فهرست مطالب
مجله آب و فاضلاب
پیاپی 85 (بهار 1392)
- تاریخ انتشار: 1392/01/10
- تعداد عناوین: 15
-
-
صفحات 2-9دترجنت های آنیونی مواد شیمیایی آلی هستند که به مقدار زیاد در ترکیبات شوینده و پاک کننده کاربرد دارند. از میان آنها الکیل بنزن سولفانات خطی به دلیل خواص پاک کنندگی بالا بیشترین مصرف را دارند. LAS می تواند برای ارگانیسم های آبزی از جمله باکتری ها، جلبک ها، دافنیا و ماهی ها سمی باشد و می تواند تجمع زیستی داشته باشد و در کل اکوسیستم پخش شود. بنابراین باید نسبت به حذف آن و جلوگیری از آلودگی آبهای پذیرنده اقدام نمود. هدف اصلی این تحقیق بررسی امکان تجزیه فتوکاتالیزوری LAS با استفاده از نانو ذرات TiO2 و تبدیل آن به مواد پایدار و غیرسمی از جمله آب و دی اکسیدکربن در یک راکتور دوغابی بود. در این تحقیق غلظت 10 میلی گرم در لیتر از LAS در مراحل جداگانه تحت تاثیر UV و TiO2 و ترکیبی از دو مورد بالا انجام گرفت. در این تحقیق همچنین اثر غلظت اولیه LAS، بارTiO2، pH و دزهای مختلف UV در میزان تجزیه فتوکاتالیستی LAS مورد تحقیق و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بالاترین راندمان حذف LAS با غلظت 10 میلی گرم در لیتر در pH اسیدی، میزان 50 میلی گرم در لیتر TiO2، زمان 30 دقیقه و تابش UV در حدود 99/5 درصد است. همچنین تجزیه و تحلیل سینتیک نشان داد که تجزیه فتوکاتالیستی LAS می تواند به وسیله مدل درجه یک تخمین زده شود. به منظور ارزیابی میزان معدنی سازی LAS، COD اولیه و نهایی محلولی که مورد تابش قرار گرفته بود اندازه گیری شد. این روش برای غلظتهای پایین LAS مناسب است و برای غلظتهای بالا زیاد کارآمد نیست.
کلیدواژگان: تجزیه فتوکاتالیستی، LAS، تابشUV، نانو ذرات دی اکسید تیتانیم -
صفحات 10-18استفاده از بیوپلیمرها به دلیل تجزیه پذیری زیستی و کم هزینه بودن، برای حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب مورد توجه واقع شده است. کیتوسان، پلیمری آب دوست و کاتیونی است که از حذف گروه های استیل کیتین در محیط بازی به دست می آید و به عنوان یک جاذب معروف به طور گسترده برای حذف فلزات سنگین به کار می رود. در مطالعه حاضر میزان حذف یون های فلزی سرب از محلولهای آبی توسط نانو ذرات کیتوسان مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور نانو ذرات کیتوسان از اتصال عرضی کیتوسان با اسید مالئیک سنتز شدند. مشخصات جاذب سنتز شده با طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی پیمایشی آنالیز گردید. اندازه نانو ذرات در محدوده 65 تا250 نانومتر تعیین شد. آزمایش های جذب در سیستم ناپیوسته و در دمای اتاق برای بررسی اثر پارامترهایpH، غلظت اولیه فلز و مقدار جاذب بر فرایند جذب انجام شد. بهینه سازی جذب با pH اولیه محلول از 3 تا 6، غلظت اولیه یون فلزی از 10 تا 100 میلی گرم در لیتر و مقدار جاذب از 1 تا 7/5 گرم در لیتر بررسی گردید. تحت این شرایط بیشینه ظرفیت در جذب غلظت اولیه 100 میلی گرم در لیتر، pH برابر 6 و مقدار جاذب 2/5 گرم در لیتر به دست آمد. حداکثر حذف موثر در غلظت 10 میلی گرم در لیتر سرب برابر 86 درصد به دست آمد. داده های جذب سطحی با مدل های هم دمای لانگمیر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه مقدار جذب برای Pb(II) توسط مدل لانگمیر 25/8 میلی گرم بر گرم به دست آمد.
کلیدواژگان: نانو ذرات، کیتوسان، جذب سطحی، سرب، محلولهای آبی -
صفحات 19-25استفاده از منابع آب سطحی به عنوان یکی از منابع آب آشامیدنی در کشور و کاربرد سیستم های کلرزنی به عنوان متداول ترین روش گندزدایی آب آشامیدنی، احتمال تولید محصولات جانبی ناشی از گندزدایی (DBPS) در آب تصفیه شده را افزایش می دهد. هزینه مورد نیاز به منظور حذف DBPS ها محققان را بر آن داشته تا به دنبال روشی برای حذف کلرزنی و نیاز به کلر باقیمانده باشند. استفاده از نانو ذرات فعلی نظیر نقره، مس و روی به شکل پودر در تزریق پلیمر و تولید نانو کامپوزیت، یکی از بهترین کاندیداها است ولی مشکلات متعددی نظیر عدم توزیع یکنواخت نانو ذرات در ماتریس پلیمری، پخش ذرات در هوا (TLV)، رهایش نانو ذرات در سیستم و تجمع در بدن، بالا بودن میزان مصرف به دلیل کاهش خواص پرکنندگی و افزایش قیمت تمام شده منجر به عدم گسترش این تکنولوژی شده است. استفاده از کپسول های مواد به دلیل رهایش صفر و میزان پرکنندگی بیشتر و قیمت پایین می تواند جایگزین خوب و مفیدی باشد. در این پژوهش غلظتهای مختلفی از میکروذرات AL2O3/SiO2 که نانو ذرات نقره بر روی آن قرارگرفته است، به منظور تولید ورق مورد استفاده قرارگرفت و آزمایش های میکربی بر روی نمونه کامپوزیت های تهیه شده به روش استاندارد 10900 ملی ایران انجام گرفت. بر اساس میزان باکتری و زمان ماند، حداقل ذره مورد نیاز به منظور کند کردن روند رشد باکتری ها، 4 درصد وزنی تعیین گردید.
