوتوکاتالیست و تایید ساختار مزوپور فوتوکاتالیست)، FESEM (نشان دادن ساختار نسبی فوتوکاتالیست و تخمین اندازه ذرات)، VSM (تعیین قدرت مغناطیسی فوتوکاتالیست)، TGA (تعیین میزان پایداری حرارتی فوتوکاتالیست)، DRS ، پتانسیل زتا (تعیین بار سطحی فوتوکاتالیست در pHهای مختلف) و EDX (تایید سنتز و حضور عناصر اصلی موجود در ساختار فوتوکاتالیست) بررسی شد. نتایج نشان داد که رنگ DR16 در pH خنثی با کارایی 95 درصد در مدت 12 دقیقه از بین رفت. در مورد RhB بهترین نتیجه یعنی حذف 97 درصد در pH معادل 3 به دست آمد. همچنین، میزان TOC بعد از تخریب رنگ به طور چشمگیری کاهش یافت. تخریب رنگ برای DR16 و RhB از سینتیک مرتبه اول پیروی می کند. از مزایای این فوتوکاتالیست می توان به جدا شدن راحت از محیط، زیست سازگاری، فعالیت عالی در نور مریی، قابلیت بازیافت و سهولت سنتز اشاره کرد. منبع نور استفاده شده در این پژوهش لامپ جیوه ای پرفشار بود که ارزان و بادوام است و عملکرد عالی دارد.
    کلیدواژگان: فوتوکاتالیست، بوهمیت مغناطیسی، حذف رنگ، سولفید روی- سولفید کادمیم، لامپ جیوه فشار بالا
  • فاطمه میانجیان، رضا خوشبوی* صفحات 44-62

    با توجه به ضرورت دسترسی به آب شیرین برای رشد و توسعه پایدار، استفاده از فناوری های مختلف شیرین سازی آبهای شور، یکی از راهکارهای افزایش دسترسی به آب شیرین است. مشکلات متعدد روش های متداول شیرین سازی آب، منجر به ظهور روش های نوینی همچون فناوری یون زدایی خازنی شده است. فناوری CDI یک فناوری الکتروشیمیایی جذبی نوظهور برای حذف یون های محلول در آب است که در سال های اخیر، توسعه این فناوری از دیدگاه عملکردی و اقتصادی مورد توجه پژوهشگران زیادی قرار گرفته است. نتایج پژوهش های اخیر نشان می دهد که برای رفع چالش های پیش روی این فناوری، تمرکز روی دو حوزه الکترودهای متخلخل بهینه و هندسه های کاربردی، می تواند تاثیرگذارتر از سایر راهکارها باشد. بنابراین این پژوهش، علاوه بر معرفی کوتاهی از تاریخچه ظهور و پیشرفت فناوری CDI، به بررسی مروری انواع ساختارهای هندسی دارای الکترودهای خازنی و معایب و مزایای هر کدام از آنها پرداخت. همچنین مقایسه کمی و کیفی عملکرد هندسه های مختلف فناوری CDI با جریان بین الکترودها، CDI غشایی، CDI با جریان عبوری، CDI معکوس و CDI با الکترود در حال جریان را به تفصیل بیان کرد. نتایج نشان داد، در حال حاضر فناوری CDI با استفاده از الکترودهای نانوساختار کربنی برای یون زدایی آبهای با شوری کم و متوسط (3 گرم در لیتر) اقتصادی است. با وجود چالش های مختلف، این فناوری می تواند در آینده به عنوان یک فناوری پاک و دوستدار محیط زیست، با مصرف کم انرژی و به صورت اقتصادی، امکان تامین آب شرب شیرین را فراهم کند.

    کلیدواژگان: نمک زدایی آب، الکترودهای نانوساختار کربنی، یون زدایی خازنی، الکتروجذب، فناوری پاک
  • فرهاد پناهی، حسن کریم زادگان*، فاطمه شریعتی، عبدالکریم‏ کشاورز صفحات 63-79

