فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 87 (پاییز 1392)
  • پیاپی 87 (پاییز 1392)
  • تاریخ انتشار: 1392/06/13
  • تعداد عناوین: 15
|
  • محمدرضا سمرقندی، علیرضا رحمانی، محمد نوری سپهر، منصور ضرابی، سعید برجی صفحه 2
    حذف مقادیر بیش از حد استاندارد فسفر به منظور جلوگیری از بروز پدیده اتریفیکاسیون در منابع آبی ضروری است. در این مطالعه از رزین آنیونی بازی ضعیف با سیکل OH- برای حذف فسفر از محلولهای شبیه سازی شده استفاده گردید. کلیه آزمایش ها در سیستم ناپیوسته انجام گرفت. تاثیر پارامترهای مختلفی از جمله زمان واکنش، غلظت اولیه فسفر، pH محلول، مقدار رزین و دما بر روی کارایی حذف فرایند مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین کارایی حذف فسفر در pH برابر 5 مشاهده گردید. نتایج نشان داد که رزین مورد استفاده قادر است که مقدار فسفر موجود در محلولهای شبیه سازی شده را از غلظتهای 5، 10 و 15 میلی گرم در لیتر در مدت زمان 150 دقیقه و در pH برابر 5 با حداقل 5/0 گرم در لیتر از رزین به کمتر از 8/0 میلی گرم در لیتر برساند. نتایج حاصل از بررسی مدل های سینتیکی نشان داد که روند حذف فسفر از مدل سینتیکی شبه درجه دوم پیروی می کند. همچنین مشخص گردید که نفوذ فیلم مانند، مرحله محدود کننده جذب فسفر بر روی رزین مورد مطالعه است. نتایج حاصل از بررسی ترمودینامیک واکنش نیز نشان داد که واکنش حذف فسفر از لحاظ استوکیومتری خود به خودی صورت گرفته و واکنش از لحاظ دمایی از نوع واکنش های گرمازا است.
    کلیدواژگان: جذب سطحی، فسفر، اتریفیکاسیون، ترمودینامیک
  • بیژن بینا، محمد مهدی امین، علیمراد رشیدی، حمیدرضا پورزمانی صفحه 12
    در این مقاله حذف بنزن و تولوئن از محلولهای آبی با استفاده از نانو لوله های کربنی تک دیواره، نانو لوله های کربنی چند دیواره و نانو لوله های کربنی هیبرید مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایش، غلظت بنزن و تولوئن 10 میلی گرم در لیتر، غلظت نانو لوله های کربنی 1 گرم در لیتر و زمان تماس 10 دقیقه در pH خنثی در نظر گرفته شد. نمونه های مورد نیاز به صورت شبیه سازی شده در آزمایشگاه ساخته شد و توسط دستگاه گاز کروماتوگرافی جرمی آنالیز گردید. برای آنالیز داده ها از نرم افزار طراحی آزمایش استفاده شد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب بنزن و تولوئن توسط نانو لوله های کربنی تک دیواره (برای بنزن 98/9 میلی گرم بر گرم و برای تولوئن 96/9 میلی گرم بر گرم) بیشتر از نانو لوله های کربنی چند دیواره و نانو لوله های کربنی هیبرید است. تولوئن بیشتر از بنزن جذب گردید که ناشی از بیشتر بودن قابلیت انحلال بنزن و کمتر بودن وزن مولکولی آن نسبت به تولوئن است. بازیابی نانو لوله های کربنی استفاده شده با استفاده از گرما در دمای 2±105 درجه سلسیوس نیز انجام گرفت که علاوه بر بازیابی، باعث بهبود عملکرد آنها در حذف بنزن و تولوئن نسبت به حالت اولیه نیز گردید. به طوری که راندمان حذف بنزن و تولوئن توسط نانو لوله های کربنی تک دیواره به 8/99 درصد رسید. نتایج این تحقیق نشان داد که نانو لوله های کربنی تک دیواره به طور موثری بنزن و تولوئن را از آب جذب می نمایند و دارای پتانسیل خوبی برای تصفیه آب و فاضلابهای آلوده به مواد نفتی هستند.
    کلیدواژگان: بنزن، تولوئن، نانو لوله های کربنی، آلودگی آب
  • مجید شفیعی جود، احمد ابریشم چی، عبدالرحیم صلوی تبار صفحه 22
    شبیه سازی سیستم های منابع آب ابزاری کارآمد در ارزیابی گزینه های مختلف و تصمیم سازی در شرایط توسعه است. حوضه آبریز رودخانه ارس در شرایط توسعه با افزایش شدید نیاز آبی مواجه است که برای این منظور احداث چند سد در دست مطالعه است. در این مطالعه از روش پویایی سیستم برای شبیه سازی سیستم منابع آب زیرحوضه دره رود از حوضه آبریز رودخانه ارس استفاده شد. سپس، برای ارزیابی سیاست های مطرح شده از شاخصهای عملکردی استفاده شد. سه شاخص استفاده شده در این مطالعه اعتمادپذیری، برگشت پذیری و آسیب پذیری بودند که در محاسبه شاخصهای برگشت پذیری و آسیب پذیری از دو تعریف برآورد مبتنی بر میانگین و برآورد مبتنی بر مقدار بیشینه استفاده شد. نتایج مقایسه شاخصها با تعاریف مختلف نشان داد اگرچه استفاده از برآوردگرهای مبتنی بر بیشینه مقدار در مطالعات گذشته توصیه شده است، اما برآوردگرهای مبتنی بر میانگین به دلیل در نظر گرفتن وضعیت سیستم در شرایط مختلف، حاوی اطلاعات مفیدتری هستند. بهره گیری از این شاخصها در کنار نتایج مدل سازی علاوه بر اطلاعات سودمندی که برای تصمیم گیران و تصمیم سازان دارد، امکان پیش بینی وضعیت سیستم در شرایط شکست را نیز فراهم می آورد.