کلیدواژگان: نانو ذرات نقره، نانو کامپوزیت، خاصیت ضد باکتریایی، نقره کپسوله شده، گندزدایی -
صفحات 26-33نانوذرات نقره به دلیل خواص ضد میکربی بی نظیر و سمیت کم نسبت به سلول های پستانداران به یکی از رایج ترین نانوذرات در محصولات مصرفی تبدیل گشته اند. امروزه در زمینه تصفیه آب از نانوذرات به منظور تشخیص و حذف مواد بیولوژیکی و شیمیایی استفاده می شود. بنابراین به دنبال استفاده روز افزون از نانوذرات، لازم است که مطالعات بیشتری در ارتباط با اثرات این ذرات صورت گیرد. در این تحقیق اثرات ضد باکتریایی و ضد بیوفیلم محلول کلوییدی نانونقره (میانگین اندازه 10± 40 نانومتر) به روش میکروتیترپلیت بر رشد، تنفس سلولی و تشکیل بیوفیلم سویه های پاتوژن و ایزوله های جداسازی شده (A1 و A2) از سیستم خنک کننده پالایشگاه نفت اصفهان با بیوساید E-265، مقایسه شد. نتایج نشان دادند که غلظتهای مختلف بیوساید E-265 اثر ضد باکتریایی معنی داری بر رشد باکتری های مورد مطالعه نداشت و حتی در غلظتهای ppm 20 و ppm 40 سبب افزایش صد درصدی تشکیل بیوفیلم در ایزوله A1 شد. همچنین مشخص شد که غلظتهای پایینی از نانونقره ppm) 2-1)، فعالیت ضد باکتریایی و ضد بیوفیلم بی نظیری نشان می دهند و بنابراین می توان آن را به عنوان یک بیوساید مناسب به منظور استفاده در سیستم های گردشی آب پیشنهاد نمود.
کلیدواژگان: نانوذرات نقره، فعالیت ضد باکتریایی، فعالیت ضد بیوفیلم، میکروتیترپلیت -
صفحات 34-42در این تحقیق نانو ذرات نی توسط محلولهای اپی کلروهیدرین، تری اتیل آمین، متانول و پیریدین اصلاح گردید. سپس نانو جاذب اصلاح شده به منظور حذف نیترات از آبهای آلوده با استفاده از آزمایش های جذب ناپیوسته و پیوسته مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش های ناپیوسته اثر عواملی مانند pH، جرم جاذب و غلظت نیترات اولیه بر جذب نیترات بررسی گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که با افزایش pH محلول از2 تا 10، راندمان حذف از 60 تا 86 درصد افزایش یافت و درpH برابر 6 به حداکثر مقدار خود رسید. زمان تعادل برابر2 ساعت به دست آمد. با افزایش غلظت نیترات اولیه از 5 تا 120 میلی گرم در لیتر، راندمان جذب از 90 به 67 درصد کاهش یافت. با افزایش جرم جاذب از 0/1 تا 0/3 گرم، راندمان حذف از 54 تا 68 درصد افزایش یافت، اما با افزایش از 0/3 گرم تا 1 گرم، راندمان جذب ثابت ماند. فرایند جذب از مدل سینتیک مرتبه دوم (R2 برابر 1) تبعیت کرده و داده های جذب با ایزوترم لانگمیر (R2 برابر 0/99) مطابقت بیشتری داشت. آزمایش های پیوسته با استفاده از ستون با بستر ثابت (قطر داخلی 2/8 سانتی متر و 35 سانتی متر ارتفاع ستون) انجام گرفت. با استفاده از آب شبیه سازی شده با غلظتهای 15، 50 و 120 میلی گرم در لیتر برای دو دبی 0/98 و 2/27 لیتر در ساعت، ظرفیت ستون جذب (qed) به ترتیب برابر 13/36، 28/48 و 36/52 میلی گرم بر گرم و 25/21، 60/93 و 74/32 میلی گرم بر گرم به دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که نانو جاذب نی اصلاح شده قابلیت بالایی در حذف یون های نیترات از آبهای آلوده دارد.
کلیدواژگان: حذف نیترات، نانوذرات نی، آبهای آلوده -
صفحات 43-52فرایند لجن فعال یکی از گسترده ترین فرایندهای تصفیه بیولوژیکی پسابهای نفتی در پالایشگاه های کشور است. استفاده از این فرایند مشکلاتی مانند عدم تصفیه مناسب در غلظتهای بالای هیدروکربن، افزایش حجم لجن، تولید بالای لجن و ناپایداری در برابر شوک را به همراه خواهد داشت. ایده اصلی این تحقیق استفاده همزمان از رشد چسبیده و معلق برای بهبود بخشیدن فرایند لجن فعال بود. به این منظور کارایی بیوراکتور بافل دار هیبریدی با حجم 34/5 لیتر در تصفیه مصنوعی پساب حاوی آلاینده نفتی با راکتور لجن فعال مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. حامل بستر ثابت سطح ویژه بالایی (m2/m3600) را برای رشد میکروارگانیسم های چسبیده فراهم می کند. میزان تصفیه پذیری در زمان های ماند،COD و غلظت و آلاینده های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در شرایط بهینه برای بیوراکتور هیبریدی (دمای 27 درجه سلسیوس، pH برابر 7/5، DO برابر 4/1 میلی گرم در لیتر، نسبت واحد برای جریان برگشتی و COD/TPH برابر 2/5) متوسط درصد حذف آلاینده نفتی و COD به ترتیب به بیش از 92 و 83 درصد رسید که با مقایسه با شرایط یکسان در راکتور لجن فعال افزایش قابل توجهی را نشان داد، بنابراین فرایند مرسوم تصفیه پساب نفتی را می توان با تغییر در شکل تانک هوادهی و استفاده از بیوفیلم بهبود بخشید.
