فهرست مطالب
مجله آب و فاضلاب
پیاپی 78 (تابستان 1390)
- 138 صفحه، بهای روی جلد: 10,000ريال
- تاریخ انتشار: 1390/05/05
- تعداد عناوین: 15
-
- مقالات علمی
-
صفحه 2با توجه به سیاست های افزایش کارایی و کاهش هدررفت، یکی از اولویت های راهبردی توسعه پایدار منابع آب، بهره برداری بهینه از شبکه های توزیع آب شهری است. لذا راهبران سیستم باید همواره شناخت دقیق و صحیحی از قابلیت کاربری شبکه و انزوال و خرابی سازه ای (شکست) در لوله های اصلی آبرسانی داشته باشند. یکی از راهکارها و کلیدهای مهم مدیریت بهینه بهره برداری، تدوین استراتژی های نوسازی و بازسازی در شبکه های توزیع آب شهری، پیش بینی نرخ شکست لوله ها و ارزیابی قابلیت کاربری آنها است. راه حلهای گوناگونی برای مطالعه پیش بینی شکست در لوله ها توسط محققان مختلف خصوصا در سالهای اخیر مطرح شده است که هریک نیازمند داده های مخصوص خود می باشند. مدل های قطعی توانی بر حسب سن، مدل های قطعی خطی بر حسب سن، مدل های قطعی چندمتغیره و مدل های گروهی تک متغیره احتمالی، از جمله راه حلهایی هستند که خرابی و زوال در ساختار لوله ها را دائمی و به صورت یک روند یکنواخت با پارامترهایی مستقل از زمان (که شکست لوله ها را با سن، جنس و قطر آنها مرتبط می سازد) مطرح می کنند. در این مقاله علاوه بر بهره گیری از پارامترهای بالا به منظور پیش بینی جامع و دقیق تر، از دیگر پارامترهای مؤثر در شکست لوله ها ناشی از شرایط محیطی و اقلیمی، بارگذاری ترافیکی و شرایط بهره برداری مانند عمق نصب لوله ها و فشار آب در شبکه بهره گرفته شد و با استفاده از روش های رگرسیون چند متغیره، هوش مصنوعی (عصبی و عصبی- فازی) و همچنین روش داده کاوی رگرسیون چند جمله ای تکاملی (برنامه نویسی ژنتیک) به پیش بینی نرخ شکست لوله پرداخته شد. به منظور ارزیابی روش های ارائه شده با استفاده از داده های جمع آوری شده حوادث لوله ها در شبکه توزیع آب یکی از شهرهای کشور، مطالعه موردی انجام گردید و نتایج اخذ شده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی و رگرسیون چند جمله ای تکاملی ترکیبی مؤید این قابلیت بود که این روش ها با ترکیب اثر نوفه های پارامترهای غیردائمی و روند یکنواخت شکستی که پارامترهای دائمی پدید می آورند و همچنین قرار دادن تعداد بیشتری از پارامترهای مؤثر، در پیش بینی نرخ شکست لوله ها توانمندتر عمل می کنند.
کلیدواژگان: شبکه توزیع آب، انزوال و شکست لوله ها، مدیریت بهینه سازی، پیش بینی، رگرسیون، شبکه عصبی مصنوعی، سیستم عصبی فازی -
صفحه 15اسمز معکوس یکی از تکنیک های مؤثر در حذف مواد آلی و معدنی از آب چاه ها و نیز آبهای سطحی است که تحت تصفیه متداول مانند انعقاد، ته نشینی و فیلتراسیون قرار گرفته اند. اگرچه این سیستم تصفیه تا اندازه ای خصوصیات کیفی آب آشامیدنی را تامین می کند، اما از نظر مدیریت شهری، انتخاب سیستم تصفیه خانگی اسمز معکوس به صورت گسترده توسط بعضی از شهروندان برای تامین نیاز آب آشامیدنی خود بدون در نظر گرفتن پیامدهای اقتصادی و بهداشتی می تواند هزینه هایی را در بر داشته باشد. در این مطالعه که در سال 1388صورت گرفت، با استفاده از روش های آماری (نمونه گیری خوشه ای)، به جمع آوری اطلاعاتی در خصوص تعداد خانوارهای استفاده کننده از این دستگاه ها و روش دفع پساب تولیدی مبادرت گردید. نتایج مطالعه نشان داد که در فشار کاری Kg/cm210- 6 و میزان بازیافت بهینه 30 درصد و جریان عبوری یک لیتر در دقیقه و دمای 4 تا 38 درجه سلسیوس، سالانه برای تصفیه و تولید 157680 مترمکعب آب آشامیدنی مورد نیاز 36000 خانوار، میزان kwh14191200 انرژی برق مصرف شده و 367920 مترمکعب پساب ایجاد می گردد که بدون هیچگونه مدیریتی به هدر می رود. همچنین 198000 فیلتر تعویض شده به محیط دفع می شود. لازم به ذکر است که کمبود فلوئور و سختی پایین آب تصفیه شده این گونه سیستم ها، از نظر بهداشتی حائز اهمیت است. افزایش تعداد ایستگاه های توزیع آب شیرین (آبسار) در کوتاه مدت و همچنین تسریع در تکمیل پروژه انتقال آب سرشاخه های رودخانه دز به شهر قم در درازمدت، می تواند در کاهش هزینه ها مؤثر باشد.
