[ مقالات مهندسي آب ]

[عزيز خشمان]

​

عنــــــوان : آب و فاضـــــلاب

مهندسين مشــــاور طرح و تحقيقات آب و فاضلاب

مهندس علي اكبر شيشه فروش


sid
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ


1392/11/14

2014/02/03

 

[عزيز خشمان]

تجزيه فتوکاتاليستي الکيل بنزن سولفانات خطي از محيط آبي با استفاده از نانو ذرات TiO2

محوي اميرحسين,قنبريان مريم*,نبي زاده رامين,ناصري سيمين,ندافي كاظم

* گروه مهندسي بهداشت محيط، دانشكده بهداشت، دانشگاه علوم پزشكي تهران، تهران

دترجنت هاي آنيوني مواد شيميايي آلي هستند که به مقدار زياد در ترکيبات شوينده و پاک کننده کاربرد دارند. از ميان آنها الکيل بنزن سولفانات خطي به دليل خواص پاک کنندگي بالا بيشترين مصرف را دارند. LAS مي تواند براي ارگانيسم هاي آبزي از جمله باکتري ها، جلبکها، دافنيا و ماهي ها سمي باشد و مي تواند تجمع زيستي داشته باشد و در کل اکوسيستم پخش شود. بنابراين بايد نسبت به حذف آن و جلوگيري از آلودگي آبهاي پذيرنده اقدام نمود. هدف اصلي اين تحقيق بررسي امکان تجزيه فتوکاتاليزوري LAS با استفاده از نانو ذرات TiO2 و تبديل آن به مواد پايدار و غيرسمي از جمله آب و دي اکسيدکربن در يک راکتور دوغابي بود. در اين تحقيق غلظت 10 ميلي گرم در ليتر از LAS در مراحل جداگانه تحت تاثير UV و TiO2 و ترکيبي از دو مورد بالا انجام گرفت. در اين تحقيق همچنين اثر غلظت اوليه LAS، بار TiO2، pH و دزهاي مختلف UV در ميزان تجزيه فتوکاتاليستي LAS مورد تحقيق و بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد که بالاترين راندمان حذف LAS با غلظت 10 ميلي گرم در ليتر در pH اسيدي، ميزان 50 ميلي گرم در ليتر TiO2، زمان 30 دقيقه و تابش UV در حدود 99.5 درصد است. همچنين تجزيه و تحليل سينتيک نشان داد که تجزيه فتوکاتاليستي LAS مي تواند به وسيله مدل درجه يک تخمين زده شود. به منظور ارزيابي ميزان معدني سازي LAS، COD اوليه و نهايي محلولي که مورد تابش قرار گرفته بود اندازه گيري شد. اين روش براي غلظتهاي پايين LAS مناسب است و براي غلظتهاي بالا زياد کارآمد نيست.

 

[عزيز خشمان]

سنتز نانو ذرات کيتوسان و کاربرد آن در جذب يون هاي فلزي سرب از محلولهاي آبي

اخلاصي ليلا,يونسي حبيب اله*,مهربان زهرا,بهرامي فر نادر

* گروه مهندسي محيط زيست، دانشكده منابع طبيعي و علوم دريايي، دانشگاه تربيت مدرس، نور

استفاده از بيوپليمرها به دليل تجزيه پذيري زيستي و کم هزينه بودن، براي حذف فلزات سنگين از آب و فاضلاب مورد توجه واقع شده است. کيتوسان، پليمري آب دوست و کاتيوني است که از حذف گروههاي استيل کيتين در محيط بازي به دست مي آيد و به عنوان يک جاذب معروف به طور گسترده براي حذف فلزات سنگين به کار مي رود. در مطالعه حاضر ميزان حذف يون هاي فلزي سرب از محلولهاي آبي توسط نانو ذرات کيتوسان مورد بررسي قرار گرفت. به اين منظور نانو ذرات کيتوسان از اتصال عرضي کيتوسان با اسيد مالئيک سنتز شدند. مشخصات جاذب سنتز شده با طيف سنجي مادون قرمز، ميکروسکوپ الکتروني پيمايشي آناليز گرديد. اندازه نانو ذرات در محدوده 65 تا 250 نانومتر تعيين شد. آزمايش هاي جذب در سيستم ناپيوسته و در دماي اتاق براي بررسي اثر پارامترهاي pH، غلظت اوليه فلز و مقدار جاذب بر فرايند جذب انجام شد. بهينه سازي جذب با pH اوليه محلول از 3 تا 6، غلظت اوليه يون فلزي از 10 تا 100 ميلي گرم در ليتر و مقدار جاذب از 1 تا 7.5 گرم در ليتر بررسي گرديد. تحت اين شرايط بيشينه ظرفيت در جذب غلظت اوليه 100 ميلي گرم در ليتر، pH برابر 6 و مقدار جاذب 2.5 گرم در ليتر به دست آمد. حداکثر حذف موثر در غلظت 10 ميلي گرم در ليتر سرب برابر 86 درصد به دست آمد. داده هاي جذب سطحي با مدل هاي هم دماي لانگمير و فروندليچ مورد بررسي قرار گرفت. بيشينه مقدار جذب براي Pb (II) توسط مدل لانگمير 25.8 ميلي گرم بر گرم به دست آمد.