کلیدواژگان: راکتور لجن فعال بافل دار هیبریدی، راکتور لجن فعال، بیوفیلم، حذف COD -
صفحات 53-60
بیش از 90 درصد تصفیه خانه فاضلاب شهرهای کشور از سیستم لجن فعال استفاده می کنند که در حال حاضر به دلیل بار ورودی زیاد، کارایی مناسبی ندارند. به منظور ارتقای عملکرد این سیستم ها و همچنین کاهش میزان لجن مازاد تولیدی، می توان از یک سیستم UASB به عنوان پیش تصفیه برای کاهش بار آلی ورودی به سیستم لجن فعال و برای افزایش کیفیت فاضلاب تصفیه شده خروجی به جای استفاده از حوض ته نشینی از غشا (تبدیل لجن فعال به بیوراکتور غشایی) استفاده کرد. در این مطالعه اثر تغییر شرایط خوراک به دلیل استفاده از راکتور UASB به تانک هوادهی در تغییر جمعیت و نوع ریزاندام ها، تغییر مقدار باکتری های رشته ای، COD و TS پساب خروجی و گرفتگی غشا در سیستم MBR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که در اثر تغییر قابل توجه ماهیت فاضلاب اولیه (ایجاد یون سولفید و استات) به ورودی سیستم MBR، جمعیت باکتری های رشته ای از 5 به Count/μL 100 افزایش پیدا کرد. اگر چه این افزایش تاثیر چندانی بر روی گرفتگی غشا نشان نداد. بر اثر افزایش غلظت MLSS و در نتیجه کاهش اکسیژن محلول به زیر 1 میلی گرم در لیتر، تعداد باکتری های رشته ای از 100 به Count/μL 400 افزایش یافت. با افزایش باکتری های رشته ای، فشار انتقالی غشا از1/5 به 3/5 کیلو پاسکال رسید و در نتیجه مقاومت کلی در مقابل شار خروجی دچار افزایش شدیدی گردید. برای کاهش تعداد باکتری های رشته ای از هیپوکلریت کلسیم با دز g Cl2/Kg MLSS day 10 استفاد شد، به طوری که بعد از 5 روز میزان باکتری های رشته ای بدون اینکه جمعیت دیگر ریزاندام ها کاهش چشمگیری یابند، از 400 به Count/μL 100 کاهش یافت و به همین ترتیب روند افزایشی فشار انتقالی غشا نیز متوقف شد.
کلیدواژگان: MBR، UASB، باکتری های رشته ای، ریزاندام های شاخص و گرفتگی غشا، غلظت اکسیژن محلول -
صفحات 61-68هدف از این تحقیق بررسی تاثیر غلظتهای مختلف فنل بر کارایی برکه تثبیت بی هوازی در تصفیه فاضلاب نفت بود. این مطالعه از نوع تجربی تحلیلی بود. برکه تثبیت بی هوازی در مقیاس آزمایشگاهی با ابعاد 1×1×2/0 متر با استفاده از ورقه فایبرگلاس با ضخامت 6 میلی متر طراحی، ساخته و راه اندازی گردید. زمان ماند هیدرولیکی برکه بی هوازی در این مطالعه 2 روز و بار هیدرولیکی آن 95 لیتر در روز منظور گردید. پس از راه اندازی و بذرپاشی و تثبیت بیولوژیکی، نمونه برداشت شد. در این مطالعه فنل با غلظتهای مختلف 100، 200، 300 و 400 میلی گرم در لیتر ورودی پایلوت اضافه شد، سپس پارامترهای NH3، PO4، فنل به ترتیب در طول موج 425، 690، 500 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر برای هریک از نمونه ها اندازه گیری شدند و همچنین TCOD،SCOD، TBOD، SBOD و pH نمونه ها نیز اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت فنل در برکه بی هوازی میزان حذف BOD در غلظتهای100، 200، 300 و 400 میلی گرم در لیتر فنل از فاضلاب پالایشگاه نفت به ترتیب 8/14±71/75، 7/09±67/02، 4/43±61/69 و 6/03±53/5 و برای COD 10/94±76/07، 6/12±68/95، 4/37±62/83 و 3/47±55/63 کاهش یافت. می توان گفت این مسئله به دلیل سمیت بالای فنل برای باکتری های تصفیه کننده فاضلاب نفت است. بیشترین و کمترین راندمان حذف فنل توسط این سیستم برای غلظت 100 میلی گرم در لیتر، 89/82 درصد و برای غلظت 400 میلی گرم در لیتر 55/86 درصد به دست آمد. نتیجه بررسی نشان داد که برکه تثبیت بی هوازی در مقیاس پایلوت، در صورت راهبری مناسب، کارایی بالایی در حذف ترکیبات آلی همراه با غلظتهای مختلف فنل دارد.
کلیدواژگان: برکه تثبیت فاضلاب، فنل، تصفیه فاضلاب، نفت، کرمانشاه -
صفحات 69-74جیوه یکی از سمی ترین عناصر سنگینی است که در بسیاری از صنایع تولید و به محیط دفع می شود. مطالعات اندکی در رابطه با تجمع جیوه در خاک و ضریب تجمع زیستی و انتقال آن به گیاه برنج کشت شده در مناطق صنعتی صورت گرفته است. لذا با این هدف در این تحقیق به طور تصادفی از 10 مزرعه برنج اطراف شهرک صنعتی آمل که چندین سال با فاضلاب این شهرک آبیاری می شدند، نمونه برداری با سه تکرار صورت گرفت. غلظت جیوه در نمونه های خاک و گیاه با استفاده از دستگاه آنالیز جیوه پیشرفته LECO مدل 254AMA مطابق روش استاندارد ASTM D-6733 سنجش شد و پارامترهای کیفی خاک اندازه گیری شدند. متوسط غلظت جیوه در خاک مزارع 0/012± 0/031 میلی گرم در کیلوگرمبه دست آمد. میانگین غلظت جیوه در ریشه، ساقه و دانه به ترتیب 0/0163±0/074، 0/008±0/058 و 0/0083±0/051 میلی گرم در کیلوگرماندازه گیری شد. همچنین ضرایب انتقال و تجمع زیستی جیوه به ترتیب کمتر از 1 و 2/46 محاسبه شد. نتایج آزمون همبستگی پیرسون نشان داد که ارتباط مثبت و معنی داری بین غلظت جیوه درخاک با دانه و ارتباط منفی و معنی دار بین pH و غلظت جیوه در خاک و ریشه وجود دارد. با توجه به یافته های این تحقیق می توان گفت که گیاه برنج قابلیت بالایی برای جذب جیوه از خاک دارد.