کلیدواژگان: اسمز معکوس، ارزیابی اقتصادی، ارزیابی بهداشتی، ارزیابی فنی، تصفیه آب، قم -
تخمین تابع تقاضای آب بخش خانگی با قیمت غیر خطی با استفاده از الگوی انتخاب گسسته - پیوسته / مطالعه موردی: شهر تهران طی دوره 1385 - 1381صفحه 22در سالهای اخیر، کمبود آب ناشی از خشکسالی های متوالی در اکثر مناطق کشور، افزایش تقاضای ناشی از افزایش جمعیت و عدم رشد مناسب عرضه به دلیل هزینه های سنگین فرایند تولید تا توزیع موجب شده تا تامین آب مورد نیاز مصرف کنندگان از مهم ترین دغدغه های شرکت های آب و فاضلاب باشد. در این زمینه ضرورت سیاست های مدیریت تقاضا بیش از پیش به چشم می خورد. اولین و مهم ترین گام در راستای مدیریت مصرف، شناخت رفتار مصرف کنندگان است. به همین منظور در این مطالعه، تابع تقاضای آب مصرفی خانوار شهر تهران با اطلاعات بودجه خانوار در ساختار قیمتهای بلوکی با الگوی انتخاب گسسته-پیوسته با روش حداکثر راستنمایی، برآورد شد. نتایج این تحقیق نشان داد که پارامترهای قیمت و درآمد، دارای علامت مورد انتظار هستند. کشش های غیرشرطی محاسبه شده نشان می دهند که حساسیت مصرف کنندگان در برابر تغییر قیمت و درآمد در ساختار قیمت بلوکی مخالف صفر است. بنابراین می توان از سیاست اصلاح قیمت در ساختار قیمت بلوکی به عنوان ابزار مؤثری در مدیریت مصرف مازاد بر نیاز استفاده کرد.
کلیدواژگان: تقاضای آب خانوار، قیمتهای غیر خطی، الگوی انتخاب گسسته پیوسته، حداکثر راستنمایی، کشش های شرطی و غیر شرطی -
صفحه 31فرایند حذف ذرات معلق توسط صافی در تصفیه آب، فرایندی پیچیده است و به پارامترهای متعددی مانند اندازه و شکل دانه های محیط بستر صافی، غلظت ذرات معلق، سرعت صافیسازی و عمق بستر صافی بستگی دارد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر سرعت صافی سازی و عمق بستر صافی تند شنی بر کارایی حذف ذرات معلق بود. این پژوهش در چهار سرعت صافیسازی (سرعت دارسی) به میزان 086/0، 11/0، 14/0 و 17/0 سانتی متر بر ثانیه و سه بستر صافی با عمقهای 25، 50 و 60 سانتیمتر انجام شد. غلظت کائولینیت در سوسپانسیون ورودی به بالای بستر صافی در تمام آزمایشها ppm100 بود. از دانه های شن سیلیسی با میانگین قطر 51/0 میلی متر به عنوان محیط صافی استفاده شد. نتایج نشان داد که در یک صافی با عمق بستر مشخص، کارایی حذف ذرات معلق در سرعت پایین صافیسازی (086/0 سانتیمتر بر ثانیه) نسبت به سرعتهای بالا بیشتر است. در تمام آزمایشها با افزایش عمق بستر صافی از 25 به 50 سانتیمتر، کارایی حذف ذرات معلق افزایش یافت ولی بین نتایج به دست آمده در صافی با عمق بستر 50 و 60 سانتیمتر، تفاوت معنی داری وجود نداشت(01/0=). توسعه افت فشار در سرعتهای پایین صافیسازی نسبت به سرعتهای بالا، بیشتر بود. در تمام سرعتهای صافیسازی، توسعه افت فشار در عمق 25 سانتیمتر، بیشتر از عمقهای 50 و 60 سانتیمتر بود. عمق مناسب برای بستر صافی 50 سانتیمتر و سرعت مطلوب برای فرایند صافیسازی 17/0 سانتیمتر بر ثانیه به دست آمد.
کلیدواژگان: ذرات معلق، افت فشار، سرعت صافی سازی، صافی تند شنی -
صفحه 39آهن چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین است که حضور مقادیر بیشتر از استاندارد آن در آب، آثار نامطلوبی را ایجاد می نماید. این مطالعه با هدف به کارگیری سنگ پامیس در حذف یا کاهش آهن محلول در آب و مطالعه عوامل مؤثر برآن شامل غلظت آهن و pH انجام شد. غلظت آهن در سه سطح 3/0، 1 و 5 میلی گرم در لیتر تهیه و با دو سطح 10 و 20 گرم از سنگ پامیس و سه سطح pH 5/3، 7 و 10 در سیستم ناپیوسته و در مراحل جداگانه مجاورت داده شد. به منظور تعیین کارایی سنگ پامیس در حذف آهن محلول، هر 10 دقیقه یک بار نمونه برداری انجام شد و غلظت آهن باقیمانده در هر مرحله توسط روش اسپکتروفتومتری تعیین گردید. نتایج نشان داد که میزان جذب آهن محلول با مقدار ماده جاذب و pH محلول رابطه مستقیم دارد. همچنین سنگ پامیس استفاده شده به عنوان جاذب، قابلیت احیا و استفاده مجدد را دارا است. جذب آهن با مدل فروندلیچ انطباق بیشتری داشت. طبق یافته های این پژوهش، به دلیل دسترسی آسان و قیمت پایین سنگ پامیس، راندمان بالا در فرایند جذب و امکان احیا و استفاده مجدد از آن، به کارگیری این سنگ در تصفیه خانه های آب و فاضلاب به منظور حذف آهن پیشنهاد می گردد.