 

[عزيز خشمان]

بررسي خاصيت ضد باکتريايي ظروف انتقال آب، تهيه شده از نانو ذرات نقره کپسوله شده

نعمتي ميثم*,عبادي تقي,نازك دست حسين,اسماعيل زاده مهرناز,رضازاده يزدان

* دانشگاه صنعتي اميركبير، تهران

استفاده از منابع آب سطحي به عنوان يکي از منابع آب آشاميدني در کشور و کاربرد سيستم هاي کلرزني به عنوان متداول ترين روش گندزدايي آب آشاميدني، احتمال توليد محصولات جانبي ناشي از گندزدايي (DBPS) در آب تصفيه شده را افزايش مي دهد. هزينه مورد نياز به منظور حذف DBPS ها محققان را بر آن داشته تا به دنبال روشي براي حذف کلرزني و نياز به کلر باقيمانده باشند. استفاده از نانو ذرات فعلي نظير نقره، مس و روي به شکل پودر در تزريق پليمر و توليد نانو کامپوزيت، يکي از بهترين کانديداها است ولي مشکلات متعددي نظير عدم توزيع يکنواخت نانو ذرات در ماتريس پليمري، پخش ذرات در هوا (TLV)، رهايش نانو ذرات در سيستم و تجمع در بدن، بالا بودن ميزان مصرف به دليل کاهش خواص پرکنندگي و افزايش قيمت تمام شده منجر به عدم گسترش اين تکنولوژي شده است. استفاده از کپسول هاي مواد به دليل رهايش صفر و ميزان پرکنندگي بيشتر و قيمت پايين مي تواند جايگزين خوب و مفيدي باشد. در اين پژوهش غلظتهاي مختلفي از ميکروذرات AL2O3/SiO2 که نانو ذرات نقره بر روي آن قرار گرفته است، به منظور توليد ورق مورد استفاده قرارگرفت و آزمايش هاي ميکربي بر روي نمونه کامپوزيت هاي تهيه شده به روش استاندارد 10900 ملي ايران انجام گرفت. بر اساس ميزان باکتري و زمان ماند، حداقل ذره مورد نياز به منظور کند کردن روند رشد باکتري ها، 4 درصد وزني تعيين گرديد.

 

[عزيز خشمان]

مقايسه تاثير محلول کلوييدي نانونقره و بيوسايد صنعتي E-265 بر تنفس و تشکيل بيوفيلم باکتريايي به روش ميکروتيترپليت

شاهرخ سمانه*,امتيازي گيتي

* دانشگاه اصفهان

نانوذرات نقره به دليل خواص ضد ميکربي بي نظير و سميت کم نسبت به سلول هاي پستانداران به يکي از رايج ترين نانوذرات در محصولات مصرفي تبديل گشته اند. امروزه در زمينه تصفيه آب از نانوذرات به منظور تشخيص و حذف مواد بيولوژيکي و شيميايي استفاده مي شود. بنابراين به دنبال استفاده روز افزون از نانوذرات، لازم است که مطالعات بيشتري در ارتباط با اثرات اين ذرات صورت گيرد. در اين تحقيق اثرات ضد باکتريايي و ضد بيوفيلم محلول کلوييدي نانونقره (ميانگين اندازه 10± 40 نانومتر) به روش ميکروتيترپليت بر رشد، تنفس سلولي و تشکيل بيوفيلم سويه هاي پاتوژن و ايزوله هاي جداسازي شده (A1 و A2) از سيستم خنک کننده پالايشگاه نفت اصفهان با بيوسايد E-265، مقايسه شد. نتايج نشان دادند که غلظتهاي مختلف بيوسايد E-265 اثر ضد باکتريايي معني داري بر رشد باکتري هاي مورد مطالعه نداشت و حتي در غلظتهاي 20 ppm و 40 ppm سبب افزايش صد درصدي تشکيل بيوفيلم در ايزوله A1 شد. همچنين مشخص شد که غلظتهاي پاييني از نانونقره (1-2 ppm)، فعاليت ضد باکتريايي و ضد بيوفيلم بي نظيري نشان مي دهند و بنابراين مي توان آن را به عنوان يک بيوسايد مناسب به منظور استفاده در سيستم هاي گردشي آب پيشنهاد نمود.

 

[عزيز خشمان]

حذف نيترات از آبهاي آلوده با استفاده از نانوذرات ني اصلاح شده

فراستي معصومه*,برومندنسب سعيد,معاضد هادي,جعفرزاده حقيقي فرد نعمت اله,عابدي كوپايي جهانگير,سيديان مرتضي