کلیدواژگان: جیوه، برنج، خاک، تجمع زیستی، ضریب انتقال -
صفحات 75-81پروژه های نفت و گاز و پتروشیمی که در جهت رشد صنعتی و اقتصادی کشور هستند، بدون شک در سطوح بزرگ با اثرات منفی محیط زیستی همراه خواهند بود. در این تحقیق به بررسی میزان امولسیون نفتی در رودخانه اروند پرداخته شد که به واسطه تخلیه پساب این مجتمع نفتی ایجاد می شود. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین میزان DO، COD و BOD 7/2، 1/64 و 95/8 میلی گرم در لیتر و کمترین میزان آن 21، 48/4 و 4 میلی گرم در لیتر بود. بیشترین میزان نفت و چربی O 18/5 میلی گرم در لیتر بود و در رودخانه اروند در بهمن ماه نفت و چربی دیده نشد. بیشترین و کمترین میزانTDS به ترتیب 56 و 21 میلی گرم در لیتر، بیشترین و کمترین میزان TSS به ترتیب 8400 و 1740 میلی گرم در لیتر و بیشترین و کمترین میزان سختی به ترتیب 3762 و 680 میلی گرم در لیتر بود. با توجه به مقایسه نتایج آنالیز پسابهای خروجی مجتمع نفتی در رودخانه اروند با استاندارد سازمان محیط زیست برای تخلیه پساب به آبهای سطحی مشخص شد که واحد چربی گیری به تنهایی قادر به تصفیه درست پسابها نبوده و این پساب نیاز جدی به تصفیه مناسب و کارامد قبل از تخلیه به رودخانه اروند دارد و لازم است یک روش تصفیه مناسب تر با توجه به شرایط منطقه، جایگزین این روش شود.
کلیدواژگان: امولسیون نفتی، واحد چربی گیری، منابع آبهای سطحی، پساب تصفیه شده، مجتمع نفتی -
صفحات 82-93روش های ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی و تشخیص موقعیتهای مناسب برداشت برای شرب و استفاده کشاورزی، از مسائلی است که به لحاظ کاربردی بودن، استفاده فراوانی دارد. ارائه یک روش پهنه بندی کیفی جدید با تعیین حدود و شاخص کیفی مناسب از اهم اهداف تحقیق حاضر بود. در این مطالعه پس از ارزیابی متغیر های کیفی آب در هر چاه پایش، روشی کارا به منظور استنتاج شاخص کلی کیفیت آب با به کارگیری ساختار تشخیص و ارزیابی فازی به کار برده شد. در ادامه، اطلاعات 217 چاه برداشت آب در دشت قزوین که شامل 12 پارامتر شیمیایی کیفیت آب بود، به منظور ارزیابی شاخص کیفی پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت، شاخص کیفی فازی جدید با استفاده از یکی از جدیدترین رویکردهای تخمین مکانی بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک به کل منطقه دشت قزوین تعمیم یافت. نتایج نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در پهنه بندی کیفی آب زیرزمینی بود. یکی از نقاط قوت روش پیشنهادی، پرهیز از تجمیع قطعیت گرایانه کیفیت و ارائه شاخصی پیوسته به منظور ارزیابی کیفی آب زیرزمینی بود.
کلیدواژگان: آب زیرزمینی، شاخص کیفی آب، پهنه بندی، رویکرد ارزیابی فازی -
صفحات 94-100با توجه به محدودیت منابع آبی و خطر بحران آب در ایران و اینکه سالانه مقدار زیادی از ذخایر منابع آبی کشور به دلیل برداشت بیش از حد کاهش یافته و منجر به بحرانی شدن دشت ها و در نتیجه ایجاد بیلان منفی می شود، یافتن راه هایی برای پیش بینی مقدار سطح آب قبل از حفر چاه ها ضروری است. سطح آبهای زیر زمینی متغیری است که در طول زمان و مکان تغییر می کند بنابراین می توان آن را به عنوان یک مجموعه داده ی فضایی- زمانی در نظر گرفت. در تحلیل این نوع داده ها، مدل سازی ساختار وابستگی فضایی- زمانی ابزاری مهم برای پیش بینی متغیر مورد مطالعه در مکان ها و زمان های دلخواه است. ساختار وابستگی فضایی- زمانی داده های فضایی- زمانی به کمک تابع هم تغییرنگار یا تغییرنگار مشخص می شود. در حالت کلی تعیین هم تغییرنگار فضایی- زمانی داده ها بسیار پیچیده است اما تحت فرض تفکیک پذیری هم تغییرنگار، مدل بندی ساختار وابستگی فضایی- زمانی را می توان با ترکیبی از هم تغییرنگار صرفا فضایی و صرفا زمانی انجام داد. در این تحقیق ضمن شرح مختصری در خصوص انواع هم تغییرنگار فضایی- زمانی تفکیک پذیر و نحوه برآورد و مدل سازی آنها، ساختار همبستگی فضایی- زمانی داده های مربوط به سطح آبهای زیر زمینی مدل سازی شد. سپس منحنی تراز پیش بینی سطح آبهای زیر زمینی به روش کریجینگ عام تحت مدل های ضربی و جمعی- ضربی ارائه شده و دقت این مدل ها برای پیش بینی فضایی- زمانی سطح آبهای زیر زمینی مورد ارزیابی قرار گرفت. با آنکه مدل جمعی- ضربی پیچیده تر از مدل ضربی است، نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که مدل ضربی با دقت بسیار مطلوبی می تواند برای پیش بینی سطح آبهای زیرزمینی در ناحیه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژگان: پیش بینی مکانی، زمانی، سطح آب زیر زمینی، داده های مکانی، زمانی، تغییرنگار، کریجینگ -
صفحات 101-111نشت آب یکی از معضلات اصلی شبکه های توزیع است و با توجه به محدودیتهای موجود در منابع تامین آب و هزینه بالای آن، کاهش میزان نشت در شبکه های توزیع آب را می توان یکی از اهداف عمده سازمان های تامین کننده آب دانست. یکی از روش های نشت یابی در شبکه توزیع آب، استفاده از کالیبراسیون فشارهای گره ای با برداشت فشار در چند نقطه از شبکه است. فرایند کالیبراسیون به صورت انجام بهینه سازی یک تابع هدف با قیودی مطرح می گردد. از این رو علاوه بر تحلیل هیدرولیکی شبکه، نیاز به استفاده از الگوریتم های بهینه یابی نیزاست. در این مقاله به مقایسه دو روش بهینه یابی الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچه ها در کالیبراسیون فشارهای گره ای و یافتن نشت پرداخته شد. به منظور بررسی کارایی و نحوه عمل این دو روش در شناسایی نشت، تحلیلها روی شبکه با ایجاد نشت فرضی صورت گرفت که نتایج به دست آمده، کارآمدی روش بهینه یابی کلونی مورچه ها را در شناسایی موقعیت و مقدار نشت درگره های شبکه نشان می دهد.