کلیدواژگان: تصفیه آب، حذف آهن، سنگ پامیس، فرایند جذب، تصفیه فاضلاب -
صفحه 46تصفیه در سیستم های مدار بسته یکی از مهم ترین ابزارهای مدیریت کیفی آب محسوب می شود. ترکیبات نیتروژن دار، عمده ترین آلودگی موجود در سیستم های آبزی پروری به شمار می روند. استفاده از جاذبهای یونی از جمله رسها در صنایع تصفیه فاضلاب در مقیاس وسیع صورت می گیرد. رسها عمدتا به دلیل منفی بودن ساختار شبکه ای خود در حذف کاتیون ها مورد استفاده قرار می گیرند. از این رو با تغییر ساختار سطحی آنها می توان علاوه بر جذب کاتیون ها به جذب آنیون ها نیز مبادرت ورزید. در این تحقیق با استفاده از یک ترکیب آلی به نام تترا دسیل تری متیل آمونیوم برماید و نیز با استفاده از روش اسیدی- گرمایی، به اصلاح ساختار سطحی و لایه ای رس ها پرداخته شد تا به جذب آنیون های موجود در سیستم پرورشی پرداخته شود. نتایج نشان داد که فاکتورهای محیطی از قبیل دما، pH، غلظت آنیونی، حضور سایر آنیون ها و یون های مزاحمتی در میزان جذب مؤثر هستند. در این بررسی از سه سطح دمایی (10، 15، 20) و پنج سطح pH (6، 5/6، 7، 5/7، 8) استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش دما بر میزان جذب نیتریت توسط بنتونیت های اصلاح شده مؤثرتر از نیترات است. اثر افزایش دما بر میزان جذب نیتریت توسط دو جاذب معنی دار بود (05/0p<). افزایش pH بر میزان جذب نیترات توسط دو جاذب دارای اثر مثبت و افزایشی بود در حالی که هیچ روند منظمی در مورد نیتریت توسط دو جاذب مشاهده نشد. نتایج نشان داد که استفاده از تعویض کننده های یونی اصلاح شده در جذب آنیون ها در مدار بسته می تواند به عنوان ابزاری مؤثر مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژگان: سیستم مدار بسته، نیتریت، نیترات، بنتونیت، ماده جاذب سطحی، جذب آنیونی، پساب آبزی پروری -
صفحه 55در این مطالعه برای اولین بار توانایی تجزیه زیستی پارانیتروفنل توسط باکتری آلکالیجنس فایکالیس در یک پساب نمونه در بیوراکتور هواگرد بررسی شد. در ابتدا اثر عواملی چون منبع نیتروژنی (عصاره مخمر، پپتون و اوره)، قلیاییت محیط (pH برابر 6، 7 و 8) و غلظت اولیه نیتروفنل (50، 75، 100 و 125 میلی گرم در لیتر) بر رشد باکتری و حذف نیتروفنل در کشت لرزان بررسی گردید. سپس عملکرد بیوراکتور هواگرد در حذف نیتروفنل تحت شرایط مناسب به دست آمده در کشت لرزان در غلظتهای اولیه 50، 75 و 100 میلی گرم در لیتر و نرخهای هوادهی متفاوت 1، 2 و 4 لیتر در دقیقه مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج کشت لرزان بیانگر آن است که استفاده از عصاره مخمر و pH 8 منجر به بالاترین مقدار توده زیستی و میزان حذف نیتروفنل می گردند. نتایج بیوراکتور هواگرد در تمامی نرخهای هوادهی، نشان دهنده درصد حذف بیشتر نیتروفنل و کاهش زمان حذف نسبت به کشت لرزان است. بیشترین میزان حذف در کشت لرزان و بیوراکتور هواگرد در غلظت50 میلی گرم در لیتر به ترتیب به میزان 40 و60 درصد به دست آمد. در میان نرخهای هوادهی، 2 لیتر در دقیقه، بیشترین میزان حذف را در همه غلظتهای نیتروفنل در بیوراکتور نشان می دهد.
کلیدواژگان: آلکالیجنس فایکالیس، بیوراکتور هواگرد خارجی، پارانیتروفنل، پساب، تجزیه زیستی -
کاربرد امواج مافوق صوت بر محلول سازی (هیدرولیز) و بهبود قابلیت تجزیه بیولوژیکی ترکیبات آلی فاضلاب صنایع لبنی / مطالعه موردی: صنایع لبنی پگاه تهرانصفحه 64صنایع لبنی، مصرف کننده حجم بالایی از آب هستند که بخش اعظم آن به صورت فاضلاب دفع می گردد. غلظت مواد آلی در این فاضلاب نسبتا زیاد است. برای نمونه، صنایع لبنی پگاه تهران به عنوان بزرگ ترین تولید کننده محصولات لبنی در ایران، به ازای فرآوری 1000 تن محصول لبنی، در حدود 3500 مترمکعب در روز فاضلاب ایجاد می کند که غلظت اکسیژن خواهی شیمیایی و بیوشیمیایی پنج روزه آن به ترتیب 3000 و 1000 میلی گرم در لیتر است. در این تحقیق اثر انتشار امواج مافوق صوت با فرکانس راهبری 20 کیلو هرتز در فاضلاب بر محلول سازی (هیدرولیز) اکسیژن خواهی شیمیایی فاضلاب تولید شده در کارخانه شیر پگاه تهران بررسی شد. نمونه برداری از فاضلاب مورد نظر به صورت مرکب با حجم ثابت در فواصل زمانی دو ساعته در ساعت 8 صبح تا 4 بعدازظهر و در یک روز کاری از خروجی حوض متعادل ساز انجام شد. آنالیز داده های آزمایشگاهی نشان داد که با انتشار امواج مافوق صوت در فاضلاب می توان بخشی از اکسیژن خواهی شیمیایی نامحلول را به صورت محلول تغییر داد. حداکثر این تغییر حدود 52 درصد بود که در توان 300 وات و زمان تماس480 ثانیه نمونه با امواج مافوق صوت به دست آمد. برای امواج مافوق صوت با توان 300 و 600 وات با افزایش زمان پخش در فاضلاب در محدوده 60 تا 480 ثانیه مقدار هیدرولیز مواد آلی فاضلاب همواره سیر صعودی داشت ولی در توان 900 وات این روند پیوسته نبود. به این ترتیب می توان گفت هنگامی که فقط هیدرولیز مواد آلی فاضلاب مورد نظر باشد بهتر است از امواج مافوق صوت با توان کمتر و زمان های انتشار بیشتر استفاده کرد. شایان ذکر است که با محلول شدن (هیدرولیز) مواد آلی، سرعت فرایند تصفیه بیولوژیکی آن در حد قابل ملاحظه ای بالا می رود. همچنین با این تغییر، دستیابی به سطح بالاتری از تصفیه مسیر می شود که در مجموع کاهش هزینه های تصفیه را در پی خواهد داشت.