* گروه مهندسي آب، دانشكده كشاورزي، دانشگاه رازي، كرمانشاه

در اين تحقيق نانو ذرات ني توسط محلولهاي اپي کلروهيدرين، تري اتيل آمين، متانول و پيريدين اصلاح گرديد. سپس نانو جاذب اصلاح شده به منظور حذف نيترات از آبهاي آلوده با استفاده از آزمايش هاي جذب ناپيوسته و پيوسته مورد بررسي قرار گرفت. در آزمايش هاي ناپيوسته اثر عواملي مانند pH، جرم جاذب و غلظت نيترات اوليه بر جذب نيترات بررسي گرديد. نتايج آزمايش ها نشان داد که با افزايش pH محلول از 2 تا 10، راندمان حذف از 60 تا 86 درصد افزايش يافت و در pH برابر 6 به حداکثر مقدار خود رسيد. زمان تعادل برابر2 ساعت به دست آمد. با افزايش غلظت نيترات اوليه از 5 تا 120 ميلي گرم در ليتر، راندمان جذب از 90 به 67 درصد کاهش يافت. با افزايش جرم جاذب از 0.1 تا 0.3 گرم، راندمان حذف از 54 تا 68 درصد افزايش يافت، اما با افزايش از 0.3 گرم تا 1 گرم، راندمان جذب ثابت ماند. فرايند جذب از مدل سينتيک مرتبه دوم (R[SUP]2[/SUP]برابر 1) تبعيت کرده و داده هاي جذب با ايزوترم لانگمير (R[SUP]2[/SUP] برابر 0.99) مطابقت بيشتري داشت. آزمايش هاي پيوسته با استفاده از ستون با بستر ثابت (قطر داخلي 2.8 سانتي متر و 35 سانتي متر ارتفاع ستون) انجام گرفت. با استفاده از آب شبيه سازي شده با غلظتهاي 15، 50 و 120 ميلي گرم در ليتر براي دو دبي 0.98 و 2.27 ليتر در ساعت، ظرفيت ستون جذب (qed) به ترتيب برابر 13.36، 28.48 و 36.52 ميلي گرم بر گرم و 25.21، 60.93 و 74.32 ميلي گرم بر گرم به دست آمد. نتايج اين مطالعه نشان داد که نانو جاذب ني اصلاح شده قابليت بالايي در حذف يون هاي نيترات از آبهاي آلوده دارد.

 

[عزيز خشمان]

استفاده از بيوراکتور بافل دار هيبريدي براي بهبود فرايند لجن فعال در تصفيه پساب نفتي

ذوالفقاري مهدي,عالم زاده ايران*,وثوقي منوچهر,تفتي نگار

* دانشكده مهندسي شيمي، دانشگاه صنعتي شريف، تهران

فرايند لجن فعال يکي از گسترده ترين فرايندهاي تصفيه بيولوژيکي پسابهاي نفتي در پالايشگاههاي کشور است. استفاده از اين فرايند مشکلاتي مانند عدم تصفيه مناسب در غلظتهاي بالاي هيدروکربن، افزايش حجم لجن، توليد بالاي لجن و ناپايداري در برابر شوک را به همراه خواهد داشت. ايده اصلي اين تحقيق استفاده همزمان از رشد چسبيده و معلق براي بهبود بخشيدن فرايند لجن فعال بود. به اين منظور کارايي بيوراکتور بافل دار هيبريدي با حجم 34.5 ليتر در تصفيه مصنوعي پساب حاوي آلاينده نفتي با راکتور لجن فعال مورد بررسي و مقايسه قرار گرفت. حامل بستر ثابت سطح ويژه بالايي (600 m[SUP]2[/SUP]/m[SUP]3[/SUP]) را براي رشد ميکروارگانيسم هاي چسبيده فراهم مي کند. ميزان تصفيه پذيري در زمان هاي ماند، COD و غلظت و آلاينده هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. در شرايط بهينه براي بيوراکتور هيبريدي (دماي 27 درجه سلسيوس، pH برابر 7.5، DO برابر 4.1 ميلي گرم در ليتر، نسبت واحد براي جريان برگشتي و COD/TPH برابر 2.5) متوسط درصد حذف آلاينده نفتي و COD به ترتيب به بيش از 92 و 83 درصد رسيد که با مقايسه با شرايط يکسان در راکتور لجن فعال افزايش قابل توجهي را نشان داد، بنابراين فرايند مرسوم تصفيه پساب نفتي را مي توان با تغيير در شکل تانک هوادهي و استفاده از بيوفيلم بهبود بخشيد.

 

[عزيز خشمان]

