فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 83 (پاییز 1391)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 83 (پاییز 1391)

  • 140 صفحه، بهای روی جلد: 20,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1391/08/05
  • تعداد عناوین: 14
|
  • مقالات علمی
  • جابر سلطانی، محمود محمدرضاپور طبری صفحه 2
    در سامانه های توزیع آب حوادث ایجاد شده در لوله ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در شکست لوله ها عوامل متعددی همچون سن، قطر، جنس، شرایط اجرا و نصب، شرایط بهره برداری و غیره دخیل بوده و بررسی ها نشان دهنده عدم جامعیت روابط ارائه شده در پیش بینی نرخ شکست لوله ها است. در این تحقیق، ساختاری با استفاده از ترکیب مدل های نوین بهینه سازی و شبیه سازی تدوین گردید. در این ساختار برای شبیه سازی نرخ شکست لوله ها از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شد. با توجه به عدم توانایی شبکه های عصبی در مشخص نمودن تاثیر هر متغیر مستقل بر متغیر وابسته، در این تحقیق برای تعیین پارامترهای ورودی موثر در نرخ شکست و همچنین مناسب ترین پارامترهای مرتبط با ساختار شبکه عصبی مصنوعی، از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک با هدف ارائه ساختاری با کمترین میزان خطای شبیه سازی، استفاده گردید. متغیرهای تصمیم در این الگوریتم مشخصات شبکه عصبی و پارامترهای موثر بر نرخ شکست هستند. با اجرای ساختار پیشنهادی، علاوه بر پارامترهای موثر در شکست لوله، بهترین ساختار شبکه عصبی تعیین گردید. با استفاده از نتایج این تحقیق می توان مناسب ترین رابطه نرخ شکست لوله ها را با توجه به پارامترهای تاثیرگذار بر آن استخراج نمود. نتایج این تحقیق بیانگر آن است که روش ترکیبی پیشنهادی قادر است پارامترهای بهینه و موثر در نرخ شکست لوله ها را از میان عوامل متعدد موثر در شکست، استخراج کند و باعث ارتقای قابلیت و قدرت تعمیم شبکه عصبی گردد که این امر نشان دهنده کارایی بالای روش پیشنهادی در شبیه سازی روابط غیرخطی و پیچیده است.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک، نرخ شکست لوله ها، سامانه آبرسانی
  • احمد ابریشم چی، حمید طاهری شهرآئینی، مسعود تجریشی صفحه 16
    در این تحقیق، ابتدا ضمن توصیف روش های مختلف ارزیابی میزان آسیب پذیری آبهای زیرزمینی از آفت کشها و عدم قطعیت آنها، آسیب پذیری آبهای زیرزمینی دشت کشاورزی زیر پوشش شبکه آبیاری و زهکشی سد پاشاکلا (البرز) در استان مازندران از 7 آفت کش مختلف در شرایط متعارف مشخصات آفت کشها (t1/2، Koc) به روش شاخصهای پتانسیل حرکت ارزیابی شد و پهنه بندی آسیب پذیری آبهای زیرزمینی این دشت با استفاده از نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام شد. سپس با توجه به عدم قطعیت مشخصات آفت کشها و کمبودهای اطلاعاتی برای استفاده از روش های رایج تحلیل عدم قطعیت، شاخصهای پتانسیل حرکت آفت کشها در سناریوهای بدترین و بهترین شرایط از مشخصات آفت کشها محاسبه شد که به ترتیب «آسیب پذیری در بدترین شرایط» و «آسیب پذیری در بهترین شرایط» نامگذاری شدند. سپس به کمک این شاخصهای پتانسیل حرکت، پهنه بندی آسیب پذیری مجددا انجام شد و با نقشه های پهنه بندی اولیه با شرایط متعارف مقایسه گردید. در ادامه با توجه به مقدار منطقه ای شاخصهای مختلف حرکت آفت کشها که برای سناریوهای مختلف محاسبه شده اند، رتبه بندی آفت کشها به روش «برنامه ریزی مرکب» انجام شد و در نهایت با تلفیق نتایج بخشهای قبلی، آفت کشها به سه گروه مناسب، متوسط و نامناسب دسته بندی شدند. نتایج دسته بندی ها نشان داد که از بین آفت کشهای مطالعه شده، 2،4 D Acid، Dimethoate و Fenvalerate برای منطقه مطالعاتی مناسب و Metsulfuron و Triclopyr نامناسب هستند و دیگر آفت کشهای مطالعه شده حالت بینابینی دارند.