    کلیدواژگان: پویایی سیستم، شاخصهای عملکردی، اعتمادپذیری، برگشت پذیری، آسیب پذیری، ارزیابی طرحهای توسعه آبی، زیرحوضه دره رود
  • محمود صبوحی صابونی، مصطفی مردانی صفحه 33
    سیستم شبکه توزیع آب شامل انواع منابع عرضه و مراکز تقاضا است. عدم اطمینان در مقدار تقاضا و عرضه در این سیستم ها باعث بروز مشکلات فراوانی برای تصمیم گیرندگان و طراحان می شود. روش های گوناگونی برای غلبه بر مشکل عدم حتمیت در این نوع از سیستم ها مطرح است. در مطالعه حاضر از بهینه سازی با پارامترهای کنترل کننده میزان محافظه کاری (میزان عدم حتمیت)، برای بهینه سازی تخصیص آب، در شبکه عرضه آب حوضه آبریز زاینده رود استفاده شد. تابع هدف مورد مطالعه، حداقل کردن هزینه های مربوط به مراحل طراحی و بهره برداری این شبکه عرضه بود. یک دوره ی 15 ساله طراحی و بهره برداری، شامل دو دوره 5 ساله طراحی برای گسترش و ایجاد تاسیسات جدید و یک دوره 10 ساله بهره برداری در شبکه توزیع آب در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که هزینه کل طرح توسعه شبکه توزیع آب در منطقه مورد مطالعه، برابر با 31/1 میلیارد دلار است. بر اساس یافته ها، افزایش حوضچه های آبهای زیرزمینی برای جبران کمبود آب در منابع آب زیرزمینی توصیه می شود. افزون بر آن، افزایش راندمان آبیاری هزینه های مربوط به شبکه توزیع آب بخش کشاورزی را کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، شبکه توزیع آب، محافظه کاری، عدم حتمیت
  • مریم قدسیان، بیتا آیتی، حسین گنجی دوست صفحه 45
    در این تحقیق بررسی پارامترهای موثر در حذف دو رنگزای آزو RB5 و RR120 به روش فتوکاتالیستی توسط نانو ذرات TiO2 تثبیت شده بر بستر بتنی مورد مطالعه قرار گرفت و اثر پارامترهای موثر شامل میزان فتوکاتالیست، pH اولیه، غلظت آلاینده و توان UV بررسی شد. نتایج نشان داد افزایش غلظت رنگزا و کاهش pH باعث کاهش نرخ رنگبری می شود. همچنین به منظور مقایسه رنگبری، حذف حلقه های بنزنی و فنلی به ترتیب در طول موجهای UV254 و UV310 نانومتر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد نرخ حذف RB5 بیش از RR120 بود به طوری که بازده حذف آن در شرایط بهینه پس از 5/2 ساعت به حدود 9/99 درصد رسید.
    کلیدواژگان: حذف رنگزا، RB5، RR120، نانو ذرات TiO2، فرایند فتوکاتالیستی
  • مهدی بهرامی، سعید برومند نسب، حیدرعلی کشکولی، احمد فرخیان فیروزی، علی اکبر بابایی صفحه 54
    هدف از این پژوهش سنتز نانو ذرات مگنتیت (Fe3O4) و تعیین کارایی آن در حذف کادمیم از محیط آبی بود. به این منظور نانو ذرات مگنتیت سنتز گردید و تاثیر پارامترهای pH، زمان تماس، غلظت کادمیم و مقدار نانو ذرات بر کارایی حذف کادمیم در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین ویژگی های نانو ذرات مگنتیت تولیدی از میکروسکوپ الکترونی روبشی، دستگاه پراش نگار اشعه و طیف سنج مادون قرمز استفاده شد. تصویر برداری از نانو ذرات تولیدی با میکروسکوپ الکترونی نشان داد که قطر این ذرات 40 تا 60 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش pH محلول از 3 تا 6 ظرفیت و بازده جذب کادمیم افزایش می یابد به طوری که در pH برابر 6 به حداکثر مقدار خود رسید، سپس در pH های 7 و 8 بازده و ظرفیت جذب کاهش یافت. لذا pH برابر 6 به عنوان pH بهینه انتخاب گردید. زمان تعادل برابر 30 دقیقه و مقدار جاذب بهینه 4/0 گرم به دست آمد. با افزایش غلظت یون های کادمیم و کاهش مقدار جاذب، ظرفیت جذب افزایش و بازده جذب کاهش یافت. نتایج این مطالعه نشان داد که نانو ذرات مگنتیت دارای مزایایی از قبیل کارایی حذف بالا و زمان واکنش کوتاه است و می تواند به عنوان یک روش در حذف کادمیم از محلولهای آبی استفاده شود.