عوامل موثر بر افزايش باکتري هاي رشته اي و تاثير آن در گرفتگي غشاي MBR

حضرتي حسين,شايگان جلال*

* دانشكده مهندسي شيمي و نفت، دانشگاه صنعتي شريف، تهران

بيش از 90 درصد تصفيه خانه فاضلاب شهرهاي کشور از سيستم لجن فعال استفاده مي کنند که در حال حاضر به دليل بار ورودي زياد، کارايي مناسبي ندارند. به منظور ارتقاي عملکرد اين سيستم ها و همچنين کاهش ميزان لجن مازاد توليدي، مي توان از يک سيستم UASB به عنوان پيش تصفيه براي کاهش بار آلي ورودي به سيستم لجن فعال و براي افزايش کيفيت فاضلاب تصفيه شده خروجي به جاي استفاده از حوض ته نشيني از غشا (تبديل لجن فعال به بيوراکتور غشايي) استفاده کرد. در اين مطالعه اثر تغيير شرايط خوراک به دليل استفاده از راکتور UASB به تانک هوادهي در تغيير جمعيت و نوع ريزاندام ها، تغيير مقدار باکتري هاي رشته اي، COD و TS پساب خروجي و گرفتگي غشا در سيستمMBR مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان داد که در اثر تغيير قابل توجه ماهيت فاضلاب اوليه (ايجاد يون سولفيد و استات) به ورودي سيستم MBR، جمعيت باکتري هاي رشته اي از 5 به 100 Count/mL افزايش پيدا کرد. اگر چه اين افزايش تاثير چنداني بر روي گرفتگي غشا نشان نداد. بر اثر افزايش غلظت MLSS و در نتيجه کاهش اکسيژن محلول به زير 1 ميلي گرم در ليتر، تعداد باکتري هاي رشته اي از 100 به 400 Count/mL افزايش يافت. با افزايش باکتري هاي رشته اي، فشار انتقالي غشا از 1.5 به 3.5 کيلو پاسکال رسيد و در نتيجه مقاومت کلي در مقابل شار خروجي دچار افزايش شديدي گرديد. براي کاهش تعداد باکتري هاي رشته اي از هيپوکلريت کلسيم با دز 10 g Cl2/ Kg MLSS day استفاد شد، به طوري که بعد از 5 روز ميزان باکتري هاي رشته اي بدون اينکه جمعيت ديگر ريزاندام ها کاهش چشمگيري يابند، از 400 به100 Count/mL کاهش يافت و به همين ترتيب روند افزايشي فشار انتقالي غشا نيز متوقف شد.

 

[عزيز خشمان]

بررسي تاثير غلظتهاي مختلف فنل بر کارايي برکه تثبيت بي هوازي در تصفيه فاضلاب پالايشگاه نفت کرمانشاه

الماسي علي,درگاهي عبداله*,پيرصاحب مقداد

* دانشكده بهداشت، دانشگاه علوم پزشكي كرمانشاه

هدف از اين تحقيق بررسي تاثير غلظتهاي مختلف فنل بر کارايي برکه تثبيت بي هوازي در تصفيه فاضلاب نفت بود. اين مطالعه از نوع تجربي تحليلي بود. برکه تثبيت بي هوازي در مقياس آزمايشگاهي با ابعاد 1×1×0.2 متر با استفاده از ورقه فايبرگلاس با ضخامت 6 ميلي متر طراحي، ساخته و راه اندازي گرديد. زمان ماند هيدروليکي برکه بي هوازي در اين مطالعه 2 روز و بار هيدروليکي آن 95 ليتر در روز منظور گرديد. پس از راه اندازي و بذرپاشي و تثبيت بيولوژيکي، نمونه برداشت شد. در اين مطالعه فنل با غلظتهاي مختلف 100، 200، 300 و 400 ميلي گرم در ليتر ورودي پايلوت اضافه شد، سپس پارامترهاي NH3، PO4، فنل به ترتيب در طول موج 425، 690، 500 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر براي هريک از نمونه ها اندازه گيري شدند و همچنين TCOD، SCOD، TBOD، SBOD و pH نمونه ها نيز اندازه گيري گرديد. نتايج نشان داد که با افزايش غلظت فنل در برکه بي هوازي ميزان حذف BOD در غلظتهاي 100، 200، 300 و 400 ميلي گرم در ليتر فنل از فاضلاب پالايشگاه نفت به ترتيب 71.75±8.14، 67.02±7.09، 61.69±4.43 و 53.5±6.03 و براي 76.07±10.94 COD، 68.95±6.12، 62.83±4.37 و 55.63±3.47 کاهش يافت. مي توان گفت اين مساله به دليل سميت بالاي فنل براي باکتري هاي تصفيه کننده فاضلاب نفت است. بيشترين و کمترين راندمان حذف فنل توسط اين سيستم براي غلظت 100 ميلي گرم در ليتر، 89.82 درصد و براي غلظت 400 ميلي گرم در ليتر 55.86 درصد به دست آمد. نتيجه بررسي نشان داد که برکه تثبيت بي هوازي در مقياس پايلوت، در صورت راهبري مناسب، کارايي بالايي در حذف ترکيبات آلي همراه با غلظتهاي مختلف فنل دارد.

 

[عزيز خشمان]