کلیدواژگان: نشت، الگوریتم های بهینه یابی، شبکه توزیع آب، کالیبراسیون فشارهای گره ای -
صفحات 112-124هدف از این مطالعه پیش بینی رواناب به صورت مکانی با استفاده از اطلاعات ایستگاه های هیدرومتری و هواشناسی بود. بررسی ها نشان می دهد که معمولا ارتباطات مشخصی بین داده های هواشناسی و هیدرومتری بالادست حوضه با میزان رواناب تولیدی در خروجی حوضه وجود دارد و چنانچه بتوان قوانین نهفته در سابقه تاریخی داده های ثبت شده در این ایستگاه ها را استخراج نمود، می توان به آسانی بر پایه اطلاعات اندازه گیری شده به پیش بینی میزان رواناب پرداخت. بر این اساس از بین ابزارهای موجود، تئوری فازی می تواند با انعطاف پذیری خود در تدوین قوانین فازی، دانش نهفته در داده های مشاهده ای را به نحوه مطلوبی به منظور پیش بینی پارامترها در زمان واقعی ارائه نماید. لذا در این تحقیق سیستم استنتاج فازی به منظور برآورد میزان رواناب در ایستگاهی واقع در پایین دست رودخانه طالقان رود با استفاده از آمار ایستگاه های باران سنجی و هیدرومتری بالادست رودخانه به کار گرفته شد. اجرای سیستم فازی معمولی نشان دهنده عدم کارایی مناسب این ابزار در ارائه مقادیر صحیح پیش بینی است که علت آن را می توان در نامناسب بودن مقادیر بازه ای مرتبط با توابع عضویت هر یک از پارامترهای موثر در فرایند مدل سازی جستجو نمود. با توجه به زمان بر بودن ساخت تابع عضویت متناسب با هر یک از پارامترها به دلیل تعدد حالات مختلف توابع عضویت، اقدام به استفاده ترکیبی از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر هوش جمعی به منظور تسریع و بهبود وضعیت مدل سازی گردید. با اجرای مدل ترکیبی، مقادیر بهینه مرتبط با هر یک از توابع عضویت متغیرهای وابسته و مستقل، استخراج شده و بر پایه آن و با استفاده از سیستم فازی اقدام به پیش بینی رواناب در ایستگاه پایین دست رودخانه گردید. نتایج نشان دهنده دقت بالای استفاده از روش ترکیبی پیشنهادی در مقایسه با روش های کاربرد منفرد استنتاج فازی است به طوری که با استفاده از این مدل پیشنهادی می توان میزان دقیق تری از رواناب را برای شرایط آینده برآورد نمود.
کلیدواژگان: سیستم استنتاج فازی، بهینه سازی، الگوریتم مبتنی بر هوش جمعی، رواناب، رودخانه طالقان -
صفحات 125-131
یکی از مهم ترین عوامل آلودگی محیط زیست، فاضلابهای صنعتی حاوی فلزات سنگین است که در پساب بسیاری از صنایع از جمله صنعت آبکاری وجود دارند. این فلزات در صورت ورود به بدن انسان باعث بروز انواع بیماری ها از جمله سرطان و همچنین آلودگی منابع آب و خاک و مرگ آبزیان می گردند. در این تحقیق میزان کارایی فناوری نانو فیلتراسیون در حذف سه فلز نیکل، روی و مس به عنوان شاخص فلزات سنگین در فاضلاب آبکاری مورد بررسی قرار گرفت. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی تاثیر سه عامل فشار، غلظت و زمان بر حذف فلزات سنگین مذکور با استفاده از یک غشای نانو فیلتراسیون بود. در بررسی اثر غلظت بر میزان حذف از دو غلظت 25 و 50 میلی گرم در لیتر نمکهای سولفات مس، نیترات نیکل و سولفات روی استفاده شد و همچنین اثر فشارهای 8، 6 و 4 بار مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین عوامل pH و دما در طول آزمایش ها ثابت در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که با افزایش فشار، میزان حذف افزایش یافت که تاثیر آن در فشار 8 بار برای فلز مس بیشتر از بقیه بود و موجب حذف 100 درصد آن گردید. در خصوص تاثیر غلظت، نتایج نشان دهنده کاهش میزان حذف با افزایش غلظت بود به طوری که در مورد فلز روی از 99 درصد در غلظت 25 میلی گرم در لیتر به 7/97 درصد در غلظت50 میلی گرم در لیتر رسید. همچنین فاکتور گذشت زمان نیز عامل مثبتی در افزایش میزان حذف ارزیابی شد.