    کلیدواژگان: آسیب پذیری آبهای زیرزمینی، عدم قطعیت پارامترها، آفت کشها، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، شاخص های حرکت آفت کشها، برنامه ریزی مرکب، استان مازندران، رتبه بندی آفت کشها
  • علی حقیقی صفحه 28
    طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب شامل قیود و ضوابط فنی گسترده ای می شود. این مهم، ارائه آلترناتیوهای امکان پذیر را برای طراح بسیار دشوار و زمان بر می سازد. از سوی دیگر به منظور ارائه یک طرح اقتصادی و یا به تعبیری بهینه سازی شبکه مورد مطالعه، روش اعمال قیود بسیار حائز اهمیت است و دامنه کاربرد روش های بهینه سازی را در این خصوص محدود می نماید. در تحقیق حاضر یک مدل ریاضی توام تحلیل هیدرولیکی و طراحی به گونه ای توسعه داده شده است که همه محدودیتها و ضوابط طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب به طور خودکار در آن تامین می شوند. در اینجا یک آلترناتیو نرمال طراحی به صورت برداری دلخواه و بدون شرط از مقادیر بین صفر و یک تعریف می گردد. این بردار نماینده قطر و شیب لوله ها و موقعیت ایستگاه های پمپاژ در سیستم است. سپس مقادیر نرمال با توجه به هیدرولیک جریان و قیود مسئله کد برداری شده و آلترناتیو طراحی اصلی بازتولید می شود. با استفاده از این مدل هر آلترناتیو ورودی امکان پذیر است و لذا مسئله طراحی شبکه کاملا بدون شرط قابل حل خواهد بود. در انتها کاربرد مدل پیشنهادی با تعریف و تحلیل یک شبکه نسبتا بزرگ نشان داده شد. همچنین برای نمایش سهولت و قابلیت مدل در همراهی با روش های بهینه سازی نیز از روش شبیه سازی ذوب فلزات به منظور ارائه طرح اقتصادی سیستم بهره گرفته شد. نتایج نشان می دهد که هزینه ساخت شبکه و سرعت همگرایی بهینه سازی با استفاده از مدل بدون شرط پیشنهادی به طور قابل ملاحظه ای بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: شبکه های جمع آوری فاضلاب، مدل بدون شرط، آلترناتیونرمال، بهینه سازی
  • حسین سالاری، امیرحسام حسنی، مهدی برقعی، احمدرضا یزدانبخش، حسین رضایی صفحه 40
    استفاده از تالاب مصنوعی یکی از روش های شناخته شده تصفیه فاضلاب است که پساب خروجی آن می تواند بدون مشکل وارد محیط زیست شده و یا در کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق به منظور بررسی کارایی تالابهای مصنوعی در تصفیه فاضلاب روستایی از یک پایلوت تالاب مصنوعی با جریان زیرسطحی که پساب حاصل از سپتیک تانک موجود در منازل مسکونی را دریافت می نمود، استفاده شد. این تالاب مصنوعی در استان البرز، شهرستان کرج، روستای مراد تپه ساخته شد. پایلوت با ظرفیت 540 لیتر در شبانه روز با ورق گالوانیزه به طول 20 متر، عمق 1 متر، و عرض 30 سانتی متر در محل ساخته شد. ابتدا و انتهای آن به طول 5/0 متر و عمق 6/0 متر از قلوه سنگ پر شده بود و ما بین این دو قسمت، ماسه سرند شده درشتی که تخلخل آن 39/0= α و حداکثر اندازه 10 درصد از دانه های آن2 میلی متر با رسانندگی هیدرولیکی 1575 فوت مکعب برفوت مربع در روز (Ks) بود، ریخته شد و روی آن به ارتفاع 10 سانتی متر خاک نباتی وجود داشت. این مطالعه از شهریور 1388 تا شهریور 1389 به مدت یک سال به طول انجامید.گیاه مورد استفاده در تالاب، نی معمولی با نام علمی فاراگمیتس استرالیس بود و پارامترهایBOD، COD TSS،TN و TP به صورت هفتگی و در طی مدت زمان مذکور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که BOD فاضلاب ورودی از 31±57 میلی گرم در لیتر به 4±8 میلی گرم در لیتر در پساب خروجی، با میانگین زدایش 15±79 درصد و COD فاضلاب ورودی از 47±97 میلی گرم در لیتر به 12±24 میلی گرم در لیتر در پساب خروجی، با میانگین زدایش16±70 درصد کاهش یافت. مجموع جامدات معلق فاضلاب ورودی از 47± 40 میلی گرم در لیتر به4±5 میلی گرم در لیتر در پساب خروجی، با میانگین زدایش 16±76 درصد تقلیل یافت. میزان ازت فاضلاب ورودی (TN) از 6±13 میلی گرم در لیتر به 3±4 میلی گرم در لیتر در پساب خروجی، با میانگین زدایش 26±59 درصد و میزان فسفر فاضلاب ورودی (TP) از 53/7 میلی گرم در لیتر به 86/0 میلی گرم در لیتر در پساب خروجی، با میانگین زدایش 86 درصد کاهش یافت.