    استفاده از مواد منعقدکننده و کمک منعقدکننده، به طور معمول برای حذف و ته نشینی بهینه کدورت و رنگ به کار برده می شود و حاصل آن تولید لجن رقیق حاوی مواد منعقدکننده، کمک منعقدکننده و بسیاری از مواد شیمیایی است که می توان بخشی از این لجن را به واحد انعقاد تصفیه خانه های آب برگشت داده و تا اندازه ای از مصرف بیشتر مواد منعقدکننده و پلی الکترولیت جلوگیری کرد. با شناسایی ساختار لجن و تاثیر آن بر روی پارامترهایی مانند کدورت و رنگ می توان مقدار استفاده از مواد منعقدکننده و کمک منعقدکننده را بهینه کرد. در این پژوهش پارامترهای جامدات کل، جامدات ثابت و جامدات فرار برای لجن برگشتی واحد انعقاد تصفیه خانه آب اندازه گیری شد و تاثیر آن بر مقدار استفاده شده از کلروفریک، پلی الکترولیت و میزان کاهش کدورت و رنگ بررسی شد. برای هر یک از پارامترهای تعیین شده تعداد 30 مورد نمونه برداری از آب ورودی، آب خروجی و لجن برگشتی انجام شد. TS، FS و VS در بیشترین مقدار به ترتیب 4/8، 2/96 و 4/15 درصد و در این حالت میزان مصرف کلروفریک و پلی الکترولیت کمترین مقدار مصرف معادل 3 و  mg/L03/0 بود. برای جامدات لجن برگشتی در بالاترین مقدار خود بیشترین مقدار کدورت و رنگ آب ورودی NTU 55 و TCU19 اندازه گیری شد. بر اساس آزمون هم بستگی اسپیرمن افزایش TS، FS و VS میزان مصرف کلروفریک و پلی الکترولیت را کاهش می دهد. همچنین با افزایش جامدات لجن برگشتی میزان حذف کدورت و رنگ افزایش می یابد (05/0<p).

    کلیدواژگان: مواد منعقدکننده، کمک منعقدکننده، لجن، برگشت لجن، دفع لجن
  • اصغر ریاضتی*، غلامرضا نبی بیدهندی، ناصر مهردادی، محمد مسافری صفحات 80-96

    لجن، محصول جانبی تصفیه خانه های فاضلاب شهری به روش بیولوژیکی است که برای اجتناب از آلودگی های محیط زیستی و حفظ سلامت جامعه لازم است تحت فرآوری و مدیریت صحیح قرار گیرد. هدف اصلی این پژوهش، تحلیل مقدار لجن دفعی و بازیافت انرژی در تصفیه خانه فاضلاب جنوب تهران با تاکید بر همبست ردپای کربن و انرژی بود. بیوگاز و برق تولید شده در تصفیه خانه فاضلاب به دقت بررسی شد. تاثیر آنها بر کاهش انتشارات مستقیم و غیرمستقیم و ردپای کربن با استفاده از ضرایب بین المللی مربوطه بر اساس میزان گاز متان و برق تولید شده محاسبه شد. همچنین مقدار لجن دفعی طی بازه زمانی هشت سال (1393 تا 1400) تجزیه و تحلیل شد. طی دوره بررسی شده حداقل 2414 تن، حداکثر 22850 تن و به طور میانگین 4/7265 تن در ماه لجن دفعی تولید شد. مقدار لجن دفعی تولید شده به ازای هر میلیون متر مکعب فاضلاب تصفیه شده به صورت حداقل، حداکثر و میانگین به ترتیب برابر 4/24، 8/99 و 1/57 تن بود. به طور متوسط 5/9 میلیون متر مکعب در هر سال متان تولید می شود که معادل 54/146347 تن دی اکسید کربن در سال است. به طور میانگین 1/1 مگاوات در ساعت در نیروگاه تصفیه خانه برق تولید می شود که معادل پیشگیری از انتشار 3612 تا 6472 تن دی اکسید کربن در سال است. مجموع انتشارات مستقیم و غیرمستقیم پیشگیری شده معادل 149960 تا 152820 تن معادل دی اکسید کربن بود. تولید بیوگاز و مصرف آن برای تولید برق در تصفیه خانه بررسی شده تاثیر چشمگیری در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای داشت.

    کلیدواژگان: ردپای کربن، جامدات زیستی، تصفیه فاضلاب، آلودگی محیط زیست، گرمایش جهانی، گازهای گلخانه ای
  • مجید قهرمان افشار*، محسن اسماعیل پور، نوید نمکی شوشتری صفحات 97-108