کلیدواژگان: امواج مافوق صوت، هیدرولیز مواد آلی فاضلاب، فاضلاب صنایع لبنی، محلول سازی اکسیژن خواهی شیمیایی، صنایع لبنی پگاه تهران -
صفحه 71هدف از انجام این مطالعه، ارزیابی امکان گندزدایی پساب تصفیه ثانویه در شرایط راهبری فعلی تصفیه خانه فاضلاب شمال اصفهان با استفاده از سیستم گندزدایی تلفیقی شامل فیلتراسیون و اشعه فرابنفش بود. به این منظور، سیستم پایلوت شامل واحدهای فیلتر شنی تحت فشار، لامپ فرا بنفش کم فشار (LP) و فشار متوسط (MP) طراحی و به طور سری در محل تصفیه خانه نصب شد. دزUV بر اساس شدت اولیه لامپ، دبی و عبور اشعه از پساب متغیر بود. پارامترهای میکربی کلیفرم کل، کلیفرم مدفوعی و استرپتوکوک مدفوعی و پارامترهای فیزیکی و شیمیایی TSS،UVT، BOD5،COD، pH، VSS، در قبل و بعد از واحدها مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که فیلتراسیون پساب تا بارگذاری هیدرولیکی L/m2.hr1050و به دنبال آن لامپ فشار متوسط با دز متوسطmw.s/cm2230 گزینه ای مؤثر برای کاهش کلیفرم ها در پساب تصفیه ثانویه است. بنابراین فرایندهای تلفیقی گندزدایی، توانایی برآورده کردن استاندارد سازمان محیط زیست به میزان 1000 کلیفرم کل و 400 کلیفرم مدفوعی در 100 میلی لیتر به منظور تخلیه پساب به آبهای دریافت کننده یا استفاده مجدد محدود در کشاورزی را دارا هستند. همچنین این فرایند قادر به غیر فعال سازی استرپتوکوک مدفوعی تا حدود 6 لگاریتم است. در این مطالعه، شمارش تخم انگلها به دلیل عدم دسترسی به تکنیک های دقیق شناسایی کیست زنده مورد بررسی قرار نگرفت.
کلیدواژگان: فرایندهای تلفیقی گندزدایی، پساب، فیلتر شنی تحت فشار، اشعه فرابنفش، تصفیه خانه فاضلاب شمال اصفهان -
صفحه 78فنل یک ترکیب کربن دار است که در مقادیر بیشتر از 5/0 میلی گرم در لیتر برای محیط و انسان خطرناک است. بهترین روش برای تصفیه و از بین بردن فنل موجود در پساب بخش کک سازی کارخانه های ذوب فلز، تصفیه زیستی است. در این تحقیق با جداسازی باکتری های بومی موجود در پساب فنل دار کارخانه ذوب آهن اصفهان، اقدام به سازش پذیر کردن یک جدایه و در نهایت حذف فنل توسط این جدایه گردید. همچنین رفتار این جدایه در محیط کشت سنتزی حاوی 2000 و 4000 میلی گرم در لیتر فنل بررسی شد و مشخص شد که این جدایه پس از یک فاز تاخیری 24 و 48 ساعته رشد کرده و مقدار فنل را به ترتیب پس از 264 و 288 ساعت به صفر میلی گرم در لیتر می رساند. این جدایه قادر است مقدار فنل را در یک پساب طبیعی از 2233 میلی گرم در لیتر در طی مدت 120 ساعت به صفر برساند. شناسایی این جدایه مشخص کرد یک کوکوباسیل گرم منفی است که احتمالا از گونه سدوموناس است. با به کارگیری این جدایه به تنهایی و یا حتی ترکیبی از چند جدایه سازگار شده، می توان میزان فنل در این پساب ها را در طی مدت زمان کوتاه تری به صفر رساند.
کلیدواژگان: تصفیه زیستی، فنل، جداسازی، باکتری، پساب -
بررسی اثر کاربرد لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری در بهبود خاک کشاورزی / مطالعه موردی: جزیره کیشصفحه 85لجن تصفیه خانه های فاضلاب، یک منبع با ارزش حاوی نیتروژن، فسفر و پتاسیم است که برای رشد گیاهان ضروری است. هدف از تحقیق حاضر، کنترل شاخصهای کیفی لجن به منظور کاربرد آن در بهبود خاک در مناطقی مانند جزیره کیش بود. در این منطقه به دلیل ضعیف بودن حاصلخیزی و پر هزینه بودن انتقال خاک، کاربرد لجن به عنوان کودی ارزان قیمت، رشد گیاهان را بهبود می بخشد. مقایسه نتایج آزمایش های فیزیکی و شیمیایی لجن با استاندارد های جهانی، بیانگر کیفیت مناسب لجن از نظر غلظت مواد مغذی و مواد سمی مانند فلزات سنگین بود. با توجه به شرایط آب، هوا، دما، تابش خورشید و مدت ذخیره، براساس استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا، شاخص کلیفرم های مدفوعی در محدوده دو کلاس A و B قرار داشت. همچنین آنالیز لجن، بیانگر شوری و غلظت بالای یون های سدیم و کلسیم در محدوده 5000 تا 7000 میلی گرم بر کیلوگرم بود که عامل محدود کننده رشد گیاه است. کشت آزمایشی گیاه در جزیره از نیمه آذر1387 تا اواخر اردیبهشت 1388 در نمونه های مختلف بار گذاری خاک تیمار شده با لجن (صفر، 25، 50، 75 و100 تن در هکتار) انجام گرفت. در مراحل اولیه رشد، نتایج حاکی ازکاهش رشد گیاهان پرورش یافته با خاکهای تیمار شده با لجن نسبت به نمونه شاهد بود، ولی بعد از گذشت 5 ماه با توجه به بارش باران های بهاره و کاهش شوری در نمونه های تیمار شده خاک با لجن (100و 75 تن در هکتار)، گیاه رشد بسیار خوبی را نشان داد در حالی که در نمونه شاهد، بوته ها خشک شده بودند. نتایج آنالیز خاک و گیاه نیز مؤید این مطلب بودند زیرا در تیمار های خاک با لجن ضمن کاهشEC، خصوصیات فیزیکی (افزایش درصد رطوبت اشباع) و شیمیایی خاک بهبود یافته و در اکثر موارد، مقادیر عناصر ریزمغذی ضروری (آهن، منگنز، روی و مس) و مواد مغذی در نمونه های خاک و برگ به تناسب افزایش میزان بارگذاری لجن افزایش داشتند. البته در برخی موارد استثناءهایی نیز مشاهده گردید که از جمله می توان به غلظت ناچیز کادمیم و تغییرات نامحسوس سرب در گیاه اشاره نمود. همچنین میزان فسفر قابل دسترس که با توجه به روند افزایشی در خاکهای تیمار شده در استخراج از نمونه های گیاهی تغییر محسوسی نداشت و یا غلظت پتاسیم قابل دسترس که در خاکهای تیمار شده متناسب با میزان آن در خاک، روند نزولی داشت. در نهایت می توان نتیجه گیری نمود که در صورت کاربرد لجن در خاک، ضمن رعایت نرخ مورد نیاز مصرف مواد مغذی گیاه و کنترل تجمعی فلزات سنگین، باید از گیاهان مقاوم به شوری و یا گیاهان بومی جزیره استفاده نمود و در صورت کاشت گیاهان حساس، به منظور آماده سازی خاک حداقل شش ماه زودتر لجن را اضافه نمود تا شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک مناسب گردد.