    کلیدواژگان: تصفیه طبیعی فاضلاب، تالاب مصنوعی، فاضلاب روستایی
  • یوسف حسن زاده، امین عبدی کردانی، احمد فاخری فرد صفحه 48
    خشکسالی به عنوان یکی از مهم ترین بلایای طبیعی است که ممکن است در هر رژیم آب و هوایی اتفاق بیفتد. از آنجا که وقوع خشکسالی اجتناب ناپذیر است، بنابراین شناخت آن به منظور مدیریت بهینه منابع آب، از اهمیت بسزایی برخوردار است. از موثرترین عوامل در تدوین طرحهای مقابله با خشکسالی و مدیریت آن، طراحی سیستم های پیش بینی خشکسالی است که بتوان اثرات مخرب ناشی از آن را به حداقل رساند. به این منظور در این تحقیق برای پیش بینی خشکسالی های آتی، از تلفیق الگوریتم ژنتیک و مدل ترکیبی شبکه عصبی-موجکی در تحلیل شاخص بارندگی استاندارد شده، استفاده گردید و در نهایت نشان داده شد که به کارگیری روش تلفیقی مذکور در مقایسه با تلفیق الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی، نتایج مطلوبی را ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: پیش بینی خشکسالی، شاخص بارندگی استاندارد شده، الگوریتم ژنتیک، شبکه عصبی، موجک
  • حامد کوهپایه زاده*، علی ترابیان، غلامرضا نبی بیدهندی، نیما حبشی صفحه 60

    آرسنیک یکی از سمی ترین آلاینده های موجود در آبهای زیرزمینی و سطحی است که سلامت انسان و سایر موجودات زنده را به خطر می اندازد. حذف آرسنیک توسط روش های مختلفی انجام شده است. در این تحقیق میزان حذف آرسنیک و کاهش آن با استفاده از نانوذرات آهن صفر ظرفیتی تا حد استاندارد (01/0 میلی گرم در لیتر) از آب آشامیدنی بررسی گردید. آزمایش ها بر اساس روش بچ در راکتور با حجم 100 میلی لیتر آب حاوی 1 میلی گرم در لیتر آرسنیک انجام گردید. برای اختلاط بهتر و توزیع کامل نانو ذره در آب، اختلاط در دستگاه اولتراسونیک انجام شد. سپس آرسنیک توسط کاغذ صافی واتمن 45/0 میکرومتر از آب جدا گردید. میزان آرسنیک باقیمانده در آب به وسیله دستگاه ICP با دقت سنجش As>0.01 میلی گرم در لیتر اندازه گیری شد. در این پژوهش اثر متغیرهای زمان اختلاط، pH، میزان ماده نانو ذره، مقدار ماده آرسنیک و یون های رقیب مورد بررسی قرار گرفت. پس از انجام آزمایش های متعدد، توانایی حذف 100 درصد 1 میلی گرم آرسنیک توسط 05/0 گرم نانو ذره آهن در مدت زمان کوتاه 8 دقیقه مشخص گردید. در دامنه pH بین 5 تا 10 توانایی حذف بالای 98 درصد آرسنیک وجود دارد. استفاده از نانو ذرات آهن برای حذف آرسنیک از آب روش سریع و موثری است و عوامل و شرایط متفاوت بر روی میزان درصد حذف تاثیر چندانی ندارد.

    کلیدواژگان: آرسنیک، نانوذره آهن، آب، حذف
  • حسین مرزبان، لیلا کریمی * صفحه 68

    هدف اصلی این مقاله بررسی شاخصهای بازدهی نسبت به مقیاس و صرفه های ناشی از مقیاس که دلیلی بر وجود انحصار طبیعی است و همچنین بررسی وضعیت تغییرات تکنولوژیکی و نرخ رشد بهره وری عوامل تولید در شرکت آب و فاضلاب شیراز بود. به این منظور از فرم تابع هزینه ترانس لاگ برای برآورد تابع هزینه فرایند عرضه آب در این شرکت استفاده شد. چارچوب تجزیه و تحلیل بر مبنای روش رگرسیون های به ظاهر نامرتبط تکراری بود. برای براورد پارامترهای تابع هزینه از داده های سری زمانی فصلی طی دوره زمانی 1378 تا 1385 استفاده شد. در این شرکت از چهار عامل تولید: نیروی کار، سرمایه، مواد اولیه و سایر خدمات در فرایند تولید بهره گرفته شد. نتایج حاصل از تحقیق حاکی از وجود بازدهی کاهنده نسبت به مقیاس و عدم صرفه جویی ناشی از مقیاس بود که وجود انحصار طبیعی در این شرکت را رد می نمود. شاخص پیشرفت تکنولوژی حاکی از کاهش هزینه ها در نتیجه پیشرفت تکنولوژی و محاسبه شاخص رشد بهره وری نیز نشان دهنده وجود رشد بهره وری در طول دوره مورد مطالعه بود.

    کلیدواژگان: انحصار طبیعی، عرضه آب، تابع هزینه ترانس لاگ، بازدهی نسبی به مقیاس، رگرسیون های به ظاهر نامرتبط تکراری، آب و فاضلاب شیراز
  • علی اسدی، مهران محمدیان، رویا ناطقی، سیمین ناصری، حامد محمدی، غلامرضا بنیادی نژاد صفحه 78
    در این مطالعه کارایی سیستم UV/NiO به عنوان یکی از فرایند های اکسیداسیون پیشرفته برای حذف رنگ پلی آزوی قرمز مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق به صورت پایلوت در مقیاس آزمایشگاهی و به طور ناپیوسته راهبری گردید. پرتو فرابنفش مورد استفاده در این تحقیق توسط لامپ UV کم فشار W11 تامین شد. تاثیر عوامل مختلف از جمله pH، زمان های تابش مختلف، غلظتهای مختلف اکسید نیکل و غلظتهای اولیه رنگ بررسی گردیدند. نتایج آزمایش با سیستم UV/NiO نشان داد که UV به تنهایی قادر به حذف رنگ DR 80 نیست. اکسید نیکل یک کاتالیست موثر در حذف رنگ توسط فرایند نانوفتوکاتالیستی است. با کاهش pH، کارایی حذف رنگ افزایش می یابد و pH بهینه برابر 4 است. در نهایت بالاترین کارایی حذف برای رنگ DR 80 با غلظت 25 و 50 میلی گرم در لیتر به ترتیب برابر 29/94 و 22/82 درصد توسط فرایند UV/NiO حاصل گردید. فرایند رنگبری توسط فرایند UV/NiO از سنتیک واکنش درجه دوم کاذب تبعیت می کند. به طور کلی فرایند UV/NiO روش موثری در حذف رنگ پلی آزو DR 80 از محلولهای آبی است.