    بررسی و سنجش خوردگی میکروبی در چرخه خنک کن نیروگاه های حرارتی و به طور ویژه چرخه های باز، درجه اهمیت زیادی دارد. همچنین در شرایط خاص که منبع تامین آب چرخه خنک کن آب رودخانه و دریا است، این مسیله اهمیت دو چندان می یابد. در این پژوهش، آب چرخه خنک کن نیروگاه حرارتی رامین اهواز که منبع تامین آب رودخانه کارون بود، از نقطه نظر آلودگی های میکروبی بررسی شد. به این منظور، آزمون های میکروبی شامل TBC سنجش تعداد کل باکتری ها (آزمون عمومی)، آزمون های اختصاصی سنجش باکتری های خاص مانند APB، FP، IRB، NRB، Aero، SRB و TRB و آزمون های فیزیکوشیمیایی (هدایت، شوری، pH، کدورت) و میزان آنیون ها و کاتیون ها در نمونه آب چرخه خنک کن انجام شد. در آزمون TBC تعداد تقریبی کلونی باکتری برابر باcfu/ml  107 بود که در محدوده خیلی بالا قرار داشت. نتایج آزمون APB و IRB نشان دهنده قدرت تهاجم بسیار بیشتر از حد مجاز و حضور باکتری های بی هوازی بود. از سوی دیگر در سنجش آنیونی و کاتیونی گونه سولفات و کلر، غلظت بسیار زیاد و بیش ازppm  1000 داشت، بنابراین به منظور مقابله با عوامل میکروبی و به عنوان راهکار با اولویت اول روش کلرزنی با شوک آب ژاول توصیه می شود. اولویت دوم شامل روش عمومی بر پایه اکسیدکننده ها مانند ازن زنی و برم زنی است. حذف انتخاب گزین یون های سولفات و نیترات به عنوان راهکار با اولویت سوم، به دلیل غلظت زیاد این یون ها و فعالیت های شدید باکتری های SRB و NRB پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: خوردگی میکروبی، نیروگاه رامین اهواز، بازداری خوردگی، تعداد کل باکتری، پایش خوردگی
  • سید احمد میرباقری*، سیما ملک محمدی صفحات 109-122
    پیل سوختی میکروبی، یکی از راهکارهای نوین تولید انرژی است که در آن میکروارگانیسم ها با انجام فرایند اکسایش و کاهش از مواد آلی، جریان الکتریکی را به وجود می آورند. در این پژوهش، یک راکتور تک محفظه‏ای از جنس پلکسی گلاس به حجم 157 میلی لیتر ساخته و بررسی شد. این راکتور 3 عدد آند برسی و یک هوا کاتد داشت. بیشینه ولتاژ و چگالی توان به ترتیب mv 500 و mW/m2  33 به دست آمد. کارایی حذف COD در زمان های 8، 12، 24 و 48 ساعت به ترتیب 53، 66، 85 و 89 درصد به دست آمد که کارایی بالایی برای یک سیستم بی هوازی بود و بازده کلومبیک بعد از 25 و 80 ساعت به ترتیب برابر 64/13 و 9/20 به دست آمد. هر چه غلظت COD ورودی به پیل بیشتر باشد، کارایی برق تولیدی بیشتر است. همچنین، ماکسیمم چگالی توان تولیدی برای غلظت‏های 4500، 2000، 1000، 500، 300 و mg/L 150 به ترتیب 393، 330، 285، 252، 230 و mW/m2140 به دست آمد. افزایش دما، ابتدا منجر به افزایش کارایی (توان تولیدی) و سپس منجر به کاهش آن ‏شد. افزایش pH نیز ابتدا منجر به افزایش کارایی (توان تولیدی) و سپس کاهش آن شد و pH خنثی، بهینه بود. همچنین سه خوراک مختلف شامل استات، گلوکز و فاضلاب خانگی نیز ارزیابی شد. نوع خوراک بیشتر از آنکه روی مقدار ماکسیمم توان اثر بگذارد، روی سه فاز افزایشی، ایستا و کاهشی اثرگذار بود. همچنین استات و فاضلاب خانگی بسیار شبیه به هم عمل کردند.
    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی، تصفیه فاضلاب، تولید برق، حذف COD، تک محفظه ‏ای
  • میثم عبدالکریمی مه آبادی*، احمد بیات صفحات 123-136