    کلیدواژگان: نانو ذرات مگنتیت، کادمیم، محلول آبی، آزمایش ناپیوسته
  • زهره خردپیشه، مجید صالحی نجف آبادی صفحه 63
    امروزه فرایندهای UV/TiO2 به علت دارا بودن سرعت و بازده بالا از اهمیت ویژه ای در حذف آلاینده های آلی و معدنی از پسابهای صنعتی برخورداراند. اما یکی از مشکلات کاربرد کاتالیزورهایی با خواص فیزیکی مشابه با اکسید تیتانیم (آناتاز) در این فرایندها، جداسازی کاتالیزور از پساب است. در این تحقیق به منظور ساخت یک کاتالیزور با خواص فیزیکی مناسب و دارای قابلیت جداسازی آسان از پسابهای صنعتی، اکسید تیتانیم به فرم آناتاز بر روی سطح آلومینا (اندازه ذرات 150 تا 200 میکرومتر) به روش هیدرولیز مرطوب سنتز شد. به این منظور از ترکیب ایزو پروپیلات تیتانیم استفاده شد و پس از انجام واکنش روی سطح آلومینا به منظور سنتز اکسید تیتانیم به فرم آناتاز فرایند کلسینه شدن در دمای 500 درجه سلسیوس انجام شد. میزان تشکیل فرم آناتاز از طریق تکنیک پراش ایکس ری اندازه گیری شد. در نهایت عمل حذف سیانیدهای آزاد در حضور کاتالیزور TiO2 و Al2O3/TiO2 با تغییر پارامترهایی نظیر زمان تابش اشعه UV، مقدار کاتالیست و غلظت اولیه سیانید در شرایط بهینه در یک فتوراکتور با استفاده از یک لامپ جیوه 250 وات فشار بالا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که یک لایه از آناتاز TiO2 بروی سطح ذرات Al2O3 تشکیل می شود که مقدار آن بستگی به افزایش دفعات سنتز دارد. مطالعه سینتیکی فرایند حذف سیانید در حضور کاتالیست سنتزی Al2O3/TiO2 نشان داد که نمودار غلظت برحسب زمان در این فرایند لگاریتمی است که دلالت بر سینتیک واکنش درجه اول دارد. همچنین نتایج آزمایش ها نشان داد که کاتالیست TiO2 به دلیل خلوص بالا و اندازه ریز ذرات از فعالیت فتوکاتالیتیکی بالاتری در مقایسه با Al2O3/TiO2 به منظور فرایند حذف برخوردار است، اما خواص فیزیکی کاتالیست Al2O3/TiO2 از جمله قابلیت جداسازی آسان از پساب صنعتی و استفاده مجدد از آن در فرایند حذف، اقتصادی و کاربردی بودن آن را توجیه می کند.
    کلیدواژگان: نور کاتالیزور، هیدرولیز مرطوب، اکسید تیتانیم آناتاز، فتوراکتور
  • مسلم محمدی گله زن، شایان شامحمدی صفحه 71
    در حال حاضر یکی از مهم ترین آلاینده های محیط زیست، پسابهای صنعتی حاوی فلزات سنگین هستند. نیکل یکی از این فلزات سمی است که غلظت بالای آن باعث حساسیت پوستی، بیماری های قلبی، انواع سرطان ها و غیره می شود، بنابراین حذف نیکل از پسابهای صنعتی ضروری به نظر می رسد. هدف از این تحقیق مقایسه سینتیک و ایزوترم جذب نیکل توسط کربن فعال، خاک اره، پوسته فندق و پوسته بادام بود. برای این کار ابتدا جاذبها تهیه شد و برای حذف نیکل از محلول با غلظتهای 5/2 تا 125 میلی گرم در لیتر استفاده شد. نتایج آزمایش های pH نشان داد که برای جاذبهای کربن فعال، خاک اره، پوسته فندق و پوسته بادام حداکثر مقدار جذب، به ترتیب در pH 6، 6، 6 و 7 به دست آمد. آزمایش های سینتیک جذب نشان داد که حداکثر زمان تعادل در غلظت 5 میلی گرم در لیتر برای جاذبهای کربن فعال، پوسته فندق، خاک اره و پوسته بادام به ترتیب برابر 60، 75، 120 و 150 دقیقه است. نتایج برازش مدل های سینتیک نشان داد که برای جاذبهای پوسته فندق و خاک اره، مدل لاگرگرن و برای جاذبهای کربن فعال و پوسته بادام مدل هو و همکاران، در سطح 95 درصد اعتماد دارای کمترین فاکتور خطا و بیشترین ضریب همبستگی است و سرعت جذب سطحی نیکل به صورت پوسته بادام < خاک اره < پوسته فندق < کربن فعال است. مطالعه ایزوترم جذب نشان داد که با توجه به فاکتور خطا و ضریب همبستگی برای تمامی جاذبها، به ترتیب مدل های ردلیچ پترسون و لانگمیر داده های ایزوترم را بهتر توصیف می کنند. همچنین نتایج نشان داد که حداکثر زمان تعادل تابع توانی از ظرفیت جاذب است
    کلیدواژگان: جذب، کربن فعال، پوسته فندق، پوسته بادام، خاک اره
  • نسترن عظیمی، مسعود طاهریون صفحه 80
    هدف از انجام این مطالعه ارزیابی عملکرد سیستم لجن فعال تلفیقی با بستر ثابت در تصفیه خانه شهرک صنعتی آمل برای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی بود. این تصفیه خانه با ظرفیت 1700 مترمکعب در روز شامل مراحل تصفیه فیزیکی و بیولوژیکی، گندزدایی، تغلیظ، هضم و آبگیری لجن است. پارامترهای کیفی فاضلاب طی زمستان 1389 و بهار1390 اندازه گیری شد. با استفاده از آنها بازده حذف COD و همچنین ضرایب سینتیکی نظیر ضریب بازده رشد (Y)، ثابت نیمه اشباع (Ks)، نرخ حداکثر مصرف سوبستره (k) و ضریب خودخوری (kd) محاسبه گردید. نتایج نشان داد که این ضرایب به جز Ks در محدوده گزارش شده برای سیستم لجن فعال متعارف است و همچنین تحت شرایط راهبری موجود در تصفیه خانه، محدوده بازده حذف COD بین 98 تا 99 درصد به دست آمد. با استفاده از ضرایب سینتیکی به دست آمده از این مطالعه، COD خروجی تخمین و آنالیز حساسیت انجام گرفت که نتایج نشان داد رابطه مستقیمی بین تغییرات kd و Ks با سوبستره خروجی وجود دارد، درحالی که رابطه بین k و سوبستره خروجی رابطه ای معکوس است. در نهایت به بررسی تاثیر افزایش زمان ماند سلولی بر بازده حذف COD پرداخته شد
    کلیدواژگان: لجن فعال تلفیقی با بستر ثابت، ضرایب سینتیکی، رشد چسبیده، حذف COD
  • وحید نورانی، مینا سیاح فرد صفحه 88
    برآورد مقادیر تبخیر برای مدیریت کارآمد منابع آب در مناطق با اقلیم نیمه خشک امری ضروری است. این مقاله کاربرد شبکه های عصبی مصنوعی، رگرسیون خطی چند متغیره و سه روش تجربی تعادل انرژی، آیرودینامیکی و ترکیبی پنمن را به منظور برآورد مقادیر تبخیر روزانه تشتک برای دو شهر تبریز و ارومیه مورد ارزیابی قرار داد. علاوه بر این آنالیز حساسیت به دو روش مشتقات جزئی و وزن های اتصالی برای تبیین میزان اثر هر پارامتر ورودی از نظر مقدار و جهت روی نتایج مدل های شبکه عصبی و نیز تشخیص بهترین ترکیبات ورودی انجام شد. متغیرهای هیدرولوژیکی استفاده شده شامل مشاهدات روزانه کمیتهای دمای هوا، تبخیر تشتک، تشعشع خورشید، فشار هوا، رطوبت نسبی و سرعت باد بودند. نتایج روش های کلاسیک و مدل های شبکه عصبی با مقادیر تبخیر روزانه مقایسه شد. مقایسه ها بهتر بودن پاسخ شبکه های عصبی در برآورد تبخیر روزانه نسبت به سایر مدل ها را نشان داد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که درجه حرارت هوا، تشعشع خورشیدی و تبخیر روز گذشته بیشترین تاثیر را روی تبخیر روزانه نسبت به سایر عوامل در هر دو منطقه دارند و تاثیر متغیرهای دیگر کم است.