    کلیدواژگان: رنگ پلی آزو، فرایند نانوفتوکاتالیستی، نانوذرات اکسید نیکل، رنگ زدایی
  • جواد وروانی، هادی وروانی، مهدی مردیان صفحه 85
    مدیریت جامع حوزه های آبخیز شهری و بهره وری موثر منابع آن به خصوص منابع آبی، نیازمند شناخت هیدرولوژی منطقه است. در این بین وقایع سیلابی آبخیزهای شهری و رواناب تولید شده در زمان سیلابها از نقطه نظر استحصال و مصارف مختلف حائز اهمیت زیادی است. در این تحقیق به منظور بررسی امکان استفاده از مناسب ترین سیستم استحصال رواناب در زمان وقایع سیلابی آبخیز شهری اراک، با جمع آوری اطلاعات پایه از حوزه های آبخیز مشرف به شهر در ابتدا با آنالیز خوشه ایمناطق همگن گروه بندی شد و در هر منطقه با استفاده از مدل بارش- رواناب SCS میزان رواناب در چند پایه زمانی و دوره بازگشت محاسبه گردید و با استفاده از تجزیه و تحلیل سلسله مراتبی و استفاده از معیارها و ضوابط کمی و کیفی، سیستم های مختلف استحصال آب شهری برای هر منطقه همگن تعیین گردید.
    کلیدواژگان: سیستم استحصال آب، سیلاب، آبخیز شهری، تجزیه و تحلیل سلسله مراتبی
  • رامین نبی زاده، رضا نعمتی، حسن اصلانی صفحه 95
    کیتوزان به عنوان منعقدکننده در تصفیه آب و فاضلاب نه تنها دارای عملکرد قابل مقایسه ای با منعقدکننده های رایج است بلکه بسیاری از معایب آنها را نیز ندارد. با این حال دارای خاصیت باکتری کشی ضعیف تری نسبت به آنها است. در این تحقیق اثر سینرژیستی پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی، بر میزان غیرفعال سازی کلیفرم های گوارشی و حذف کدورت توسط کیتوزان مورد بررسی قرار گرفت. نمونه فاضلاب سنتتیک با مخلوط کردن بنتونیت با آب خام و اضافه کردن محیط کشت خالص کلیفرم های گوارشی، آماده گردید. پس از آماده سازی نمونه سنتتیک فاضلاب و تعیین کدورت و انجام کشت میکربی برای تعیین تیتر اولیه کلیفرم های گوارشی، دزهای مختلف کیتوزان و پرمنگنات پتاسیم به صورت مجزا و ترکیبی طی آزمایش جار به آن تزریق گردید. سپس میزان حذف کدورت و کلیفرم های گوارشی تعیین و مورد ارزیابی قرار گرفت. استفاده همزمان از این دو ماده باعث افزایش میزان حذف کدورت و کلیفرم های گوارشی گردید. در بیشترین دز ترکیبی مورد استفاده (3 میلی گرم در لیتر کیتوزان و 5/1 میلی گرم در لیتر پرمنگنات پتاسیم) میزان کلیفرم های گوارشی به کمتر از MPN/100mL 100 کاهش یافت که معادل 4 لگاریتم حذف بود. استفاده ترکیبی از پرمنگنات پتاسیم و کیتوزان در تصفیه سوم فاضلاب می تواند کیفیت میکربی پساب را تا حد بسیار بالایی افزایش دهد که این امر سبب کاهش میزان مواد گندزدا می شود و در نتیجه در مرحله گندزدایی مواد جانبی کمتری تولید خواهد شد.
    کلیدواژگان: کیتوزان، پرمنگنات پتاسیم، انعقاد، کدورت، کلیفرم گوارشی، فاضلاب
  • پویا ارباب، محسن سعیدی، حسین فخرایی صفحه 103
    در این تحقیق تجزیه ترکیب ارگانوفسفره تری اتیل فسفات با استفاده از نانوفتوکاتالیست دی اکسید تیتانیوم و به کارگیری اشعه فرابنفش بررسی شد. به این منظور تاثیر پارامترهایی از قبیل غلظت آلودگی، غلظت نانوکاتالیست، pH محلول و شدت تابش فرابنفش به ترتیب در بازه های 10 تا 50 میلی گرم در لیتر، 0 تا 100 میلی گرم در لیتر، 2 تا 12 و 30 تا 90 وات بر فرایند فتوکاتالیست مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین جذب نانوفتوکاتالیست در سطوح مختلف pH، به کارگیری آب اکسیژنه به جای فتوکاتالیست و مقایسه راندمان نانو دی اکسید تیتانیوم و میکرو دی اکسید تیتانیوم بررسی گردید. نتایج حاکی از آن بود که افزایش غلظت آلودگی کاهش تجزیه را در پی دارد. افزایش نانوکاتالیست در ابتدا باعث افزایش راندمان و سپس کاهش آن می گردد. با دور شدن از pH خنثی، تجزیه کاهش یافته و افزایش توان منبع تابشی افزایش تجزیه را در بر دارد. جایگزینی فتوکاتالیست به میزان 400 میلی گرم در لیتر با آب اکسیژنه به میزان 24 میلی گرم در لیتر نیز نتیجه مشابهی به دست می دهد. همچنین جذب در محدوده بازی بیشتر بوده و راندمان ذرات نانو به مراتب بالاتر از ذرات میکرو بود.