    در این پژوهش، از فرایند ازن زنی به عنوان مرحله تکمیلی تصفیه و به منظور کاهش میزان اکسیژن موردنیاز شیمیایی و حذف باکتری ها به ویژه اشرشیا کلی از پساب کارخانه کاغذسازی استفاده شد. روش آماری BBD به منظور بهینه سازی شرایط تصفیه به کار گرفته شد. در این روش اثر سه متغیر حاکم بر فرایند ازن زنی شامل میزان pH اولیه پساب، مقدار ازن ورودی (mg/min)  O3 و مدت زمان ازن زنی t (min) بررسی شد. نتایج نشان داد که مقدار ازن ورودی و pH، بیشترین تاثیر را برای کاهش COD (تا حدود 80 درصد) داشته اند. همچنین حداکثر کارایی فرایند ازن زنی برای حذف کامل E. Coli، در شرایط اسیدی همراه با مقدار زیاد ازن و افزایش مدت زمان ازن زنی دیده شد. برحسب این نتایج مشخص شد که ازن به فرم مولکولی و با حمله مستقیم در محیط های اسیدی در تخریب آلاینده ها نقش داشته است. برای تعیین شرایط بهینه، کمینه سازی COD باقیمانده و بیشینه سازی کارایی فرایند ازن زنی، از نرم افزار Design Expert استفاده شد. مقدار pH معادل 2/5، میزان ازن (mg/min131) و مدت زمان (min23) برای رسیدن به کمترین مقدار COD باقیمانده (mg/L48) و بیشترین کارایی (حذف 100 درصدی E. Coli) پیش بینی شد. با توجه به بررسی های انجام شده در این پژوهش می توان نتیجه گرفت که استفاده از فرایند ازن زنی به منظور کاهش COD و حذف موثر E. Coli از پساب کارخانه های کاغذسازی یک روش تکمیلی امیدوارکننده است.

    کلیدواژگان: ازن زنی، تصفیه پساب، طراحی آزمایش، صنایع کاغذسازی
|
  • MohammadReza Fadaei Tehrani *, Saeed Skandari Pages 1-21

    Organic pollutants soluble in water such as chlorine compounds, biphenyls and aldrins caused by dyes, detergents, herbicides and toxins cannot be removed in conventional purification processes such as filtration. Carbon nanotubes have a high ability to separate organic pollutants, but its slurry application is not desirable due to the need to remove them at the end of purification. In the present study, upgraded carbon nanotubes attached to particles of sand filters (CNTsand) were synthesized and used to remove organic pollutants. The capacity and efficiency of these nanotubes and the variables affecting it including pH, temperature, contact time and concentration were investigated. Also, reaction kinetics and adsorption isotherms were analyzed. The results showed that CNTsand has a high capacity to remove organic compounds. The data processing showed the pseudo-second order kinetic model for the elimination reaction and the Langmuir isotherm was the most consistent. The reaction enthalpy change equal to ΔH=11.02 kJ/mol and the free energy change from ΔG=-7.32 to -9.20 kJ/mol both indicate an endothermic and thermodynamically spontaneous reaction. Therefore, the adequacy and efficiency of the upgraded nanotube coating on sand grains in removing organic pollutants was confirmed.

    Keywords: Organic pollutants, Carbon Nanotube, Water refinery, Sand Filter
  • Minoo Khodamorady, Kiumars Bahrami * Pages 22-43
    Today, large amounts of wastewater containing dyes and toxic substances enter the environment through industries such as textile, printing, dyeing, spinning, and leather making; therefore, water pollution is one of the most serious environmental problems that affects the quality and health of water. For this reason, removing dyes and toxic substances from water is one of the researchers concerns. In this regard, in this study, magnetic boehmite nanocomposite modified with zinc sulfide-cadmium sulfide (Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS (ZnS/CdS: 0.25:0.75)) was used as an efficient photocatalyst to remove direct red 16 and rhodamine B dyes in the visible region. This photocatalyst is able to remove anionic and cationic dyes. The properties of the synthesized photocatalyst were investigated using XRD, FTIR, BET, FESEM, VSM, TGA, DRS, zeta potential and EDX. The results showed that the direct red 16 dye was destroyed in a neutral pH with an efficiency of 95%, within 12 min. Regarding rhodamine B, the best result, 97% removal, was obtained at pH=3. Also, the amount of TOC decreased dramatically after dye degradation. Dye degradation for both DR16 and RhB follows first-order kinetics. The advantages of this photocatalyst include ease of separation from the environment, biocompatibility and excellent activity in visible light, recyclability, and ease of synthesis. The light source used in this research is high-pressure mercury lamp, which is cheap and durable and has excellent performance.
    Keywords: photocatalyst, Magnetic Boehmite, Dye removal, ZnS-CdS, High Pressure Mercury Lamp
  • Fatemeh Mianjian, Reza Khoshbouy * Pages 44-62