    کلیدواژگان: آنالیزحساسیت، شبکه های عصبی مصنوعی، تبخیر روزانه، تبریز، ارومیه
  • پوریا جوان، محمود محمدرضا پور طبری، مهدی میرزایی صفحه 101
    دو پارامتر عمق و سرعت سیل تعیین کننده میزان خطری است که سیل در هر نقطه دارد. معادله حاکم بر انرژی جریان از آن جهت که دارای هر دو معیار سرعت و عمق جریان است، برای تحلیل در این زمینه مناسب به نظر می رسد. به منظور تدقیق در پهنه بندی سیل با دوره های بازگشت مختلف و خطر مواجهه با آن در اراضی حاشیه رودخانه ها، روش های متعددی پیشنهاد شده است. دخیل نمودن عواملی نظیر تحلیل سیلهای گذشته در منطقه تحت تاثیر سیل، عوامل هیدرولوژیکی منطقه و درنظر گرفتن مولفه های هیدرولیکی موثر در پهنه بندی سیلاب نظیر سرعت جریان از این دسته هستند. در این مقاله تاثیر پهنه بندی سیل توسط انرژی جریان در نقاط تحت تاثیر سیل بررسی گردید. همچنین خطر سیل از نظر انرژی جریان، در هر مقطع از مسیر رودخانه، با ارائه یک نمودار پیشنهادی بازه بندی خطر با دیگر پهنه بندی های انجام گرفته در این زمینه مقایسه گردید. در این مقاله رودخانه فردو از رودخانه های بخش کهک استان قم که دارای مشخصات کوهستانی و جوان در بالادست و بالغ و پایدار در پایین دست جریان است و در فصلهای مختلف سال مورد آسیب سیل قرار می گیرد، مورد بررسی قرار گرفت. روش پیشنهادی در این تحقیق، علاوه بر بالابردن دقت شناسایی خطر سیل در نواحی سیل گیر، شناسایی قسمت هایی از بستر و حاشیه رودخانه که تحت تاثیر شدید سیل قرار می گیرد را برای تصمیم گیری به منظور ساماندهی رودخانه ها تسهیل می کند.
    کلیدواژگان: پهنه بندی خطر سیل، معادله انرژی جریان، برآورد خطر سیل، مدیریت سیلاب دشت، مدیریت رودخانه
  • سید حسین هاشمی، امیر باقری صفحه 112
    شیرابه زمین های دفن زباله شهری یکی از مشکلات مهم محیط زیستی است. امروزه روش انعقاد الکتریکی از جمله روش هایی است که برای تصفیه شیرابه مورد توجه است. در این فرایند، مواد منعقد کننده از انحلال الکترود فلزی تولید می شود. در این مقاله تصفیه پذیری شیرابه کهنه زمین دفن زباله کهریزک تهران به روش انعقاد الکتریکی با استفاده از الکترودهای فولادی گرید ST-12، ST-37 و CK-45 در مقیاس آزمایشگاهی با اندازه گیری پارامترهای COD، ذرات معلق و تغییرات پتانسیل اکسایش و کاهش بررسی شد. میزان حذف COD با مقدار اولیه 160000 میلی گرم در لیتر در زمان 100 دقیقه و جریان 7/2 آمپر برای الکترودهای ST-12، ST-37 و CK-45 به ترتیب 66/42، 37/34 و 2/35 درصد به دست آمد. با افزایش زمان به 140 دقیقه میزان حذف COD به ترتیب 78/6، 38/4 و 12/12 درصد افزایش داشت. همچنین با افزایش دانسیته جریان اعمالی از 33/33 به 66/166 آمپر بر مترمربع افزایش حذف 98/38، 64/22 و 38/25 درصدی برای COD و 4/16، 79/19 و 71/18 درصدی برای ذرات معلق برای الکترودهای ST-12، ST-37 وCK-45 به دست آمد. نتایج نشان داد الکترود ST-12 بهترین عملکرد را برای تصفیه شیرابه دارد به طوری که در دانسیته جریان 66/166 آمپر بر مترمربع معادل بارگذاری شارژ F/m3 46/155، 67/64 درصد از COD و 79/98 درصد از ذرات معلق حذف شدند
    کلیدواژگان: شیرابه، انعقاد الکتریکی، دانسیته جریان، بارگذاری شارژ
  • سید منصور میبدی، شمس جهان فتوحی*، اسفندیار جلیل زاده، ماه رخسار فتوحی، طیبه جلیلی، شراره شاملویی صفحه 122

    در این مطالعه جذب زیستی فلز کادمیم از پسابهای صنعتی توسط سویه های قارچی جدا شده مطالعه شد. برای این منظور نمونه های پساب کارخانه های سرب و روی زنجان جمع آوری شد. سپس سویه های مقاوم به کادمیم (مخمر و یک کپک) با کشت در محیط BHI آگار حاوی سولفات کادمیم جداسازی شدند. پس از تهیه توده زیستی زنده و کشته شده اثر pH، غلظت اولیه فلز کادمیم و زمان تماس با فلز بررسی شد. در این بررسی مشخص شد که توده زیستی کشته شده مخمر و کپک توانستند به ترتیب 95/86 و 65/58 درصد کادمیم را از نمونه حذف کنند. همچنین توده زیستی زنده مخمر و کپک نیز به ترتیب 84/29 و94/31 درصد از آن را حذف کردند. بیشترین حذف در زمان 60 دقیقه رخ داد. سویه ها با روش ژنتیکی 18SrRNA PCR sequencing شناسایی شدند. سویه مخمری با رودوسپوریدیوم تورولوئیدس SM30 99 درصد و سویه کپکی با آسپرژیلوس ملئوس 100 درصد همسانی داشت. پس این سویه ها می توانند برای مطالعات اصلاح زیستی در مقیاس نیمه صنعتی استفاده شوند