    کلیدواژگان: تجزیه، تری اتیل فسفات، نانوفتوکتالیست، جذب، آب اکسیژنه
  • محمدحسین رسولی فرد، سیدمحمدمهدی دوست محمدی، اعظم حیدری صفحه 112
    در این تحقیق به مطالعه میزان حذف ماده آلی رنگزای قرمز اسیدی 14 مورد استفاده در صنایع نساجی از طریق فرایند فوتواکسیداسیونیUV /S2O82- از آب آلوده پرداخته شد. تاثیر متغیرهای موثر بر میزان حذف از قبیل غلظت S2O82-، Ag+، غلظت اولیه رنگزا و دما بررسی گردید. تبدیل یون پراکسی دی سولفات به رادیکال سولفات (SO4−•) در حضور کاتالیزور نقره، حرارت و نور ماوراء بنفش افزایش یافته و این رادیکال به عنوان یک اکسنده قوی تر از پراکسی دی سولفات موجب افزایش اکسایش و تخریب آلاینده ها می گردد. تغییرات طیف جذبی محلول رنگزای قرمز اسیدی 14 در طی فرایند فوتواکسیداسیون مشخص نمود که پیک جذبی در طول موج بیشینه 514 نانومتر به شدت کاهش می یابد که دلالت بر تخریب سریع رنگزای آزو و رنگ زدایی از محلول دارد. نتایج این مطالعه نشان داد که فرایند اکسایش در حضور نور ماوراء بنفش و اکسیدکننده پراکسی دی سولفات می تواند انتخاب کارآمدی برای تصفیه پسابهای حاصل از صنایع نساجی باشد.
    کلیدواژگان: فرایندهای اکسایش پیشرفته، نور ماوراء بنفش، رنگزای قرمز اسیدی 14، پراکسی دی سولفات، تصفیه پساب
  • غزاله جهانشاه، ایرج نحوی، حنیف خداوردی، مرتضی بارانی، حسین قنواتی، سید حمیدزرکش صفحه 119
    بیوسورفکتانت ها قادر به تشکیل کمپلکس با فلزات سنگین مانند سرب، نیکل، کادمیم و نهایتا پاکسازی آنها از خاک هستند. در این پژوهش، یک سویه باکتری تولید کننده بیوسورفکتانت جدا شده از نمونه کود آلی کارخانه کمپوست اصفهان (جنس باسیلوس) و سودوموناس آئروجینوزا ATCC3027 به منظور تولید بیوسورفکتانت جداگانه در آب پنیر کشت داده شدند. مایع رویی سوسپانسیون های میکربی برای شستشوی فلزات سنگین نمونه کود آلی کارخانه کمپوست استفاده شد. میزان کل فلزات سنگین سرب، نیکل، کروم، کادمیم، روی، مس و منگنز قبل و بعد از تیمار توسط دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی اندازه گیری شد. در نهایت مشاهده گردید متوسط میزان فلزات سنگین موجود در نمونه بعد از تیمار با مایع رویی سودوموناس آئروجینوزا ATCC3027 برای سرب، نیکل، کروم، کادمیم، مس، روی و منگنز به ترتیب 52، 49، 60، 33، 32،25 و 22 درصد کاهش داشت. این کاهش در مورد نمونه تیمار شده با مایع رویی سویه باسیلوس برای عناصر مذکور به ترتیب 45، 39، 42، 33، 40، 41 و 29 درصد است که نشان دهنده توانایی بیوسورفکتانت در جذب فلزات از ماتریکس کود است.
    کلیدواژگان: بیوسروفکتانت، کمپوست، فلزات سنگین، آب پنیر
  • محبوبه بهشتی، ابوالفضل عسکری ساری، محمد ولایت زاده صفحه 125
    این تحقیق به منظور بررسی غلظت فلزات سنگین سرب، جیوه، کادمیم، منگنز، آهن، روی و مس در بافتهای عضله، کبد و آبشش ماهی بیاه در رودخانه کارون در استان خوزستان انجام شد. به این منظور نمونه برداری در زمستان 1388 صورت پذیرفت. پس از بیومتری 72 نمونه صید شده، بافتهای عضله، کبد و آبشش جداسازی شدند. آماده سازی و آنالیز نمونه ها طبق روش استاندارد MOPPAM صورت گرفت. اندازه گیری غلظت فلزات اندامهای مورد مطالعه توسط روش هضم خشک و با کمک دستگاه جذب اتمی در آزمایشگاه انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین غلظت فلزات سنگین در بافت عضله حداقل و در بافت آبشش حداکثر است. در اندامهای مختلف ماهی بیاه غلظت آهن به ترتیب بیشتر از روی، سرب، منگنز، کادمیم، مس و جیوه بود (P<0.05). بین میزان تجمع فلزات سرب، جیوه، کادمیم، آهن و مس در بافتهای عضله، کبد و آبشش یک رابطه خطی مثبت و معنی دار وجود داشت (P<0.05). روی در عضله و کبد اختلاف معنی داری نداشت، اما در عضله و کبد با آبشش اختلاف معنی داری نشان داد (P<0.05). منگنز در کبد و آبشش اختلاف معنی داری نداشت، اما در کبد و آبشش با عضله، اختلاف معنی دار بود (P<0.05).