    Considering the necessity of access to fresh water for sustainable growth and development, the use of various technologies for desalination of salt water is one of the solutions to increase access to fresh water. Various problems of conventional water desalination methods have led to the emergence of new methods such as capacitive deionization technology. CDI technology is an emerging electrochemical adsorption technology to remove water-soluble ions. In recent years, the development of this technology has attracted the attention of many researchers from the functional and economic point of view. Recent research results show that to overcome the challenges of CDI technology, focusing on two areas of effective porous electrodes and applied architectures can be more effective than other solutions. Therefore, this article provides a brief overview of CDI technology and investigates its emergence, progress, and challenges. Furthermore, various types of structures with capacitive electrodes have been introduced along with their unique features, drawbacks, and advantages. Also, this article describes in detail the quantitative and qualitative performance comparison of different geometries of CDI technology, such as flow-by CDI, flow-through CDI, MCDI, FCDI and i-CDI. The results show that, currently, CDI technology using nanostructured carbon electrodes is economical for the deionization of low and medium salinity waters (3 g/L). Despite numerous challenges, capacitive deionization technology has the potential to provide a sustainable source of fresh water in the future. This technology offers a clean and environmentally friendly solution, with low energy consumption and economical operation.

    Keywords: Water desalination, Nanostructured Carbon Electrodes, Capacitive Deionization, Electrosorption, CDI, Clean technology
  • Farhad Panahi, Hasan Karimzadegan *, Fatemeh Shariati, Abdolkarim Keshavarz Pages 63-79

    To optimize the use of coagulants and coagulant aids, it is important to understand the structure of the sludge and its effect on parameters such as turbidity and color. In this study, the levels of total solids, fixed solids, and volatile solids were measured in the return sludge from a water treatment plants coagulation unit. The impact of these parameters on the consumption of ferric chloride and polyelectrolyte, as well as on the reduction of turbidity and color, was investigated. Thirty samples were taken from the inlet water, outlet water, and return sludge to measure each parameter. The highest levels of TS, FS and VS were found to be 8.4%, 96.2%, and 15.4%, respectively. In this case, the consumption of ferric chloride and polyelectrolyte was lowest, at 3 and 0.03 mg/L, respectively. The highest levels of turbidity and color in the return sludge were found to come from the inlet water, at 55 NTU and 19 TCU, respectively. The Kolmogorov-Smirnov test showed that an increase in TS, FS and VS in the return sludge reduced the consumption of ferric chloride and polyelectrolyte by p < 0.05. Additionally, an increase in return sludge solids led to a higher removal rate of turbidity and color, with a confidence level of p < 0.05. Overall, this study highlights the importance of understanding the structure of chemical sludge and its impact on the effectiveness of coagulants and coagulant aids in water treatment plants. By optimizing the use of these chemicals, water treatment plants can operate more efficiently and effectively, resulting in cleaner and safer drinking water for communities.

    Keywords: Coagulants, Coagulant Aids, Sludge, Returned Sludge, sludge disposal
  • Asghar Riazati *, Gholamreza Nabi Bidhendi, Nasser Mehrdadi, Mohammad Mosaferi Pages 80-96

    Sludge is a by-product of urban wastewater treatment plants using a biological method, which needs to be properly processed and managed in order to avoid environmental pollution and maintain the health of society. The main goal of the current research is to analyze the amounts of sludge disposal and energy recovery in the wastewater treatment plant in south of Tehran, emphasizing the nexus between carbon and energy footprints. Biogas and electricity produced in the wastewater treatment plant were carefully examined. Their impact on reducing direct and indirect emissions and carbon footprint was calculated using relevant international coefficients based on the amount of methane gas and electricity produced. Also, the amount of waste sludge was analyzed during the period of eight years (2014 to 2021). During the investigated period, at least 2414 tons, maximum 22850 tons and an average of 7265.4 tons of sewage sludge were produced per month. The amount of waste sludge produced per million cubic meters of treated wastewater is 24.4, 99.8 and 57.1 tons, respectively. On average, 9.5 million m3 of methane are produced every year, which is equivalent to 146347.54 tons of CO2/ year. On average, 1.1 MW/hr is produced in the power plant of the treatment plant, which is equivalent to preventing the emission of 3612 to 6472 tons of CO2/ year. The total direct and indirect emissions prevented are equal to 149,960 to 152,820 tons of CO2 equivalent. The production of biogas and its consumption to produce electricity in the investigated wastewater treatment plant has a significant effect on reducing greenhouse gas emissions.