کلیدواژگان: نانو فیلتراسیون، نیکل، روی، مس، فاضلاب، غشاء
-
Pages 2-9The Anionic detergents are synthetic organic chemicals used in high volumes in household cleaning products. Alkyle benzene Solfunate (LAS) detergent is one of the most widely used anionic surfactants due to excellent cleaning properties. LAS can be toxic to aquatic organisms and bio-accumulated in some fish,and eventually spread through ecosystems using food chain. Thus it should be removed from wastewater before discharge direct to the environment. Photocatalyst degradation process is one the advanced technologies in removal of organic materials from water and wastewater.The aim of this study was the applicability of photodegradations of anionic detergent by use of TiO2 nanoparticles and their change in to the nontoxic materials such as H2O and CO2 in a slurry reactor. LAS solution (10mg/L) was prepared and in separated stages was exposed to UV and TiO2 and a combination of them. Also the effect of initial LAS concentration, TiO2 loading, pH and various type of UV irradiation on degradation rate were studied. Maximum degradation was obtained at acidic pH, 50 mg/l of TiO2 and 30 min irradiation time, It was also found 99.5% of LAS was degradated in optimal conditions. Kinetics analysis indicated that photocatalytic degradation rates of LAS can be approximated by pseudo-first order model. The mineralization of LAS was reported by measuring the initial and final COD of illuminated solution. Based on the results, UV/TiO2 process may be effectively applied in LAS removal in low concentration but for high concentration not recommended due to economic reasons.Keywords: Photocatalytic Degradation, LAS, UV, TiO2, TiO2 Nanoparticles
-
Pages 10-18Biosorbents have become increasingly important for removal of heavy metal from water and wastewater due to their and biodegradability low costs. Chitosan is a hydrophilic and cationic polymer product of chitin deacetylation and used as an absorbent for removal of heavy metals. In the present study, the adsorption of Pb(II) metal ions from aqueous solution by chitosan nanoparticles was investigated. Nanoparticles are formed by reacting of the free amino groups of chitosan with carboxyl groups of maleic acid as crosslinking agent. Nanoparticles were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and fourier transform infrared spectrometry (FT-IR). The average size of the nanoparticles obtained was about 65-250 nm. Adsorption experiments were performed at room temperature in batch system. The effects of pH, concentration of metal ions and adsorbent dose were conducted. Optimization of adsorption was carried out by the initial solution pH ranged from 3 to 6, the initial metal ions concentration ranged from 10 to 100 mg/l and the adsorbent dose ranged from 1 to 7.5 g/l. Under these conditions, optimal values of initial pH solution, concentration of metal ions and adsorbent dose were found at 6, 100 mg/l and 2.5 g/l respectively. The maximum removal efficiently of 86% for Pb(II) in concentration of 10mg/l was achieved. The adsorption data fairly fitted to Langmuir and Freundlich isotherms. The maximum adsorption capacity of 25.8 mg/g based on Langmuir isotherm was obtained.Keywords: Nanoparticles, Chitosan, Adsorption, Lead, Aqueous Solutions
-
Pages 19-25Considering the surface water resources as one of the main water supplies in many regions of Iran. The application of chlorination for disinfecting drinking water has increased the rate of Disinfection By- Products (DBPs) formation.The required cost for DBPS removal motivates researchers to find a solution related to substitute the chlorination process and need for residual chlorine. Using the current Nano particles such as silver, copper and zinc in powder form is one of the best alternatives in injecting polymer and producing the pipe, but several problems such as lack of uniform distribution of Nano particles in polymer matrices, distribution of particles in the air (TLV), release of Nano particles into the system and accumulate in the body, high consumption due to reduction of filler properties and increased cost price of products led to unpopularity of this technology. Using capsulated material because of zero release and high rates and low prices can be a good choice and useful substituent. In this study various concentrations of Al2 O3 / SiO2 micro-particles,which the silver Nano particles are on these micro-particles have been used to produce sheets, and microbial tests have been done on samples of composites prepared by Iran national standard method of 10.900. And ultimately based on an amount of bacteria and retention time minimum particulate required to slow the growth of bacteria was determined as 4 percent by weight.Keywords: Silver Nanoparticles, Nano, Composites, Antibacterial, Silver Encapsulated, Disinfection
-
Pages 26-33Silver nanoparticles have become one of the most commonly used nanomaterials in consumer products because of their effective antimicrobial properties and low toxicity toward mammalian cells. In the area of water purification, today nanoparticles are widely used for detection and removal of chemical and biological substances. Therefore by the growing use of nanoparticles, further research is certainly needed to study the behavior of them. In this study, the antibacterial and antibiofilm activities of colloidal nanosilver (average size: 40±10 nm) on the growth, cellular respiration and biofilm formation of pathogenic strains and the isolates from the cooling water of Isfahan Oil Refinery (A1 and A2) were compared with biocide E-265 which generally used in this refinery by microtiterplate method. The results showed that different concentration of biocide E-265 had no significant effects on the bacterial growth and even at 20 and 40 ppm showed 100% increase in the biofilm formation of the isolate A1. Also it is detected that low concentration of nanosilver (1-2 ppm) showed unique antibacterial and antibiofilm activities and can be suggested as a suitable biocide for the recirculating water systems.Keywords: Silver Nanoparticles, Antibacterial Activity, Antibiofilm Activity, Microtiter Plate
-
Nitrate Removal from Contaminated Waters by Using Anion Exchanger Phragmites Australis NanoparticlesPages 34-42The efficiency of modified Phragmites australis nanoparticles for nitrate removal from aqueous solution in batch and continuous conditions was studied. The effect of different operating conditions such as pH, the amount of adsorbent, and initial nitrate concentration were surveyed. Our results showed that, pH 6 could provide better condition for nitrate removal. The increase in the nitrate concentration from 5 to 120mg L-1 reduced the efficiency from 90% to 67%. Kinetics and isotherm data revealed that the nitrate adsorption successfully can be described by pseudo-second order kinetic model (R2 =1) and Longmuir isotherm (R2 =0.99), respectively. At the continuous-flow mode, column were operated at 0.98 L hr-1 and 2.27 L hr-1 with initial nitrate concentration of 15, 50 and 120 mg L-1. At the above mentioned conditions, the adsorption capacities were 13.4, 28.5 and 36.5 mg g -1 at 0.98 L hr-1 and 25.2, 60.9 and 74.3 mg g-1 at 2.27 L hr-1, respectively.Keywords: Nitrate Removal, Phragmites Australis Nano Particles, Contaminated Waters