جذب جيوه از خاک آلوده توسط بوته برنج، مطالعه موردي: مزارع شهرک صنعتي آمل

احمدي پور فاطمه*,قاسم پوري سيدمحمود,بهرامي فر نادر

* دانشكده منابع طبيعي و علوم دريايي، دانشگاه تربيت مدرس، نور

جيوه يکي از سمي ترين عناصر سنگيني است که در بسياري از صنايع توليد و به محيط دفع مي شود. مطالعات اندکي در رابطه با تجمع جيوه در خاک و ضريب تجمع زيستي و انتقال آن به گياه برنج کشت شده در مناطق صنعتي صورت گرفته است. لذا با اين هدف در اين تحقيق به طور تصادفي از 10 مزرعه برنج اطراف شهرک صنعتي آمل که چندين سال با فاضلاب اين شهرک آبياري مي شدند، نمونه برداري با سه تکرار صورت گرفت. غلظت جيوه در نمونه هاي خاک و گياه با استفاده از دستگاه آناليز جيوه پيشرفته LECO مدل 254 AMA مطابق روش استاندارد ASTM D-6733 سنجش شد و پارامترهاي کيفي خاک اندازه گيري شدند. متوسط غلظت جيوه در خاک مزارع 0.031±0.012 ميلي گرم در کيلوگرم به دست آمد. ميانگين غلظت جيوه در ريشه، ساقه و دانه به ترتيب 0.074±0.0163، 0.058±0.008 و 0.051±0.0083 ميلي گرم در کيلوگرم اندازه گيري شد. همچنين ضرايب انتقال و تجمع زيستي جيوه به ترتيب کمتر از 1 و 2.46 محاسبه شد. نتايج آزمون همبستگي پيرسون نشان داد که ارتباط مثبت و معني داري بين غلظت جيوه در خاک با دانه و ارتباط منفي و معني دار بين pH و غلظت جيوه در خاک و ريشه وجود دارد. با توجه به يافته هاي اين تحقيق مي توان گفت که گياه برنج قابليت بالايي براي جذب جيوه از خاک دارد.

 

[عزيز خشمان]

بررسي ميزان امولسيون نفتي حاصل از تخليه پساب واحد چربي گيري يک مجتمع نفتي بر رودخانه اروند

حسني اميرحسام,جاويد اميرحسين,معطر فرامرز,ايرجي لرگان بهناز*

* دانشكده محيط زيست و انرژي، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم و تحقيقات، تهران

پروژه هاي نفت و گاز و پتروشيمي که در جهت رشد صنعتي و اقتصادي کشور هستند، بدون شک در سطوح بزرگ با اثرات منفي محيط زيستي همراه خواهند بود. در اين تحقيق به بررسي ميزان امولسيون نفتي در رودخانه اروند پرداخته شد که به واسطه تخليه پساب اين مجتمع نفتي ايجاد مي شود. بر اساس نتايج به دست آمده، بيشترين ميزان DO، COD و 7.2 BOD، 1.64 و 8.95 ميلي گرم در ليتر و کمترين ميزان آن 21، 48.4 و 4 ميلي گرم در ليتر بود. بيشترين ميزان نفت و چربي 18.5 O ميلي گرم در ليتر بود و در رودخانه اروند در بهمن ماه نفت و چربي ديده نشد. بيشترين و کمترين ميزان TDS به ترتيب 56 و 21 ميلي گرم در ليتر، بيشترين و کمترين ميزان TSS به ترتيب 8400 و 1740 ميلي گرم در ليتر و بيشترين و کمترين ميزان سختي به ترتيب 3762 و 680 ميلي گرم در ليتر بود. با توجه به مقايسه نتايج آناليز پسابهاي خروجي مجتمع نفتي در رودخانه اروند با استاندارد سازمان محيط زيست براي تخليه پساب به آبهاي سطحي مشخص شد که واحد چربي گيري به تنهايي قادر به تصفيه درست پسابها نبوده و اين پساب نياز جدي به تصفيه مناسب و کارامد قبل از تخليه به رودخانه اروند دارد و لازم است يک روش تصفيه مناسب تر با توجه به شرايط منطقه، جايگزين اين روش شود.

 

[عزيز خشمان]

تشخيص و پهنه بندي مکاني شاخص کيفي چند متغيره آب زيرزميني با استفاده از ترکيب روش فازي

ناصري محسن*,تجريشي مسعود,نيكو محمدرضا,ظاهرپور جمال

* دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه تهران

روشهاي ارزيابي کيفيت منابع آب زيرزميني و تشخيص موقعيتهاي مناسب برداشت براي شرب و استفاده کشاورزي، از مسائلي است که به لحاظ کاربردي بودن، استفاده فراواني دارد. ارائه يک روش پهنه بندي کيفي جديد با تعيين حدود و شاخص کيفي مناسب از اهم اهداف تحقيق حاضر بود. در اين مطالعه پس از ارزيابي متغير هاي کيفي آب در هر چاه پايش، روشي کارا به منظور استنتاج شاخص کلي کيفيت آب با به کارگيري ساختار تشخيص و ارزيابي فازي به کار برده شد. در ادامه، اطلاعات 217 چاه برداشت آب در دشت قزوين که شامل 12 پارامتر شيميايي کيفيت آب بود، به منظور ارزيابي شاخص کيفي پيشنهادي مورد استفاده قرار گرفت. در نهايت، شاخص کيفي فازي جديد با استفاده از يکي از جديدترين رويکردهاي تخمين مکاني بهينه شده توسط الگوريتم ژنتيک به کل منطقه دشت قزوين تعميم يافت. نتايج نشان دهنده کارايي روش پيشنهادي در پهنه بندي کيفي آب زيرزميني بود. يکي از نقاط قوت روش پيشنهادي، پرهيز از تجميع قطعيت گرايانه کيفيت و ارائه شاخصي پيوسته به منظور ارزيابي کيفي آب زيرزميني بود.