    کلیدواژگان: جذب زیستی، کادمیم، سویه های قارچی، پساب، کارخانه سرب و روی
  • راحله بیات بید کوپه، محمد ابراهیمی*، بهرام کیوانی صفحه 128

    اسید رد 206 با فرمول شیمیایی C40H20CaN4O8S2، یک رنگ آزو با مصرف بالای جهانی است که در پساب صنایع نساجی به مقدار زیاد یافت می شود. در این تحقیق با استفاده از طرح آزمایش تاگوچی و نرم افزار Qualitek-4 واکنش تجزیه فوتوکاتالیستی اسید رد 206 در آبهای آلوده با استفاده از کاتالیستZnFe2O4/Bentonite در حالت سوسپانسیون و تابش نور UVدر فوتوراکتور ناپیوسته انجام شد. برای شناسایی کاتالیست تهیه شده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی و همچنین الگوی پراش اشعه ایکس استفاده گردید. واکنش از نظر سینتیکی در شرایط بهینه بررسی شد و نتایج نشان داد که سینتیک آن از درجه اول بوده است و نتایج قابل قبولی در این بررسی ها به دست آمد. تاثیر عوامل عملیاتی در تجزیه فوتوکاتالیستی نظیر pH، مقدار آب اکسیژنه، مقدار نانوفوتوکاتالیست و دمای واکنش مورد بررسی قرار گرفت و بیشترین راندمان در شرایط بهینه با pH برابر 5، مقدار آب اکسیژنه یک میلی لیتر، مقدار نانو فوتوکاتالیست ppm 75، و دما 293 درجه کلوین مشاهده گردید. بر اساس این نتایج روشی برای تجزیه فوتوکاتالیستی با استفاده از کاتالیست ZnFe2O4/Bentonite به دست آمد که می توان با گسترش آن به شکل صنعتی، برای تجزیه فاضلابهای رنگی در صنایع نساجی از آن استفاده نمود.

    کلیدواژگان: اسید رد 206، نانو فوتوکاتالیست، زئولیت، طرح آزمایش تاگوچی
  • یادداشت فنی
  • سارا نام آور، سیمین ناصری، امیرحسین محوی، رامین نبی زاده، محمد هادی دهقانی صفحه 137
    غلظت فلوراید آب آشامیدنی یکی از پارامترهای موثر در سلامت است، لذا یافتن راهی برای حذف فلوراید بیش از مقدار استاندارد از آب آشامیدنی از اهداف مهم در پروژه های تامین آب است. امروزه با پیشرفت تکنولوژی و دستیابی به روش های نوین استفاده از فرایندهای غشایی به منظور تهیه آب سالم و بهداشتی گسترش بسیاری یافته است. در این مطالعه کارایی غشای اسمز معکوس در حذف فلوراید از آب مورد بررسی قرار گرفت. غلظت اولیه فلوراید، غلظتهای متفاوت سولفات و هدایت الکتریکی آب آشامیدنی و نقش نوع کاتیون همراه با یون فلوراید، پارامترهایی هستند که اثر آنها بر راندمان حذف فلوراید توسط این غشاء مورد مطالعه قرار گرفت.کلیه آزمایش ها بر اساس روش های استاندارد انجام شد و برای اندازه گیری غلظت فلوراید نیز از روش SPADNS استفاده شد. نتایج حاصل از انجام آزمایش ها نشان داد که با افزایش غلظت فلوراید، سولفات و هدایت الکتریکی، راندمان حذف فلوراید کاهش می یابد، به علاوه راندمان حذف یون فلوراید برای نمک فلورید کلسیم بیشتر از فلورید سدیم است.
    کلیدواژگان: فلورایدزدایی، فرایندهای غشایی، اسمز معکوس، تصفیه آب
|
  • Mohammad Reza Samarghandi, Ali Reza Rahmani, Mohammad Noori Sepehr, Mansuor Zarrabi, Saied Borji Page 2
    Removal of phosphorous for control of eutrophication in receiving water is necessary and of great concern for environmental protection. In this work، weak anion exchange resin with OH- was used for removal of phosphorous from model solution. All experiments were conducted in a batch system. Various parameters such as pH، initial phosphorous concentration، solution temperature، resin dosage and reaction time were studied. High removal was observed at pH 5. After 150 minute reaction time at pH 5 and 0. 5 g/L of adsorbent، phosphorous concentration decreased form initial concentrations of 5، 10 and 15 mg/L to below 0. 8 mg/L. Experimental data was best fitted onto pseudo-second order model. In addition it was found that film diffusion model is the main rate controlling step in this reaction. Thermodynamic studies demonstrated that removal of phosphorous is an exothermic reaction and randomness in solid-liquid surface during sorption process.