    Keywords: Carbon Footprint, Biosolids, Wastewater Treatment, Environmental pollution, Global warming, Greenhouse Gases
  • Majid Ghahraman Afshar *, Mohsen Esmaeilpour, Navid Namaki Shooshtari Pages 97-108

    There is a great importance in investigating and measuring microbial corrosion in the cooling tower of thermal power plants, especially in the case of open cycles. Moreover, this issue becomes more important in the situation where the source of water supply for cooling tower is river or sea water. In this research, the cooling tower water for Ramin Power Plant, which is supplied from the Karun River, is examined as a point of of microbial growth. For this purpose, microbial tests including TBC (general test) and specific bacteria tests such as APB, FP, IRB, NRB, Aero, SRB and TRB, physicochemical tests (conductivity, salinity, pH, turbidity) and the amount anions and cations, are carried out in the water sample of the cooling tower. In the TBC test, the approximate number of bacterial colonies is 107 cfu/ml, which is in a very heavy range. The results of APB and IRB test indicate the value is much higher than the permissible limit and the presence of Aero bacteria. On the other hand, in the analysis of anion and cation, sulfate and chlorine species have a very high concentration of more than 1000 ppm. Therefore, to deal with microbial factors, and as a solution in the first priority, the method of chlorination with water shock is recommended. The second priority includes the general method based on oxidizers such as ozonation and bromination. Selective removal of sulfate and nitrate ions is suggested as the third priority solution due to the high concentration of these ions and the intense activities of SRB and NRB bacteria.

    Keywords: Microbial corrosion, Ramin Power Plant, Corrosion Prevention, Total Bacteria Count, Corrosion monitoring
  • Seyed Ahmad Mirbagheri *, Sima Malekmohammadi Pages 109-122
    Microbial fuel cells are one of the new methods of energy production that microorganisms generate power from biomass by performing oxidation and reduction processes. In this research, a single-chamber reactor with a volume of 157 ml was constructed and investigated. This reactor had three brush anodes and an air cathode. The maximum voltage and power density were 500 mv and 33 mW/m2, respectively. The COD removal efficiency was 53, 66, 85 and 89% at 8, 12, 24 and 48 hours, respectively, which is a high efficiency for an anaerobic system. The Coulombic efficiency after 25 and 80 hours was 13.64 and 20.9, respectively. The higher the concentration of COD, the higher the efficiency of electricity production. Also, the maximum power density for concentrations of 4500, 2000, 1000, 500, 300 and 150 were obtained as 393, 330, 285, 252, 230 and 140 mW/m2, respectively. An increase in temperature first leads to an increase in efficiency (power production) and then a decrease. An increase in pH also leads to an increase in efficiency (power production) and then to its decrease, and neutral pH is optimal. Also, three different substrates, including acetate, glucose, and domestic wastewater, were evaluated. The type of substrate affects more than the maximum power value; it affects the three increasing, static and decreasing phases. Acetate and domestic wastewater also act very similarly.
    Keywords: Microbial fuel cell, Wastewater Treatment, Electricity Production, COD removal, Single-Chamber
  • Meisam Abdolkarimi-Mahabadi *, Ahmad Bayat Pages 123-136

    In this research, the ozonation process has been used as a supplementary stage of purification to reduce the amount of chemical oxygen demand and remove bacteria, especially E. Coli, from the effluent of the paper industry. Box-Behnken Design statistical method is used to optimize the treatment conditions. In this method, the effect of three variables governing the ozonation process, including the initial pH of the effluent, the amount of input ozone (mg/min) O3 and the duration of ozonation (min) t, was investigated. The results showed that the amount of input ozone and pH had the greatest impact on reducing COD (up to about 80%). Also, the maximum efficiency of the ozonation process for the complete removal of E. Coli was seen in acidic conditions with high amounts of ozone and increasing the duration of ozonation. According to the results, it was found that ozone in molecular form and by direct attack in acidic environments played a role in the destruction of pollutants. Design Expert software was used to determine the optimal conditions, minimize residual COD and maximize the efficiency of the ozonation process. The values of pH=5.2, ozone amount (131mg/min) and duration (23 min) are predicted to reach the lowest residual COD value (48 mg/L) and the highest efficiency (100% removal of E. Coli). According to the investigations carried out in this research, it can be concluded that the use of ozonation process to reduce COD and effectively remove E. Coli from the waste water of paper industry is a promising complementary method.

    Keywords: Ozonation, Waste water treatment, Experimental Design, paper industry