 

[عزيز خشمان]

پيش بيني تغييرات مکاني- زماني سطح آب زير زميني در دشت بيرجند به روش کريجينگ

صادقيان آزاده,واقعي يداله*,محمدزاده محسن

* گروه آمار، دانشكده علوم، دانشگاه بيرجند

با توجه به محدوديت منابع آبي و خطر بحران آب در ايران و اينکه سالانه مقدار زيادي از ذخاير منابع آبي کشور به دليل برداشت بيش از حد کاهش يافته و منجر به بحراني شدن دشت ها و در نتيجه ايجاد بيلان منفي مي شود، يافتن راههايي براي پيش بيني مقدار سطح آب قبل از حفر چاهها ضروري است. سطح آبهاي زير زميني متغيري است که در طول زمان و مکان تغيير مي کند بنابراين مي توان آن را به عنوان يک مجموعه داده فضايي- زماني در نظر گرفت. در تحليل اين نوع داده ها، مدل سازي ساختار وابستگي فضايي- زماني ابزاري مهم براي پيش بيني متغير مورد مطالعه در مکان ها و زمان هاي دلخواه است. ساختار وابستگي فضايي- زماني داده هاي فضايي- زماني به کمک تابع هم تغييرنگار يا تغييرنگار مشخص مي شود. در حالت کلي تعيين هم تغييرنگار فضايي- زماني داده ها بسيار پيچيده است اما تحت فرض تفکيک پذيري هم تغييرنگار، مدل بندي ساختار وابستگي فضايي- زماني را مي توان با ترکيبي از هم تغييرنگار صرفا فضايي و صرفا زماني انجام داد. در اين تحقيق ضمن شرح مختصري در خصوص انواع هم تغييرنگار فضايي- زماني تفکيک پذير و نحوه برآورد و مدل سازي آنها، ساختار همبستگي فضايي- زماني داده هاي مربوط به سطح آبهاي زير زميني مدل سازي شد. سپس منحني تراز پيش بيني سطح آبهاي زير زميني به روش کريجينگ عام تحت مدل هاي ضربي و جمعي- ضربي ارائه شده و دقت اين مدل ها براي پيش بيني فضايي- زماني سطح آبهاي زير زميني مورد ارزيابي قرار گرفت. با آنکه مدل جمعي- ضربي پيچيده تر از مدل ضربي است، نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد که مدل ضربي با دقت بسيار مطلوبي مي تواند براي پيش بيني سطح آبهاي زيرزميني در ناحيه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گيرد.

 

[عزيز خشمان]

کاليبراسيون مدل هاي شبکه توزيع آب شهري با استفاده از روش بهينه يابي کلوني مورچه ها

فغفورمغربي محمود*,حسن زاده يوسف,يزداني سياوش

* گروه مهندسي عمران، دانشكده مهندسي، دانشگاه فردوسي مشهد

نشت آب يکي از معضلات اصلي شبکه هاي توزيع است و با توجه به محدوديتهاي موجود در منابع تامين آب و هزينه بالاي آن، کاهش ميزان نشت در شبکه هاي توزيع آب را مي توان يکي از اهداف عمده سازمان هاي تامين کننده آب دانست. يکي از روشهاي نشت يابي در شبکه توزيع آب، استفاده از کاليبراسيون فشارهاي گره اي با برداشت فشار در چند نقطه از شبکه است. فرايند کاليبراسيون به صورت انجام بهينه سازي يک تابع هدف با قيودي مطرح مي گردد. از اين رو علاوه بر تحليل هيدروليکي شبکه، نياز به استفاده از الگوريتم هاي بهينه يابي نيز است. در اين مقاله به مقايسه دو روش بهينه يابي الگوريتم ژنتيک و کلوني مورچه ها در کاليبراسيون فشارهاي گره اي و يافتن نشت پرداخته شد. به منظور بررسي کارايي و نحوه عمل اين دو روش در شناسايي نشت، تحليلها روي شبکه با ايجاد نشت فرضي صورت گرفت که نتايج به دست آمده، کارآمدي روش بهينه يابي کلوني مورچه ها را در شناسايي موقعيت و مقدار نشت درگره هاي شبکه نشان مي دهد

 

[عزيز خشمان]

مدل پيش بيني جريان رودخانه با استفاده از سيستم فازي FIS و الگوريتم بهينه سازي PSO