-
Pages 43-52Activated sludge process is one of the well-establish methods for biological treatment of oily wastewater, which use in Iranian oil refineries. However, the process involved many problems such as low efficiency at high concentration of hydrocarbon, instability during hydraulics shocks and bulking phenomena. In this paper attached and suspended growth was used to improve conventional activated sludge treatment process. A hybrid activated sludge reactor, with 34.5 liter capacity, was used in order to treat synthetic high CODs oily wastewater and the results were compared with those obtained from conventional activated sludge reactor. Novel media used in this fixed-film biofilm bioreactor, provided a high surface area-to-volume ratio (600m2/m3). Reactor biodegradability for COD and TPH was evaluated for different hydraulic retention time (HRT) and oil pollution concentration. In optimum condition (T= 27 ºC, pH= 7.5, DO= 4.1mg/l, recycle sludge ratio= 1 and COD/TPH= 2.5) the removal efficiency of HASBR for TPH and COD were 90% and over 95% respectively which showed a significant difference in comparison with the conventional activated sludge reactor in the same conditions. Therefore, existing conventional activated sludge plants could be upgraded and improved by changing the reactor configuration and introducing support media into aeration tank.Keywords: Hybrid Activated Sludge Baffled Reactor (HASBR), Activated Sludge Reactor (AS), Biofilm, COD Removal
-
Effective Parameters on Increasing Filamentous Bacteria and Their Effects on Membrane Fouling in MBRPages 53-60
Over 90 percent of the wastewater treatment plants in Iran use activated sludge process. Due to increase in organic loading rates, most of these plants do not have appropriate performance. For upgrading these systems and decreasing production of the excess sludge, a UASB reactor can be used as pretreatment for decreasing the organic loading prior to the activated sludge system. Also for improving the effluent quality, a membrane can be replaced for secondary sedimentation tank, i.e. changing activated sludge to membrane bioreactor. In this study, the effect of significant changes in feed composition, due to the introduction of UASB reactor; have been investigated on the population of filamentous bacteria, COD and TS removal efficiency and membrane fouling. The results showed that the population of filamentous bacteria increased rapidly from 5 to 100 Count/µL. However, this increase does not have considerable effect on membrane fouling. With increasing MLSS concentration, the number of filamentous bacteria increased from 100 to 400Count/µL. As a result, the trans membrane pressure was raised from 1.5 to 3kpa and overall membrane resistance was increased against the effluent flux. For reducing the filamentous bacteria, a dose of 20 g Cl2 /Kg MLSS was added in few intervals for two days. It was also found the number of filamentous bacteria decreased from 400 to 100 after 5 days without decreasing the other microorganisms’ population significantly. The trans membrane pressure was also retained without any further increase.
Keywords: MBR, UASB, Filamentous Bacteria, Main Micro Organisms, Membrane Fouling, Dissolved Oxygen -
Pages 61-68In this study the efficiency of anaerobic stabilization pond for treating oil refinery wastewater at different concentrations of phenol is investigated. The anaerobic stabilization pond (ASP) was built from fiberglass plats (0.2m×1m×1m and 6mm thickness). The experimental apparatus was performed at HRT (2d) with hydraulic loading rate 95L/day. After inoculation of the biomass, reactor was run at different concentrations of phenol (100, 200, 300, and 400 mg/L). Sampling is carried out from effluent after achievement of steady state condition at all experimental tests. The samples for the determination of NH3, PO4 and Phenol, were analyzed using a spectrophotometer (Varian, UV-120-02). In addition, other parameters such as TCOD, SCOD, TBOD, SBOD, and pH were determined using standard methods. The results showed that the efficiency of system reduced at phenol concentrations of 100, 200, 300, 400 mg/L. The maximum and minimum removal rates of BOD and COD were 71.75±8.14; 76.07± 10.94 and 53.5±6.03, 55.63±3.47 by the system respectively at phenol concentrations of 100 and 400 mg/l. The optimum condition for phenol removal (89.82% and 55.86%) was determined with phenol concentrations of 100 mg/L and 400 mg/L, respectively. This study showed a comprehensive efficiency of anaerobic stabilization pond as a promising system to eliminate different concentrations of Phenol, COD and BOD, however increase of Phenol concentration to 400 mg/L was decreasing of system efficiency due to phenol toxicity for biomass.Keywords: Anaerobic Stabilization Pond, Phenol, Wastewater Treatment, oil, Kermanshah
-
Pages 69-74Mercury has recognized as one of the most toxic heavy metals, which many industries generate and dispose to the environment. Few studies are done about mercury accumulation in soil and bioconcentration and transfer factor of mercury in rice plant cultivated in industrial areas. In this study samples were taken randomly from 10 farms in vicinity of Amol industrial suburban area with three replications. Samples were measured by the LECO AMA 254 Advanced Mercury Analyzer according to ASTM D-6733method. Also the parameters related to the quality of the soil were measured. The mean of mercury concentration in soil, root, stem and grain were found 0.031 ±0.012 mg/kg, 0.074 ±0.0163 mg/kg, 0.058 ±0.008 mg/kg and 0.051 ±0.0083 mg/kg respectively. The calculated transfer factor of mercury to various organs and bioconcentration factor were < 1 and 2.46 respectively. Pearson correlation test showed a positive correlation between mercury concentration in soil with mercury concentration in grain and also a negative correlation between pH with mercury concentration in root and soil. It is concluded that rice plant have high potential for phytoremediation of mercury from soil.Keywords: Mercury, Rice, Soil, Bioconcentration, Transfer Factor
-
Pages 75-81Oil, gas and petrochemical projects are implemented to achieve the industrial development and economic benefits. The human welfare is one of the main anticipated aims for these projects. However, these projects result in vast environmental impacts. In this research, the rate of petroleum emulsion in Arvand River receiving a petroleum complex wastewater treatment effluent was investigated. Results showed that, the maximum concentrations of DO, COD and BOD were 7.2, 95.8 and 48.4 mg/L and the minimum concentrations were 1.64, 21mg/L and 4 mg/L respectively. The maximum concentration of oil and grease was 18.5 mg/L. Oil and grease content have not been observed in Arvand River during research period. It was also found the maximum concentrations of TSS, TDS and Hardness were 56, 8400 and 3762 mg/L and the minimum were 21 mg/L, 1740 mg/L and 680 mg/L respectively. The results revealed that the effluent quality from this complex does not meet the discharge standard to surface waters and the exiting treatment process is not sufficient. Therefore, a more advanced process is required and recommended.Keywords: Oil Emulsion, Recovered Oil Plant, Surface Water Resources, Filtrated Infusion, Oil Complex