کلیدواژگان: لجن، فلزات سنگین، مواد مغذی، تصفیه خانه فاضلاب، خاک تیمار شده -
صفحه 94تخمین دبی جریان از زیر دریچه های کشویی و قطاعی یک مسئله اساسی در بسیاری از مسائل مهندسی آب است. نتایج تحقیقات محققان در مورد این موضوع در گذشته کاملا یکسان نیست و از این رو روش های جدید می تواند کمک کننده و کارساز باشد. در تحقیق حاضر، معادله انرژی و پدیده افزایش هد فشار در اثر پروفیل سطح آب از زیر دریچه مورد توجه قرار گرفت. یک معادله نیمه تئوری برای تخمین ضریب فشردگی آب (Cc) از زیر دریچه کشویی ارائه شد. روش به کار گرفته شده، خطای مطلق متوسط را تا کمتر از 3 درصد کاهش می دهد. همچنین برای تخمین دبی جریان از زیر دریچه قطاعی روش تشابه بین این دریچه با دریچه کشویی ارائه شد. معادله های نیمه تجربی برای هر دو دریچه کشویی و قطاعی با به کارگیری تعدادی از داده های معروف از دیگر مطالعات به دست آمد. داده های صحرایی و آزمایشگاهی بسیاری از محققان برای اثبات درست بودن روش پیشنهادی نیز به کار گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که رابطه های پیشنهادی برای هر دو دریچه کشویی و قطاعی کاملا مناسب هستند.
کلیدواژگان: دریچه کشویی، دریچه قطاعی، دریچه های زیرگذر، دبی جریان، ضیب فشردگی -
صفحه 102در این تحقیق رفتار هیدرولیکی آبخوان دشت شیراز با مساحت حدود 300 کیلومتر مربع به کمک مدل PMWIN شبیه سازی گردید. در این مدل، زهکش های در حال احداث در این دشت نیز در نظر گرفته شد و پارامترهای مؤثر بر رفتار هیدرولیکی آبخوان مورد مطالعه قرار گرفت. اطلاعات بارندگی و تبخیر اندازه گیری شده در دشت، میزان تغذیه و تخلیه سفره از طریق قناتها و مسیر رودخانه خشک و چنارراهدار و همچنین میزان برداشت آب از چاه ها و تغذیه آبخوان به علت فاضلاب برگشتی، در مدل منظور گردید. پس از واسنجی مدل، ضرایب هیدرودینامیکی دشت تعیین شد و حساسیت مدل نسبت به چهار پارامتر مهم مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج حاصله بیانگر آن است که مدل اولا نسبت به میزان تغذیه و ثانیا به هدایت هیدرولیکی حساس است. به طوری که تغییر کوچکی در این دو پارامتر می تواند تغییر فاحشی در توزیع بار هیدرولیکی در دشت ایجاد نماید. ضریب آبدهی ویژه آبخوان نیز در دامنه نوسانات فصلی سطح آب زیرزمینی تاثیر زیادی میگذارد ولی تاثیر ضریب رسانایی زهکش فقط محدود به ناحیه شعاع تاثیر زهکش میشود و در کل مدل تاثیر محسوسی ندارد.
کلیدواژگان: آب زیر زمینی، شبیه سازی، دشت شیراز، مدل PMWIN، آنالیز حساسیت، پارامترهای موثر -
صفحه 112
تلاش موثر به منظور تشخیص الگوی وقوع خشکسالی و پایش آن در تعیین رویکرد بهینه سیستم مدیریت منابع آب به ویژه در کلان شهرهایی که از منظر اقلیمی در معرض وقوع حوادث خشکسالی واقع هستند، حائز اهمیت است. در این میان شهر تهران با بهره گیری از پنج حوضه آبریز و سدهای مربوطه شامل سد امیرکبیر، لار، لتیان و طالقان در معرض خشکسالی و لطمات آن واقع است. در این مقاله، از اطلاعات جوی در محدوده جغرافیایی [0، 60] شمالی و [0، 90] شرقی با دقت 10×10 درجه شامل داده های ماهانه دما و ارتفاع معادل فشار از سال 1948 تا 2008 میلادی در سطوح 1000، 850، 700، 500 و 300 میلی بار به عنوان ورودی مدل پیش بینی استفاده شد. این مدل که برای پیش بینی میان مدت خشکسالی هواشناسی توسعه داده شده قادر است با زمان پیش دید 5/2 و 5/4 ماه، نمایه بارش استاندارد شده در فصلهای زمستان و مجموع زمستان و بهار را پیش بینی نماید. این مدل با استفاده از داده های آماری در یک دوره 31 ساله، برای حوضه های آبریز سدهای تامین کننده آب تهران، کالیبره شد. در این مقاله، پس از بررسی نقطه-پارامترهای جوی موثر بر الگوی بارش در مناطق مورد نظر با استفاده از شاخص متقابل اطلاعات که مبتنی بر آنتروپی مزدوج اطلاعات است، ورودی های مدل پیش بینی برای فصلها و حوضه سدهای مختلف انتخاب شدند. برای تدوین مدل پیش بینی از سیستم استنتاج فازی استفاده شد. توابع عضویت فازی براساس قضاوت کارشناسی و با تحلیل حساسیت روی دقت پیش بینی ها انتخاب شدند. بررسی های انجام شده در مورد حوضه های مورد مطالعه نشان داد که اطلاعات جوی منتخب در این تحقیق، ارتفاع معادل فشار در دو سطح مختلف 850 و 300 میلی بار است. نتایج گویای کارایی مناسب مدل های تدوین شده برای پیش بینی نمایه بارش استاندارد شده فصلهای زمستان و بهار در حوضه سدهای کرج و طالقان و نمایه بارش استاندارد شده زمستان در حوضه سدهای ماملو، لتیان و لار بود.