محمدرضاپورطبري محمود*,سلطاني جابر

* گروه مهندسي عمران، دانشكده فني و مهندسي، دانشگاه شهركرد

هدف از اين مطالعه پيش بيني رواناب به صورت مکاني با استفاده از اطلاعات ايستگاههاي هيدرومتري و هواشناسي بود. بررسي ها نشان مي دهد که معمولا ارتباطات مشخصي بين داده هاي هواشناسي و هيدرومتري بالادست حوضه با ميزان رواناب توليدي در خروجي حوضه وجود دارد و چنانچه بتوان قوانين نهفته در سابقه تاريخي داده هاي ثبت شده در اين ايستگاهها را استخراج نمود، مي توان به آساني بر پايه اطلاعات اندازه گيري شده به پيش بيني ميزان رواناب پرداخت. بر اين اساس از بين ابزارهاي موجود، تئوري فازي مي تواند با انعطاف پذيري خود در تدوين قوانين فازي، دانش نهفته در داده هاي مشاهده اي را به نحوه مطلوبي به منظور پيش بيني پارامترها در زمان واقعي ارائه نمايد. لذا در اين تحقيق سيستم استنتاج فازي به منظور برآورد ميزان رواناب در ايستگاهي واقع در پايين دست رودخانه طالقان رود با استفاده از آمار ايستگاههاي باران سنجي و هيدرومتري بالادست رودخانه به کار گرفته شد. اجراي سيستم فازي معمولي نشان دهنده عدم کارايي مناسب اين ابزار در ارائه مقادير صحيح پيش بيني است که علت آن را مي توان در نامناسب بودن مقادير بازه اي مرتبط با توابع عضويت هر يک از پارامترهاي موثر در فرايند مدل سازي جستجو نمود. با توجه به زمان بر بودن ساخت تابع عضويت متناسب با هر يک از پارامترها به دليل تعدد حالات مختلف توابع عضويت، اقدام به استفاده ترکيبي از الگوريتم بهينه سازي مبتني بر هوش جمعي به منظور تسريع و بهبود وضعيت مدل سازي گرديد. با اجراي مدل ترکيبي، مقادير بهينه مرتبط با هر يک از توابع عضويت متغيرهاي وابسته و مستقل، استخراج شده و بر پايه آن و با استفاده از سيستم فازي اقدام به پيش بيني رواناب در ايستگاه پايين دست رودخانه گرديد.نتايج نشان دهنده دقت بالاي استفاده از روش ترکيبي پيشنهادي در مقايسه با روشهاي کاربرد منفرد استنتاج فازي است به طوري که با استفاده از اين مدل پيشنهادي مي توان ميزان دقيق تري از رواناب را براي شرايط آينده برآورد نمود.

 

[عزيز خشمان]

بررسي کارايي فناوري نانو فيلتراسيون در حذف فلزات سنگين از فاضلاب

داعي نياكي سيدمجيد*,تكدستان افشين,ززولي محمدعلي,مرتضوي محمدصديق

* دانشگاه آزاد اسلامي، واحد بندرعباس

يکي از مهم ترين عوامل آلودگي محيط زيست، فاضلابهاي صنعتي حاوي فلزات سنگين است که در پساب بسياري از صنايع از جمله صنعت آبکاري وجود دارند. اين فلزات در صورت ورود به بدن انسان باعث بروز انواع بيماري ها از جمله سرطان و همچنين آلودگي منابع آب و خاک و مرگ آبزيان مي گردند. در اين تحقيق ميزان کارايي فناوري نانو فيلتراسيون در حذف سه فلز نيکل، روي و مس به عنوان شاخص فلزات سنگين در فاضلاب آبکاري مورد بررسي قرار گرفت. هدف از انجام اين تحقيق ارزيابي تاثير سه عامل فشار، غلظت و زمان بر حذف فلزات سنگين مذکور با استفاده از يک غشاي نانو فيلتراسيون بود. در بررسي اثر غلظت بر ميزان حذف از دو غلظت 25 و 50 ميلي گرم در ليتر نمکهاي سولفات مس، نيترات نيکل و سولفات روي استفاده شد و همچنين اثر فشارهاي 8، 6 و 4 بار مورد آزمايش قرار گرفت. همچنين عوامل pH و دما در طول آزمايش ها ثابت در نظر گرفته شدند. نتايج نشان داد که با افزايش فشار، ميزان حذف افزايش يافت که تاثير آن در فشار 8 بار براي فلز مس بيشتر از بقيه بود و موجب حذف 100 درصد آن گرديد. در خصوص تاثير غلظت، نتايج نشان دهنده کاهش ميزان حذف با افزايش غلظت بود به طوري که در مورد فلز روي از 99 درصد در غلظت 25 ميلي گرم در ليتر به 97.7 درصد در غلظت?? ميلي گرم در ليتر رسيد. همچنين فاکتور گذشت زمان نيز عامل مثبتي در افزايش ميزان حذف ارزيابي شد.

 

[عزيز خشمان]