    Keywords: Adsorption, Phosphorous, Eutrophication, Thermodynamic
  • Bijan Bina, Mohammad Mehdi Amin, Alimorad Rashidi, Hamidreza Pourzamani Page 12
    The removal of benzene and toluene from aqueous solutions by single and multi walled carbon nano tubes (SWCNT and MWCNT) and hybrid carbon nano tube (HCNT) were evaluated. In this study nanomaterials in a dose of 1 g/l and contact time 10 min with benzene and toluene concentrations of 10 mg/l and pH 7 were chosen. Synthetic samples were analyzed by GC/MS. In order to analysis data Design of Experiment (DOE) softwere was used. The equilibrium amount (qe) (mg/g) for SWCNT (B: 9. 98 mg/g، T: 9. 96 mg/g) was found higher than MWCNT and HCNT. The amount of uptake for SWCNT was T > B، that was due to increasing of water solubility and decreasing of its molecular weight. It could be concluded that recycling by heating at 105±2ºC provide better adsorption performance for recycled CNTs than their initial state. So that benzene and toluene removal efficiency improved to 99. 8 percent. This study showed the SWCNTs are efficient as benzene and toluene adsorbents in environmental pollution control technology.
    Keywords: Benzene, Toluene, Carbon Nano Tube, Water Pollution
  • Majid Shafiee Jood, Ahmad Abrishamchi, Abdolrahim Salavitabar Page 22
    Water resources systems simulation is a helpful tool in evaluating proposed scenarios and decision making in the development condition. Aras river basin will be facing increasing water demand in the development condition; hence, construction of new reservoirs is under study. In this study, System Dynamics approach was used to simulate the Darehrood sub catchment water resources system in Aras river basin. Then, performance indices were used to evaluate the proposed scenarios. Reliability, resiliency and vulnerability were the three performance indices presented in study where maximum value and mean value estimators mentioned in the previous studies were used to estimate resiliency and vulnerability indices. The results showed that although using maximum value estimators have been proposed in some previous studies, mean value estimators provide more useful information since they consider system performance in different states. Using these indices together with the results obtained from simulation model, can provide managers and decision makers with useful knowledge of system performance and help them to predict the behavior of the system once a failure in the system has occurred.
    Keywords: System Dynamics, Performance Indices, Reliability, Resiliency, Vulnerability, Evaluating Water Development Plans, Darehrood Sub Catchment.
  • Mahmood Sabouhi Sabouni, Mostafa Mardani Page 33
    Water distribution network system includes multiple sources of supply and demand centers. Uncertainty in the amount of demand and supply on these systems causes many problems for decision-makers and designers. Various methods were proposed to overcome the uncertainty problem in these systems. In this study, to allocation of water in the water supply network of Zayandehrud basin, optimization with degree of conservative (degree of uncertainty) controller parameters were used. The objective function of the study was to minimize the water distribution network costs. A 15-year design and operation period (2024-2009) including two 5-year course designed to expand and create new facilities and a 10-year period of operation in the water distribution network was considered. The results showed that the total cost of development of water distribution networks in the study area is 1/31 billion dollars. Based on the findings, increased groundwater fed ponds to compensate for water shortage in the groundwater resources is recommended. In addition, Increase irrigation efficiency reduces costs related to the water distribution network of agricultural sector.
    Keywords: Optimization, Water Distribution Network, Conservative, Uncertainty
  • Maryam Ghodsian, Bita Ayati, Hossein Ganjidoust Page 45
    In this study the effective parameters in removal of two azo dye including Reactive Black 5 (RB5) and Reactive Red 120 (RR120) using photocatalytic method (by TiO2 nanoparticles immobilized on the concrete support) were investigated. The effect of parameters such as photocatalyst amount, initial pH, dye concentration and UV power were determined. The results showed that increase of dye concentration and decrease in pH caused decrease in dye removal rate. In order to compare dyes removal, benzene and phenol rings removal were measured in UV254 and UV310 nm wavelengths, respectively. The results in the optimum conditions showed that RB5 removal rate was more than RR120 as the removal rate was reached to 99 percent after two and half hours.
    Keywords: Dye Removal, RB5, RR120, TiO2 Nanoparticles, Photocatalytic Process
  • Mehdi Bahrami, Saeed Boroomandnasab, Heidar Ali Kashkooli, Ahmad Farrokhian Firoozi, Ali Akbar Babaei Page 54
    The objectives of this research were to synthesize magnetite nanoparticles (Fe3O4) and determining its efficiency in Cadmium removal from aqueous solutions. Consequently, magnetite nanoparticles were synthesized and the effect of pH, contact time, Cadmium concentration and nanoparticles amount on cadmium removal efficiency were investigated in batch system. Scanning Electron Microscope (SEM), XRD and FTIR were used to characterization of the synthesized magnetite nanoparticles. SEM results showed that the diameter of the particles is 40-60 nm. Results also showed that the optimum pH value for adsorption was 6. The adsorption capacity increased and the adsorption efficiency decreased with increasing concentration of Cadmium ions and reducing the amount of adsorbent. The magnetite nanoparticles have advantages such as high removal efficiency and short reaction time and can be used as a method to remove Cadmium from aqueous solutions.