    کلیدواژگان: فلزات سنگین، ماهی بیاه، کارون، استان خوزستان
|
  • Jaber Soltani, Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari Page 2
    In water supply systems, the accidents occurring in pipes are of the utmost importance and sensitivity. Failure of the pipes is not necessary with the end of their life and different factors namely age, diameter, material, stability and corrosion of soil and water, execution, installation and operational conditions such as hydraulic pressure are effective on it. At the same time studies show non comprehensiveness of presented relations in prediction of pipes failure rate. In this research, with regards to the available software and hardware, a structure was developed using combination of new optimization and simulation models. In this structure, theartificial neural networks were used for simulation of the pipes failure rate. Considering the point that neural networks are always consider as a black box and unable to provide the effect of each independent variable on the dependent variable, on the other hand, they are prone to incorrect training. Therefore, in this study to determine the input parameters affecting failure rate and the most appropriate structure of artificial neural network (as well as bios vectors, layers adjusting weights and the number of neurons), Genetic algorithm has been used with the aim of presentation of a structure which has the minimum error rate of simulation.In this algorithm, decision variables and properties of neural networks are the parameters affecting the failure rate. By running the developed optimization model, in addition to the effective parameters on pipe failure, the best neural network structure for simulation pipe failure rate can be determined. The advantage of the proposed method is full coordination between the input parameters and network structure in prediction of the pipes failure rate. The results of this study can be used to find the most appropriate relationship failure rate pipes with regards to the effective parameters and take necessary actions for decision making lead to resolve problems due to it. The results of this research indicating that the proposed combination method is able to extract the optimal and effective parameters on the pipes failure rate amongst the factors affecting failure rate, and also have been caused improve power capabilities and expansion of neural network structure that indicate high efficiency of the proposed method in simulation of nonlinear and complex relations.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Genetic Algorithm, Pipes Failure Rate, Water Distribution
  • Ahmad Abrishamchi, Hamid Taheri Shahraiyni, Masoud Tajrishy Page 16
    In this study, the different methods for groundwater vulnerability assessment to pesticides contamination and their uncertainties were introduced. Then, the groundwater vulnerability of agricultural regions of Pasha-Kolaa dam (Mazandaran province) to 7 pesticides has been assessed by the mobility potential indices in the typical conditions of pesticide properties (t1/2 and KOC) and the zonation maps of groundwater vulnerability in this region have been generated in the GIS environment. According to the uncertainty of the pesticide properties and the lack of necessary data for uncertainty analysis in the region of study, the mobility potential indices in different scenarios of pesticide properties (worst and best conditions of pesticide properties) (t1/2 and KOC) have been calculated, mapped and zoned. The zonation maps in three scenarios (best, typical and worst conditions of pesticide properties) were compared. Next, according to the regional values of mobility potential indices, generated for different scenarios, the pesticides are ranked using the composite programming method. Finally, the pesticides are clustered to three groups (suitable, transitional and unsuitable) by the combination of the results of previous sections. The clustering results showed that among of studied pesticides, 2,4 D Acid, Dimethoate and Fenvalerate are suitable, and Metsulfuron and Triclopyr are unsuitable pesticides for region of study. The other pesticides showed transitional condition.
    Keywords: Groundwater Vulnerability, Uncertainty of Parameters, Pesticides, Geographic Information Systems, Pesticide Mobility Indices, Composite Programming, Mazandaran Province, Pesticide Ranking
  • Ali Haghighi Page 28
    Design of sewer networks involves many constraints and technical criteria. These issues make the problem complicated and the feasible alternatives difficult to achieve. Besides, the methods of handling these constraints play a major role in optimization approaches for the least cost design. In this work an integrated analysis-design model is developed thereby all constraints are automatically satisfied during designing. A normal design alternative is defined herein which is a vector of values between zero and one. This vector represents the sewers diameters, slopes and pump station locations. The normal alternative is then decoded to real design parameters based on the hydraulics rules and the problem constraints. Using the proposed model every normal alternative is feasible and consequently the input design parameters are totally unconditional. At the end the abilities of the model is shown introducing and solving a relatively large sewer network. Furthermore, to demonstrate the capability and easiness of integrating the model with optimization tools, a Simulated Annealing (SA) algorithm is also applied to obtain the least cost design of the example. The results show that the optimum design and the rate of optimization convergence are significantly improved using the proposed method.
    Keywords: Sewer Networks, Unconditional Model, Normal Alternative, Optimization
  • Hossein Salari, Amirhesam Hassani, Mehdi Borghei, Ahmad Reza Yazdanbakhsh, Hossein Rezaei Page 40
    Etland is one of the natural treatment methods used for municipal wastewater treatment, which could transfer the effluents to the ecosystem, safely or being used for agricultural purposes and etc. this study investigates a pilot in the form subsurface flow wetland efficiency in rural sewage result of septic tank. The constructed Wetland was built in Morad Tapeh Village, Karaj County, Alborz Province.The pilot project was executed from galvanized plates with the dimensions of (length 20 m - Depth 1m - width 30 cm). 0.5 m from each side of the Pilot Project was covered by rubble-stones to the depth of 0.5m and the interval was filled by screened sand, porosity degree (α=0.39), maximum 10% of them measuring 2mm, with the hydraulic conductivity Ks=1575 F3, covered by 10cm peat. The study took one year, from Sept. 2009 to Sept. 2010. The plant used in this constructed Wetland, was the common straw, scientifically named as Pharagmites Australis and role of the pilot constructed Wetland was considered refining pollution, using this type of plant. It was supposed that the said project decreases the items P, N and some other parameters including TSS, COD and BOD and brings them within limits of the ecological standards. Tests were carried out according to the method, showing following
    Results
    (1)BOD input & output averages is 57± 31 and 8 ± 4 mg/l respectively, while its average elimination percentage is %79 ±15.(2)COD input & output averages is 97 ± 47 and 24 ±12 mg/l respectively, while its average elimination percentage is %70 ±16.(3)TSS input & output averages is 40 ± 47 and 5 ± 4 mg/l respectively, while its average elimination percentage is %76 ±16.(4)TN input & output averages is 13 ± 6 and 4 ± 3 mg/l respectively, while its average elimination percentage is %59 ± 26.(5)TP input & output averages is 7 ±7 and 8 ± 9 mg/l respectively, while its average elimination percentage is %86 ± 12.