کلیدواژگان: پیش بینی خشکسالی، نمایه استاندارد شده بارش، سیستم استنتاج فازی، خشکسالی هواشناسی - یادداشت فنی
-
صفحه 126برداشت از منابع آبهای زیرزمینی دشت رفسنجان در سال 1353 حدود 450 میلیون متر مکعب گزارش شد. با توجه به محاسبات هیدرولوژیکی در این سال، حدود 98 میلیون متر مکعب از ظرفیت مجاز سفره، اضافه برداشت شده است. لذا بهره برداری بیشتر از منابع آبهای زیرزمینی منطقه رفسنجان از سال 1353 ممنوع اعلام گردید. براساس آمار مربوط به سال 1382 آب منطقه ای، میزان استحصال آب در این منطقه حدود 750 میلیون مترمکعب بوده و سالیانه حدود250 میلیون مترمکعب اضافه برداشت صورت گرفته است. این به آن معنی است که میزان اضافه برداشت سالیانه، از ذخیره آب زیرزمینی برداشت می شود. اضافه برداشت مزبور که سطح آب زیرزمینی را سالانه بیش از 80 سانتی متر پایین می برد، عامل اصلی نشست خاک، از بین رفتن اراضی مزروعی و خرابی مناطق مسکونی است. پایین رفتن سطح آبهای زیرزمینی موجب کاهش کیفیت آب استحصال شده می گردد که شامل بالا رفتن بسیار زیاد و بیش از استاندارد EC آب است. در دشت رفسنجان، خالی شدن سفره های زیرزمینی و نشست زمین به دلیل تفاوت لایه های زمین شناسی منطقه به صورت یکنواخت اتفاق نمی افتد و باعث بازشدگی های زمین به طور افقی و عمودی می شود. این پدیده زمانی که با حرکات تکتونیکی زمین نیز همراه می شود، فاجعه ای را برای این منطقه گوشزد می نماید.
کلیدواژگان: دشت رفسنجان، مدیریت منابع آب، منابع آب زیرزمینی، برداشت آب، کیفیت آب
-
Page 2Optimum operation of water distribution networks is one of the priorities of sustainable development of water resources, considering the issues of increasing efficiency and decreasing the water losses. One of the key subjects in optimum operational management of water distribution systems is preparing rehabilitation and replacement schemes, prediction of pipes break rate and evaluation of their reliability. Several approaches have been presented in recent years regarding prediction of pipe failure rates which each one requires especial data sets. Deterministic models based on age and deterministic multi variables and stochastic group modeling are examples of the solutions which relate pipe break rates to parameters like age, material and diameters. In this paper besides the mentioned parameters, more factors such as pipe depth and hydraulic pressures are considered as well. Then using multi variable regression method, intelligent approaches (Artificial neural network and neuro fuzzy models) and Evolutionary polynomial Regression method (EPR) pipe burst rate are predicted. To evaluate the results of different approaches, a case study is carried out in a part of Mashhad water distribution network. The results show the capability and advantages of ANN and EPR methods to predict pipe break rates, in comparison with neuro fuzzy and multi-variable regression methods.
-
Page 15Reverse Osmosis (RO) is one of the most useful techniques to improve the elimination of organic and mineral Substances from ground and surface water after primary purification processes such as coagulation, sedimentation and filtration.This System provides the required water quality characteristics to somehow. However, in selection RO systems civil management decision and general public opinion along with cost and health impact must be considered. This study was done in 2010. Statistical methods have used to gather data about of families who used RO In their private homes and mode of eliminate of the wastewater generated by this process. The results indicated that in the normal operational conditions such as pressure 6- 10 kg / cm2 the, optimum recovery % 30 and flow rate 1lit/min, and water temperature 4- 38C°, an Amount of 14191200 kwh of power energy have been consumed to produce 157680 m3 / year treated water required for 36000 families. This has also generated 367920 m3 / year of wastewater being disposed without any management and environmentalconsiderations. Apart from that more than 198000 of filters have been ejected to the environment. Also regardinghealth aspects, reducing the hardness and fluoride levels in treated water could be undesirable. It could be concluded that increasing the number of local water distribution points and speeding up the water supplying project from Dez river to Qom can decrease the investment on RO system.
-
Page 22The scarcity of water is the result of the recent successive drought in most country's districts. The increase of demand due to the increase of population and also inappropriate growth of supply according to the high cost of production process and therefore distribution, arise a big concern for the water and wastewater companies. Therefore the provision of water supply for consumers emphasizes on the urge of the management policies more than ever. Knowing the consumer behavior, in this regard, is the first and the most important step. In this study, to reach this objective, the function of household water demand in structure of block pricing in Tehran was estimated by using household budget data, through discrete – continues choice model and maximum likelihood approach. The results show that price and income parameters have expected sign. The calculated unconditional elasticties show that consumers’ sensitiveness for price fluctuations in the structure of block pricing are against zero. Therefore, the policy of price reform in the structure of block pricing can be used as an effective tool in the management of consumption.
-
Page 31Removal of particles by filter is a complex process in water treatment. Several factors are involved such as shape and size of filter grains, suspended particle concentration, filtration velocity and filter bed depth. The objective of this study was to evaluate effects of filtration velocity and rapid sand filter bed depth on removal efficiency of suspended particles. Four filtration velocities (0.086, 0.11, 0.14 and 0.17 cm/sec) and three depths of filter bed (25, 50 and 60 cm) were used in this study. Kaolinite concentration in inlet suspension above the filter bed was 100 ppm in each experiment. Silica sand was used as the filter medium with an average diameter of 0.51 mm. The results showed that removal efficiency of suspended particles was greater in low filtration velocity (i.e. 0.086 cm/sec) than high filtration velocities in the filters with specific bed depth. Removal efficiency of suspended particles increased with increasing filter bed depth from 25 to 50 cm in all of the experiments butthere was no significant difference between obtained results in the filter bed with 50 and 60 cm depths (=0.01). Head loss development was greater in low velocities than high velocities. Head loss development was greater in 25 cm depth than 50 and 60 cm depths in all of the filtration velocities. Favorable depth and filtration velocity was obtained 50 cm and 0.17 cm/sec, respectively.