    Keywords: Magnetite Nanoparticles, Cadmium, Aqueous Solution, Batch Experiment
  • Zohreh Kheradpisheh, Majid Salehii Najaf Abadi Page 63
    The photocatalytic UV/TiO2 process has particular importance due to having high rate and efficiency in the removal of organic and inorganic contaminants from industrial wastewater. One of the problem of utilization of a catalyst with physical properties similar to TiO2 (anatase) is the separation of the catalyst from the wastewater effluent. In this study, synthesis of titanium oxide on the surface of alumina (particle size 150 to 200 µm) with the wet impregnation method was accomplished in order to create a catalyst with suitable physical properties to easy separation capability from industrial effluents. Hence, titanium isoprpylate compound was used and after the reaction of alumina on the surface, in order to Synthesis of titanium oxide anatase form, calcinations being done in the temperature of 500 ◦C in an electric furnace. The amount of anatase phase formation was measured by X-ray diffraction technique. Finally the removal of free cyanide in the presence of TiO2 and Al2O3/TiO2 was investigated in optimal conditions with the Change of parameters such as irradiation time of UV, the amount of catalyst and initial concentration of cyanide. Experiments were carried out by using a batch photoreactor and a high pressure Hg lamp (250 watt). The results indicated that a layer of anatase TiO2 formed on the surface of Al2O3 particles which its value depends on the increasing frequency synthesis. The study of the kinetic of cyanide removal process in the presence of the synthetic catalyst Al2O3/ TiO2 showed that the curve ofconcentration versus time is logarithmic in this process which indicated the reaction is the first order The results also showed that the catalyst TiO2 has a greater Photocatalytic activity in removal of cyanid compared to Al2O3/ TiO2 due to its higher purity and tiny particle size. However, the physical properties of Al2O3 /TiO2 catalyst including easy separation and reuse from industrial effluent in removal process, could justify economical and practical of its application.
    Keywords: Photocatalyst, Wet Impregnation, TiO2 (anatase), Photoreactor
  • Moslem Mohammadi Galehzan, Hayan Shamohammadi Page 71
    The most important environmental pollutants are heavy metals in industrial wastewater effluents. Nickel is one of the toxic heavy metals which its high concentration causes skin allergy, heart disease and various cancers. So removal of this element from industrial effluent is of prime concern and necessary. The main purpose of this study is to compare kinetics and isotherms of nickel uptake by activated carbon (AC), sawdust (SD), hazelnut shell (SH) and almond shells (AH). Adsorbents are initially prepared to remove nickel from solutions with concentrations 2.5 to 125 mg/l. pH test results showed that maximum absorption using AC, SH, SD and AH obtained at pH 6, 6, 6 and 7 respectively. Kinetics experiments showed that maximum absorption equilibrium time at concentration of 5 mg/l of AC, SH, SD and AH occur at 60, 75, 120 and 150 minutes respectively. Kinetic models fitting results showed that for sawdust and hazelnut shells, Lagergern model and for activated carbon and peanut shell Ho et al. model are suitable and have the lowest error and highest correlation coefficient at 95 percent confidence level. The results also revealed that rate of Nickel adsorption follows this order: AH Keywords: Adsorption, Activated Carbon, Hazelnut Crust, Shell Peanuts, Sawdust
  • Nastaran Azimi, Masoud Taheriyoun Page 80
    The purpose of this study was to analyze the performance of Integrated Fixed Film Activate Sludge system in Amol industrial wastewater treatment plant to treat the food industrial wastewater. The capacity was 1700 cubic meters per day that includes physical and biological treatment, disinfection, sludge thickening, digestion and dewatering. The wastewater quality parameters were analyzed during winter 2010 and spring 2011. Using data, COD removal efficiency and kinetic coefficient such as yield coefficient (Y), half saturation coefficient (Ks), maximum substrate utilization rate (k) and endogenous decay coefficient (kd) were calculated and results indicated that except Ks other coefficient were in the range that was normally reported for conventional activated sludge. Under existing conditions at the wastewater treatment plant, COD removal efficiency range was between 98 to 99 percent. By using kinetic coefficient obtained in this study, effluent COD was estimated and sensitivity analysis was performed. The results showed that there is a direct relationship between the variation of kd and Ks with effluent substrate concentration, while the relationship between k and effluent substrate is reverse. Finally the effect of increasing sludge retention time (SRT) on COD removal efficiency was also investigated.
    Keywords: Integrated Fixed Film Activated Sludge, Kinetic Coefficients, Attached Growth, COD Removal
  • Vahid Nourani, Mina Sayyah Fard Page 88
    Estimation of evaporation values is needed for efficient management of water resources at semi-arid regions. This paper presents application of Artificial Neural Networks (ANNs), Multiple Linear Regression (MLR) and empirical models viz.: Energy balance، Aerodynamic، Penman for estimation of daily pan evaporation for Tabriz and Urmia cities. Furthermore, in order to determine the effect of each input parameter on the output variable in terms of magnitude and direction and also identify the best combinations of the model inputs, two sensitivity analysis methods i. e. the Partial Derivation method (PaD) and the Weights method have been applied on the ANNs results. The used hydrological variables include daily observations of air temperature, pan evaporation, solar radiation, air pressure, relative humidity, and wind speed. The results of the classic methods and ANN models are compared to daily observations of evaporation values. The comparison showed that there is better agreement between the ANN estimations and measurements of daily evaporation than other models. Sensitivity analysis results showed that air temperature, solar radiation and previous day evaporation have maximum effects on daily evaporation in both regions and the contributions of the other variables are insignificant.