-
Pages 82-93Methods for evaluatingthe quality of groundwater resources and recognition of appropriate locations for urban and agricultural water demand has been known as an important item in water resources planning. The main focus of this paper has been addressed a new water quality mapping based on coupling of fuzzy approximation and water quality indexing. In this paper, after indexing water quality in each monitoring well, based on fuzzy reasoning a new global fuzzy indexing has been presented. In this regard, 12 water quality parameters for 217 monitoring wells in the province of Ghazvin in the north have been used. In the final step, map of fuzzy evaluation over the area of interest has been provided based on an optimized new spatial approximation via Genetic Algorithm (GA). The results showed the capability of the proposed methodology for groundwater quality mapping. The most important contribution of this paper is successful combination of fuzzy reasoning and water quality indexing as a continuous function for evaluating groundwater quality mapping.Keywords: Groundwater, Water Quality Index, Water Quality Zoning, Fuzzy Approximation
-
Pages 94-100The water resources are limited and the groundwater levels decrease due to water abuse. This causes the lack of water problem in some regions of Iran. Therefore the hydrological and statistical methods needed for prediction of the water levels at a given location, region or times. The groundwater levels are variables changing by space and time, and their data can be considered as a spatial-temporal data set. Modeling of the correlation structures of such data is a major tool, for the prediction of unknown water level at some specified locations and times. This correlation structure is specified by fitting suitable variogram or covariogrammodels to the data. In this article some nonseparable covariance models were briefly reviewed. Then the spatial-temporal variogram of underground water levels were estimated as product and sum-product models. Finally the underground water levels of Birjand region was predicted using the universal kriging and give the contour map at the selected time. Moreover the prediction precision of different models were compared numerically.Keywords: Spatial, Temporal Prediction, Groundwater Level, Spatial, Temporal Data, Variogram, Kriging
-
Pages 101-111Leakage is one of the main problems in the water supply systems and due to the limitations in water supply and its costly process, reduction of leak in water distribution networks can be considered as one of the main goals of the water supply authorities. One of the leak detection techniques in water distribution system is the usage of the recorded node pressures at some locations to calibrate the whole system node pressures. Calibration process is accomplished by the optimization of a constrained objective function. Therefore, in addition to performing a hydraulic analysis of the network, application of an optimization technique is needed. In the current paper, a comparsion between the ant colony and genetic algorithm methodes, in calibration of the node pressures and leak detections was investigated. To examine the workability and the way of leak detection, analysis of the network with an assumed leak was carried out. The results showed that the effectiveness of the ant colony optimization in the detection of the position and magnitude of leak in a water network.Keywords: Leak, Optimization Algorithms, Water Distribution Network, Node Pressure Calibration
-
Pages 112-124The aim of this study is the spatial prediction runoff using hydrometric and meteorological stations data. The research shows that usually there is a certain communication between the meteorological and hydrometric data of upstream basin and runoff rates in output basin. So, if can be extracted the rules related to historical data that recorded at stations, can be easily predicted runoff amount based on data measured. Accordingly, among the tools available, the fuzzy theory (with flexibility in developing fuzzy rules) can be provide the knowledge lies in the observed data to parameters prediction in real time. So, in this research the fuzzy inference system has been used for estimating runoff rates at stations located in the Taleghan river downstream using rain gage stations and hydrometric stations upstream. Because the inappropriate values associated with membership functions, the fuzzy system model can not provide correct value for the prediction. In this study, a combination of intelligence-based optimization algorithm and fuzzy theory developed to accelerate and improve modeling. The result of proposed model, optimum values to each membership function that related to dependent and independent variable extracted and based on it’s the runoff rates in rivers downstream predicted. The results of this study were shown that the high accuracy of proposed model compared with fuzzy inference system. Also based on proposed model can be more accurately the rate of runoff estimated for future conditions.Keywords: Fuzzy Inference System, Optimization, Particle Swarm Optimization, Runoff, Taleghan River
-
Pages 125-131
One of the main sources of environment pollution is the industrial wastewater which contains heavy metals and can be found in many industries such as plating industry. If these heavy metals enter in the human body, would cause many health problems. The aim of this study was to investigate the possible application of nanofiltration technology in removal of three heavy metals (nickel, zinc, and cupper) as the most representatives of heavy metals in plating effluents. The effects of different pressure, concentration, and time of filtration on removal of these elements were evaluated. Two concentrations levels of heavy metals (25 and 50 mg/L) were studied under three different pressures of 4, 6 and 8 bar. pH and temperature were considered constant in all experiments. The results showed that increasing of pressure resulted in increased in removal. This was more significant for Cu (100% removal) than Zn and Ni under 8 bar of pressure. Also, it was found increasing of concentration resulted in decreased removal of heavy metals. The results showed that Zn removal decreased from 99% in 25 mg/L to 97. 07% in 50 mg/L. Finally, the filtration time caused a positive effect in the heavy metals removal
Keywords: Nanofiltration, Ni, Zn, Cu, Wastewater, Membrane
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.