-
Page 39Iron is the 4th abundant elements of the earth’s crust which high sub standard quantity of it in water distribution systems causes improper effects. The main objective of this research is to use Pumice stone for eliminating or decreasing of soluble Iron in water and to study in detail the effect of its factors. Three levels of Iron concentrations were prepared (0.3, 1 and 5 mg/L) and poured in a batch system in two Levels 10 and 20 g of Pumice stone. The pH were set at three levels (3.5, 7 and 10). The remaining Iron concentration was measured in each step of process by taking a sample in every 10 minutes using spectrometry method. The results showed that adsorption rate had a direct relation with adsorbent and soluble pH. Also in this method the used Pumice stone can be reused and regenerated. Iron absorption data can be presented by freundlich isotherm model. According to the results obtained, Pumice stone can be used with high efficiency in adsorption process of Iron from water and wastewater. Also low cost and easy accessibility of Pumice stone along with its possibility for reused and regeneration are other advantages of this stone for full-scale application.
-
Page 46Water Treatment is among the most important water quality management criteria in recirculating aquaculture systems (RAS). Nitrogenous wastes are the main pollutants in RAS. Ion exchangers, namely zeolites and clays are widely used in wastewater treatment industries. Due to negative charges within their structural network, they are used frequenty. Through superficial modifications this process can be applied to remove anions as well as cations. In the present study, modification of superficial and layered structures of zeolite and clay were carried out using the organic compound, tetradecyltrimethylammonium bromide and different ambient conditions of temperature (10, 15 and 20oC) and pH (6.0, 6.5, 7.0, 7.5 and 8.0) were examined. Results showed that ambient factors such as temperature, pH, ion concentration, presence of excess anions and interfer ions could affect the extent of ion uptake. It was revealed that higher temperatures increased ion uptake by modified Bentonits. Temperature rise significantly affected nitrite uptake of both absorbents (p<0.05). Higher pH significantly influenced nitrate absorption of both absorbents in a positive manner, while in the case of nitrite it was not depicted. Results indicated that use of modified ion exchangers as a effective tool for anion uptake in RAS is feasible.
-
Page 55In this study, removal of para-nitrophenol (PNP) from synthetic wastewater by Alcaligens faecalis was investigated for the first time in an external airlift bioreactor. The effect of factors such as pH (6, 7 and 8) and nitrogen source (yeast extract, peptone and urea) as well as initial PNP concentration (50, 75, 100 and 125 mg/lit) on PNP removal and bacterial growth was first examined in shake flask experiments. Then, performance of airlift bioreactor was studied at various aeration rates (1, 2 and 4 l/min) and initial PNP concentrations (50, 75 and 100 mg/lit). In shake flask experiments, yeast extract and pH value of 8 led to the highest bacterial growth and PNP removal. In all bioreactor experiments, PNP removal was higher and biodegradation time was lower compared to shake flask experiments. The maximum of 40 and 60% PNP removal were obtained in shake flask and bioreactor experiments at 50 mg/l initial PNP concentration respectively. Among examined aeration rates, 2 L/min resulted in the highest PNP removal percentage at all initial PNP concentration.
-
Page 64In dairy industries large amount of water is utilized and major parts disposed as wastewater. The concentration of organic substance in this wastewater is relatively high. For example in Tehran Pegah Dairy Complex (TPDC) as the biggest Iranian a dairy producer, around 3500 cube meter of wastewater generated for processing of 1000 tons milk, per day. The concentration of chemical oxygen demand (COD) and 5-days biological wastewater demand (BOD5) is about 3000, 1000 mg/L respectively. In this paper the effects of applying ultrasonic wave irradiation on hydrolysis of chemical oxygen demand in TPDC with 20 kHz operational frequency was investigated. The Samples were taken during one working day from 8 a.m. to 4 p.m. Samples were taken every two hour using composite sampling with constant volume from the outlet of equalization tank. Analysis ofexperimental data showed that it is possible to transfer some part of insoluble COD and BOD5 to soluble form by applying ultrasonic wave. The maximum of this conversion was about 52% which observed at 480s contact time and output power 300 W. For 300 and 600 W output power with extending contact time in the range of 60 to 480s, hydrolysis of organic matter showed ascending trend, but at 900w output powers find out different behavior. Therefore, when hydrolysis of organic matter consider, it is recommended to use low output power and long contact time. And it is important to considering that by this conversion, achievement the high level of treatment become more feasible and a reduction in the cost of treatment obtained consequently.
-
Page 71This study was carried out to evaluate the secondary effluent disinfection of the Isfahan north municipal wastewater treatment plant using filtration and UV technology in current operational condition. The combined system was used in series in pilot scale including: Pressure Sand Filter + Low Pressure (LP) + Medium Pressure (MP) UV Lamps. The UV dose varied according to the initial intensity of lamp, flow rate and influent transmittance. Total coliform (TC), fecal coliform (FC) and fecal streptococcus (FS) were analyzed as microbiological parameters in all effluent samples. TSS, BOD5, COD, VSS, pH and transmittance (UVT percentage) were tested as physicochemical parameters, before and after the units. Results showed that the filtration with loading of 1050 lit/m2.hr, followed by MP lamp with dose of 230 mW.s/cm2 is an effective alternative to reduce the TC/FC and FS in the secondary effluent. The combined disinfection processes that were used in this study, could be met the standards of 1000 TC, and 400FC/100ml for effluent discharge to receiving waters or restricted reuses in the agriculture. This process can also inactivate the FS down to 6-log.Using low-pressure lamps due to low dose radiation for disinfection is not cost-effective. In this study, parasite egg counts due to lack of access to accurate identification techniques for alive cyst detection was not examined.
-
Study of Growth Process and Phenol Biodegradation by a Bacterium Isolated from Wastewater (in vitro)Page 78Phenol is a carbonic compound that is dangerous for humans at a concentration of 0.5 ppm in the environment. The best phenol removal from coal tar wastewaters is achieved by bioremediation. In this study, we isolated indigenous bacteria from phenolic wastewater and adapted it to a high concentration of phenol for its removal from wastewater. We also investigated the growth and removal curves of the bacteria in media with 2000 and 4000 ppm of phenol. It was observed that after lag phases of 24 and 48 hours, they grew and removed all of the phenol concentration over 264 and 312 hours. It was also found that this isolate was able to remove 2233 ppm of phenol in natural wastewater over a period of 120 hours. Identification tests showed that it is a gram-negative bactetium possibly belonging to the pseudomonas species. Phenol concentrations in wastewater can be reduced over a shorter period of time by using either this isolate alone or a group of them.