    Keywords: Naturd Wastewater Treatment, Artificial Wetlands, Rural Wastewater
  • Yousef Hassanzadeh, Amin Abdi Kordani, Ahmad Fakheri Fard Page 48
    Drought is one of the important natural disasters that may happen in any climate conditions. Since drought is inevitable phenomenon, therefore familiar with that natural disaster is very important for reliable water management. Drought prediction system design is one of the efficient ways that it can minimize the drought damages. In this research for predicting the coming drought, genetic algorithm and conjoined model of neural network-wavelet is used for analyzing standardized precipitation index. The results show that genetic algorithm and conjoined model of neural network-wavelet is more satisfactory than genetic algorithm and neural network.
    Keywords: Drought Forecasting, Standardized Precipitation Index, Genetic Algorithm, Neural Network, Wavelet
  • Hamed Koohpayehzadeh, Ali Torabian, Gholamreza Nabi Bidhendi, Nima Habashi Page 60

    Arsenic which is present in the underground and surface water is one of the most toxic elements threating human health and animals. Arsenic has been removed in different type of ways. In this study Arsenic removal from drinking water and its decreasing rates were investigated by NZVI (nanoparticle zerovalent iron) to standard limit (I.e. 0.01 mg/lit). The tests were conducted on reactor containing 100 ml water containing 1mg/L. Arsenic by virtue of Batch method. The mixture was executed in mixing was done an Oultrasnic device in order to have better mixture and complete distribution of nanoparticles in water. Then the arsenic was removed from the water by VATMAN paper of 0.45 Hm. The remained arsenic in the water was measured by ICP device. In this article the influence of the parameters including mixture time, PH, NZVI and arcenic doses were examined. Having perfomed many tests the results showed that 1 mg arsenic can be removed 100 percent by 0.05 g NZVI in 8 min. It is possible to remove by 98 percent arsenic in 5-10 PH range. Iron nanopaticle way is an effective and rapid way to remove arsenic from water and various conditions have not considerable effect on it.

    Keywords: Arsenic, Nanoparticle Zirovalent Iron (NZVI), Water, Removal
  • Hossein Marzban, Leila Karimi Page 68

    The main purpose of this paper is examination of return to scale index and economics of scale index that is an argument of being natural monopoly, also investigation on states of technical changes and productivity growth rate in Shiraz water and wastewater company. This is the reason translog cost function is used to estimate the cost function of the water supply in this company. The framework of analysis is in accordance to the iterative seemingly unrelated regression (ISUR) technique. To estimate the parameters of the cost function we have used the quarterly data for the period of 1999-2006 has been used. This company uses four factors of production in its process: labor, capital, raw material and other services. The result showed that there exists decreasing return to scale and no economizing of scale that rejects the existence of natural monopoly in this company. Advance technology index indicated cost decrease as a result of advance in technology and calculation index of productivity growth showed the existence of productivity growth during the surveyed period of time.

    Keywords: Natural Monopoly, Water Supply, Translog Cost Function, Return to Scale, Sequential Iterative Seemingly Unrelated Regressions, Water, Wastewater, Shiraz
  • Ali Asadi, Roya Nateghi, Simin Nasseri, Mehran Mohammadiyan, Hamed Mohammadi, Gholamreza Bonyadinejad Page 78
    In this study, efficiency of UV/NiO system as a forms of Advanced Oxidation Processes (AOP) to remove red poly azo was investigated. This study was conducted as a pilot scale and batch mode. Ultraviolet was achieved by 11 W low pressure lamp. Effects of various factors such as pH, different times of irradiation, different concentration of nickel oxide, primary concentration of colors were evaluated. The test results of UV/NiO system showed that no effects were observed with UV alone in photocatalysis process for removal of dye DR 80. Nickel oxide is an effective catalyst in removal of dye by the nanophotocatalytic process. The results represent that the color removal efficiency increase with pH reduction and optimum pH was found 4. Fainally, the highest removal efficiency for DR 80 dye with concenteration of 25 mg/L and 50 mg/L was obtained about 94.29% and 82.22% by the process of UV/NiO respectively. Reaction kinetic in the UV/NiO process follows pseudo secondry-order reactions. Totally UV/NiO process is an effective methode for DR 80 poly azo dye removal in aqueous solutions.
    Keywords: Poly Azo Dye, Nanophotocatalitic Process, Nickel Oxide Nanopowder, Decolorization
  • Javad Varvani, Hadi Varvani, Mehdi Mardiyan Page 85
    Integrated management of urban watersheds and effective productivity of its resources, especially water resources requires knowledge of its hydrology. In this among flood events and urban runoff produced at the time of floods from the point of harvesting and consumption is extremely important. In this study in order to evaluate the possibility of using the most appropriate water harvesting systems in Arak Watershed, collecting basic information was collected. At first surrounding watersheds were grouped by using cluster analysis into homogeneous areas. In each region using the rainfall - runoff SCS model runoff rate of some base time and return periods was calculated. Using a hierarchical analysis (AHP) and quantitative and qualitative criteria, different systems of urban water harvesting were determined for each homogeneous region of Arak watershed.