    Keywords: Sensitivity Analysis, Artificial Neural Networks, Daily Evaporation, Tabriz, Urmia
  • Pourya Javan, Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari, Mahdi Mirzaei Page 101
    Flooding and its damages are not only found uplift water level in a region. In other words, the depth and speed parameters together have determining the level of flood risk at each point. This subject is visible in flooded plain with low height and high speed of 2 meters per second, which damages are extensive. According to the criteria of having both velocity and flow depth in the governing equation to the flows energy, this equation seems appropriate to analysis in this study. Various methods have been proposed for increase accuracy in flood zoning with different return periods and risks associated with it in land border of river. For example, some of these methods are considered factors such as analysis of past flooding in the area affected by floods, hydrological factors and consideration of hydraulic elements affecting in flood zoning (such as flow velocity). This paper investigates the effect of flood zoning by the energy flow in the areas affected by floods. Also risk due to flood based on energy flow in each section of the river is compared by the proposed graphs of hazard interval and other done flood zoning in this field. In this study, the FORDO river has been selected as the case study. This river is part of the rivers located in the city of QOM KAHAK. The characteristics of river in upstream and downstream are mountain, young and stable and adult, respectively. Also this river in different seasons is exposed the flood damage. The proposed method in this study can be improving recognition accuracy of flood risk in areas affected by flood. Also, this method facilitate the identify parts of the river bed, that is affected by severe flooding, for decision making to improve rivers organizing.
    Keywords: Flood Risk Zoning, Flow Energy Equation, Flood Risk Assessment, Flood Plain Management, River Management
  • Seyed Hossein Hashemi, Amir Bagheri Page 112
    Leachate of urban solid waste landfills is one of the most important of environmental concerns. Today, electro-coagulation is considered as a method for leachate treatment. In this process coagulants are produced during metallic electrode dissolution. In this article, treatability of old leachate of Kahrizak landfill of Tehran by electro-coagulation method was studied. The study was done in laboratory scale by using steel electrodes grades ST-12, ST-37, and CK-45 and measuring COD, SS and ORP parameters. COD removal was obtained 42.66, 34.37 and 35.2 percent for ST-12, ST-37 and CK-45 electrodes while the operation time and current were 100 min and 7.2 A for initial COD concentration of 160,000 mg/l. COD removal increased 6.78, 4.38 and 12.12 percent when the operation time increased to 140 min, respectively. As well, COD removal was increased 38.98, 22.64 and 25.38 percent and SS removal was enhanced 16.4, 19.79 and 18.71 percent for ST-12, ST-37 and CK-45 electrodes, while the current density increased from 33.33 to 66.166 A/m2. The results also showed ST-12 electrode had the best efficiency for leachate treatment with COD and SS removal of 64.67% and 98.79% respectively while the current density was 66.166 A/m2 equals charge’s loading of 46.155 F/m3.
    Keywords: Leachate, Electrocoagulation, Current Density, Charge Loading
  • Seyyed Mansour Meybodi, Shams Jahan Fotouhi, Esfandiar Jalilzadeh, Mahrokhsar Fotouhi, Tayyebeh Jalili, Sharareh Shamloei Page 122

    In this study the biosorption of cadmium from industrial wastewater was studied by isolated fungal strains. For this purpose, the effluent samples were collected from leads and zinc plant of Zanjan. Then, cadmium resistant strains (yeast and a mold) were isolated by cultivation on BHI agar containing cadmium sulfate. After preparing the living and dead biomass, the effect of pH, initial metal concentration and contact time in removal of cadmium was investigated. In this study it was found that the dead biomass of yeast and mold were able to remove86.95% and 58.65% of cadmium from the samples respectively. The results also showed that the living biomass of yeast and mold removed cadmium 29.84% and 31.94% reapectively. Most removal occurred after 60 minutes of contact time.. These strains were identified by 18SrRNA PCR sequencing method. Yeast strain had 99% homology with Rhodosporidium toruloides SM30and mold strain had 100% homology with Aspergillus melleus. Thus, these strains could be used for bioremediation studies in semi-industrial scale.

    Keywords: Biosorption, Cadmium, Fungal Strains, Wastewater, Lead, Zinc Plant
  • Raheleh Bayat Beed Koupeh, Mohammad Ebrahimi, Bahram Keyvani Page 128

    Acid Red206 (C40H20CaN4O8S2) is a textile dye with global usage which is found in sewage of textile manufacturing industries in large quantity. In this research the reaction of Acid Red206 (AR206) in photocatalytic analysis was carried out in water with use of Taguchi method, Qualitek-4 software and catalyst suspension ZnFe2O4/Bentonite and UV light radiation. To identify prepared catalyst, SEM image and XRD diffraction pattern were used. Based on Taguchi method the test results displayed the maximum photo catalytic activity. From kinetic view the reaction was first order and study of reaction rate was carried out with the use of first order kinetic equation and Acceptable results were gained in this consideration. The effect of factors in photo catalytic analysis such as pH, the amount of photo catalyst and hydrogen peroxide and temperature of reaction, were examined and the most efficiency in optimum conditions (pH=5, hydrogen peroxide=1ml, nonophotocatalyst=75ppm and temperature=293K) was observed. According to these results, a method was obtained for photo catalytic analysis with the use of ZnFe2O4/Bentonite catalyst and UV light radiation, which by its development in an industrial form; it can be used for analyzing the wastewater in loom or other industries.

    Keywords: Acid Red 206, Nano Photo Catalyst, Zeolite, Taguchi Method
  • Sara Namavar, Simin Nasseri, Amir Hossein Mahvi, Ramin Nabizadeh, Mohammad Hadi Dehghani Page 137
    As fluoride concentration in drinking water is one of the effective parameters in human health, finding the way to remove excess amount of fluoride from drinking water is very important in water supply projects. Today, with developing in technology and finding new methods, the use of membrane technology for producing fresh water get improved. In this study the efficiency of reverse osmosis method to remove fluoride from water was investigated. Initial concentration of fluoride, sulfate and electrical conductivity in feed water and the effect of associated cation with fluoride ion were studied. All tests adapted from “Standard Methods for Examination of Water and Wastewater”. Determination of fluoride concentration was done according the standard SPANDS method by using a spectrophotometer DR/5000. Obtain results show that with increasing in concentration of fluoride and sulfate and electrical conductivity in feed water the efficiency of RO membrane to remove fluoride reduced. In addition, this efficiency for CaF2 was higher than NaF.
    Keywords: Defluoridation, Membrane Technology, Reverse Osmosis, Water Treatment