-
Page 85Sludge from wastewater treatment plants is a valuable source of nitrogen, phosphorus and potassium which are necessary for the plants growth. The purpose of this research was to control sludge quality to use it for soil improvement in Kish Island, Iran. Because of soil with low qualified for agricultural activities and high import expenses of fertile soils from outside of the Island, application of sludge as a cheap source of soil amendment is an easy and economical mean to improve the soil in Kish Island. Comparison of laboratory data of domestic sludge with global standard has shown that it has suitable for application on landscapes and agriculture from the point of view of fertility and heavy metals concentration. Biological data has also shown that the sludge was in class A or B of EPA standard, to fecal coliform, based on the ambient conditions such as water, air, temperature, sun radiation and storage time. The soil test data indicated that salinity, sodium and calcium ions were between 5000-7000 mg/kg which cause a decrease in plant's growth. Transplanting of garden petunia in the region has been done in different samples mixed with sludge rate of 0, 25, 50, 75 and 100 ton/ha during December 2008 to March 2009. In the first period of the growth study, the results have shown a decrease in the amended soil with sludge retard in comparison with control plant, but after 5 months probably because of spring rains and decrease in the salinity of amended soil, the plant has shown very good growth in leaves and petal, whereas the control plant was dried. Soil and plant analyses were also approved the results because physical (humidity increase) and chemical (EC decrease) characteristics of the amended soil with sludge were improved. Most of the time, the concentrations of micro-nutrients such as iron, manganese, zinc, copper and nutrients in soil and leaves showed an increase in values by an increase in the rate of applied sludge. Other results were not shown considerable variation in accessible phosphorus but noticeable decrease in potassium. Of course, in some special cases, negligible changes in cadmium and lead concentrations of the plant have been observed. In addition, the soil phosphorous content had negligible changes and the soil potassium content had a decreased rate in the amended soil. Finally, it is concluded that for sludge application, it is necessary to check agronomic nutrients levels and heavy metals accumulation. However it is also recommended to use any kind of salt resisted native plants for landscapes. In case of sensitive plant, sludge should be added at least 6 months in advance to ensure that soil physical and chemical condition are achieved.
-
Page 94Estimation of the flow discharge under sluice and radial gates is an essential problem in many water engineering works. The results obtained from previous studies showed a lot of controversy and therefore need further research on this subject. In this investigation, the energy equation was used and the concept of increasing the pressure head created by water surface profile under the gates was considered. A semi theoretical equation was obtained for the estimation of the contraction coefficient (Cc) of flow under the sluice gates. This method decreased the mean absolute error of Cc less than 3%. To estimate the free flow discharge under radial gates, an analogy approach between sluice gates and radial gates has been presented. Semi-experimental equations, for both gates, were obtained by using some known data of other investigators. Field and laboratory data of many researchers were also used for the verification of the presented method. Results of this investigation showed that the presented equations are perfectly suitable for both sluice and radial gates.
-
Page 102In this study, hydraulic behavior of Shiraz plain aquifer, with an area of ~300 km2, was simulated using PMWIN model. The performance of recently constructed drainage system in the plain was modeled and parameters affecting hydraulic behavior of the aquifer were analyzed. Measured rainfall and evaporation rates in the plain, recharge and discharge rates through the aqueducts, Khoshk and Chenar Rahdar rivers, as well as amount of water discharged from production wells and recharge due to returned wastewater were considered in the model. Plain hydrodynamic coefficients were estimated via calibration and sensitivity analysis of the model was performed for four important parameters. Results showed that the model is most sensitive to recharge rate and hydraulic conductivity, respectively, such that a small variation in these two parameters causes a dramatic change in hydraulic head distribution in the plain. Furthermore, specific yield coefficient influences the seasonal water level fluctuations, but the aqueducts conductance coefficient only affects the aqueduct radius of influence with little effect on the overall hydraulic behavior of the plain.
-
Page 112
Forecasting and monitoring droughts are important elements of optimum water resources management specifically in the metropolitan areas. Tehran as the biggest city of Iran and its five dams (Amirkabir, Lar, Latyan, Mamloo and Taleghan) are also exposed to drought hazards. In the current article, monthly meteorological data in the geographic area covering [0˚, 60˚] Northern latitudes and [0˚, 90˚] Eastern longitudes with 10×10 degree resolution including air temperature and geopotential height at 1000, 850, 700, 500 and 300 mbar levels are used as the model predictors. These data recorded in the period of 1948 to 2008 have been used to develop a model for forecasting SPI (Standardized Precipitation Index) values in Winter and Winter-Spring seasons with 2.5 and 4.5 months leadtime. This model has been calibrated using 31 years of data. Mutual Information (MI) index has been used to select the inputs (predictors) for each basin in each season. Fuzzy Inference System (FIS) has been used to formulate the model. The fuzzy membership functions have been selected based on sensitivity analysis and engineering judgment. The results of the study have shown that geopotential height in 850 and 300 mbar levels are the best predictors for forecasting SPI values in the selected seasons. The model results have had enough accuracy to be used for forecasting SPI values in Winter and Spring seasons in Karaj and Taleghan basins and SPI values in the Winter season in Mamloo, Latyan, and Lar basins.
-
Page 126Withdrawal of ground water resource in Rafsanjan plain is about 450 million cubic meters in 1974. In this year, according to the hydrological calculation approximately, 98 million cubic meters of capacity permitted the table, has been added to harvest. Therefore, Rafsanjan region been forbidden region since 1974. According to statistics data, in 2003, extraction rate of ground water are recorded about 750 million cubic meters. But approximately 250 million cubic meters per year had added to the harvest in stored groundwater. For this rezone the level of groundwater falls down 80 cm per year. This has been introduced of agent to loss of farm land residential areas of failure. Down the level of groundwater decreased water quality including high and rising Ec, so that not to meet the standard value. In the Rafsanjan plain the geological layers are different, then, in this region, opening layers of earth is horizontally and vertically. This phenomenon alongs with techtonic movement may be resulted to a tragic event in this area.