  • Ramin Nabizadeh, Reza Nemati, Hasan Aslani Page 95
    Chitosan, as a coagulant is used in water and wastewater treatment. It has similar performance in comparison with other conventional coagulants, and doesn’t have any disadvantages of them. However, its bactericidal property is lower than the metal based coagulants. In this study the potential synergistic effect of potassium permanganate, as a powerful oxidant, on the Chitosan fecal coliforms inactivation and turbidity removal has been investigated. Synthetic wastewater samples were prepared by mixing tap water with Bentonite and adding pure culture of fecal coliforms that provided by biological laboratory of Tehran University of Medical Sciences. After preparing synthetic samples of the wastewater and determining its turbidity and fecal coliforms concentration, various doses of Chitosan and Potassium Permanganate individually and in combination with each other, were injected to the samples. Afterwards supernatant of jar reactors were investigated for turbidity and fecal coliforms removal. Simultaneous use Chitosan and potassium permanganate has higher removal efficiency than the individual using of them. Highest applied combined dose (3 mg / L Chitosan and 1.5 mg / L potassium permanganate) reduced fecal coliform to a level less than 100 MPN/100mL, which is equivalent 4 log-inactivation of fecal coliforms. Simultaneous use of Chitosan and potassium permanganate in tertiary treatment of wastewater can led to produce lower turbidity, as well as higher microbial quality in the effluent, which can reduce the amount of required disinfectant, consequently disinfection by products formation lowered very much.
    Keywords: Chitosan, Potassium Permanganate, Coagulation, Turbidity, Fecal Coliforms, Wastewater
  • Pooya Arbab, Mohsen Seedi, Hossein Fakhraie Page 103
    Nanophotocatalysts such as titanium dioxide (TiO2) have been successfully used to degrade pollutants during the past few years. Photocatalysts have some benefits such as non toxicity, high stability, high efficiency and low cost. In this study, photocatalytic decomposition of organophosphorus compound, triethyl phosphate (TEP), in water using nano-TiO2 powders as a catalyst has been investigated.Besides, adsorption of TEP on nano-TiO2 in different pH levels, comparison of micro-and nano-TiO2 efficiencies and effect of Hydrogen peroxide (H2O2) on TEP decomposition has been investigated.The results showed that at 30 mg/l triethyl phosphate dosage, 400 mg/l nanocatalyst, 90 watt power of radiation source, pH about 7 and 4 hours of exposure time, decomposition of over 99 percent is achieved.
    Keywords: Decomposition, Triethyl Phosphate, Nanophotocatalyst, Adsorption, H2O2
  • Mohammad Hossein Rasoulifard, Seyed Mohammad Mahdi Doust Mohammadi, Azam Heidari Page 112
    The present study investigates the degradation of Acid Red 14 (AR14), commonly used as a textile dye in aqueous medium through the oxidation process by UV /S2O82- under a set of variables concentration of S2O82-, Ag+, AR14 and temperature. Commonly Ag+, heat and UV light can excite S2O82− to sulfate radical form (SO4−•), a stronger oxidant (E0 = 2.60 V) than S2O82−, to enhance significantly the oxidation of contaminants. Also the changes in the absorption spectra of AR14 solutions during the photoxidation process showed that decrease of absorption peak of the dye at λmax = 514 nm indicates a rapid degradation of the azo dye. The results of this study suggest that the oxidative treatment of AR14 by peroxydisulfate with UV is a viable option for removal of the textile dyes from effluents.
    Keywords: Advanced Oxidation Process, Ultraviolet Light, Acid Red14, Peroxydisulfate, UV, S2O82, Wastewater Treatment
  • Ghazaleh Jahanshah, Iraj Nahvi, Hanif Khodaverdee, Morteza Barani, Hossein Ghanavati, Seyed Hamid Zarkesh Page 119
    Biosurfactants have the ability to form heavy metal complexes and clean up heavy metal contaminated soils. In this work, a biosurfactant producing bacterium (Bacillus spp.) isolated from compost and Pseudomonas aeuroginosa ATCC3027 were cultured in whey in order to produce biosurfactant. Compost samples were leached by supernatant of mentioned strains. Total amount of Pb, Ni, Cr, Cd, Zn, Cu and Mn in samples were measured before and after treatment was measured. It was revealed that supernatant of P. aeuroginosa ATCC 3027 removed 52, 49, 60, 33, 25, 32 and 22% of Pb, Ni, Cr, Cd, Zn, Cu and Mn respectively. Heavy metal removal by supernatant of strain B was 45, 39, 42, 33, 40, 41 and 29% for above mentioned metals; respectively. These results indicate the potential of the biosurfactants as leaching agents for heavy metal removal from compost.
    Keywords: Biosurfactant, Compost, Heavy Metal, Whey Supernatant
  • Mahboubeh Beheshti, Abolfazl Askari Sari, Mohammad Velayatzadeh Page 125
    This study investigates the presence of heavy metals such as copper, iron, zinc, mercury, lead, cadmium and manganes in muscle, liver and gill of fish (L.abu) in the Karoon River, in Khuzestan province. Samples were collected in winter 2010. After the biometric data of 72 specimens were recorded the samples of muscle, liver and gill were analysed. Sample preparation and analysis was done according to MOPPAM method. The concentrations of heavy metals in the dry digested samples of tissues were measured using Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). The results of this study showed that the average concentrations of heavy metals were negligible and at maximum value in muscle and giil tissues, respectively. Iron concentration was showed to be higher than those of zinc, lead, manganese, cadmium, copper and mercury in different organs of fish (Liza abu). (P<0.05). Accumulation of lead, mercury, cadmium, iron and copper in muscle, liver and gill was highly significant and there were positive linear relationship between them (p<0.05). Concentration of Zinc in muscle and liver were not significantly different, but there were significant difference between muscle and liver with gills (p<0.05). Manganese concentration was determined in liver and gill showed no significant difference but it was significant difference between liver and gill with muscle (P<0.05). The results of the present study suggest that higher accumulation of heavy metals in liver and gills can be good environmental indicators of metal stress in Liza abu.
    Keywords: Heavy Metals, Liza abu, Karoon, Khouzestan Province