ارزيابي کارايي فرايند فنتون در حذف کروم، COD و کدورت از فاضلاب صنايع آبکاري

ملكوتيان محمد*,جعفري منصوريان حسين,موسوي سميه,دانش پژوه محمد

* مرکز تحقيقات بهداشت محيط، گروه مهندسي بهداشت محيط، دانشگاه علوم پزشکي کرمان

استفاده وسيع از فلزات سنگين و ترکيبات آنها توسط صنايع، منجر به تخليه مقادير زيادي از اين آلاينده ها به آبهاي پذيرنده شده است. در صورتي که اين آلاينده ها وارد محيط شوند باعث ايجاد مخاطرات بهداشتي مي شوند. کروم يکي از مهم ترين فلزات سنگيني است که حضور آن در محيط هاي آبي نگراني بزرگي به دليل سميت بالا در غلظتهاي پايين و قابليت تجمع در بافتهاي ارگانيسم ها ايجاد کرده است. هدف از اين مطالعه ارزيابي کارايي فرايند فنتون در حذف کروم از فاضلاب صنايع آبکاري به عنوان آلاينده اصلي و موثر در حذف COD و کدورت بود. پژوهش از نوع توصيفي- مقطعي بوده که در بازه زماني 3 ماهه سوم سال 89 انجام گرديد. نمونه برداري از حوضچه متعادل سازي فاضلاب صنعت آبکاري واقع در شهرک صنعتي خضراء شهرستان کرمان انجام گرفت. جمع تعداد نمونه ها 110 بود. نمونه ها بعد از آماده سازي در شرايط مختلف (تنظيم pH در مقادير 2، 5، 7، افزودن H2O2 با درصد وزني 30 درصد در غلظتهاي 500، 1000، 1500، 2000، 2500 و 3000 ميلي گرم در ليتر و Fe[SUP]2+[/SUP] در غلظتهاي 100، 200، 400، 800، 1600 و 3200 ميلي گرم در ليتر) در مدت زمان هاي واکنش 10، 30 و 60 دقيقه مورد آزمايش قرار گرفتند. تمام آزمايش ها بر اساس روشهاي مندرج در کتاب روشهاي استاندارد براي آزمايش آب و فاضلاب انجام گرديد. نتايج نشان داد بيشترين ميزان حذف کروم در pH برابر 5، نسبت بهينه H2O2/Fe[SUP]2+[/SUP] برابر 2000/8000 ميلي گرم در ليتر و زمان واکنش 10 دقيقه حاصل شد که برابر با99.7 درصد بود. بالاترين بازدهي حذف COD در pH برابر 2، نسبت بهينه H2O2/Fe[SUP]2+[/SUP] برابر 2500/1600 ميلي گرم در ليتر و زمان واکنش 60 دقيقه به دست آمد که به ميزان 68 درصد حاصل شد. حداکثر حذف کدورت نيز در pH برابر 7، نسبت بهينه H2O2/Fe[SUP]2+[/SUP] برابر 1500/400 ميلي گرم در ليتر و زمان واکنش 10 دقيقه حاصل شد که برابر با 97.6 درصد بود. نتايج به دست آمده با نتايج مطالعاتي همچون تجزيه ميکروسيستين LR با استفاده از فرايندهاي فنتون و فتوفنتون، قابليت تصفيه فاضلاب آموکسيلين با ترکيب فرايندهاي استخراج و اکسيداسيون فنتون و اسمز معکوس، فرايند سونوالکتروفنتون به عنوان يک تکنولوژي جديد براي تخرب آلاينده هاي آلي در آب، اکسيداسيون RDX و HMX توسط فنتون و کاهش COD و حذف روي از فاضلاب صنعت ابريشم مصنوعي با استفاده از ترکيبي از فرايند الکتروفنتون و ترسيب شيميايي همخواني دارد. با توجه به نتايج حاصل شده از پژوهش، فرايند فنتون يک فرايند موثر در حذف آلاينده هايي همچون کروم،COD و کدورت از فاضلابهاي صنايع آبکاري بوده و مي تواند جايگزين مناسبي از نظر کارايي براي ساير روشهاي حذف اين آلاينده ها از فاضلاب باشد.

 

[عزيز خشمان]

مقايسه کارايي سيستم هاي طبيعي تصفيه فاضلاب در حذف کيست تک ياخته و تخم انگل

درايت جمشيد,الماسي علي,شرفي كيومرث*,مسكيني حبيبه

* گروه مهندسي بهداشت محيط، دانشگاه علوم پزشکي کرمانشاه

يکي از مهم ترين خصوصيات کيفي که در ارتباط با استفاده مجدد پساب در کشاورزي مورد توجه قرار مي گيرد، کيفيت ميکربي آن است. هدف از اين مطالعه تعيين کارايي تصفيه خانه فاضلاب قصر شيرين (سيستم نيزار مصنوعي)، گيلانغرب (سيستم برکه تثبيت) و اسلام آباد غرب (سيستم برکه تثبيت) در حذف کيست تک ياخته و تخم انگل بود. در اين تحقيق در مدت 6 ماه و به صورت هفتگي از ورودي و خروجي تصفيه خانه ها نمونه برداري شد. جمعا 144 نمونه براي آناليز انگلي با روش جديد بيلنجر و با استفاده از لام شمارش مک مستر با حجم حفره اي 0.3ميلي ليتر مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد که ميانگين راندمان زدايش تخم انگل و کيست انگل در سيستم نيزار مصنوعي به ترتيب0.23±99.7 و 100 درصد است. با توجه به اينکه هيچ کيست تک ياخته و تخم انگلي در پساب خروجي هر دو سيستم برکه تثبيت مورد بررسي مشاهده نگرديد، در نتيجه راندمان حذف اين دو پارامتر در اين سيستم ها، 100 درصد برآورد شد. بيشترين تعداد تخم انگل در فاضلاب ورودي و پساب خروجي هر سه تصفيه خانه مربوط به تخم آسکاريس لمبريکوئيدس بود. با توجه به نتايج، کارايي هر سه تصفيه خانه از لحاظ حذف کيست و تخم انگل ها مطلوب بوده و بين آنها اختلاف معني داري وجود نداشت (Pvalue>0.05). همچنين کيفيت پساب خروجي آنها از نظر ميزان تخم نماتودها با شاخص انگلبرگ (تعداد تخم نماتود: 1? عدد در ليتر) مطابقت داشت.

 

[عزيز خشمان]

اثر تجمع فيتوپلانکتون ها بر کيفيت آب سد کرج

منوري سيدمسعود,نوري جعفر,سهراب نيا نوشين*

* دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم و تحقيقات تهران

فيتوپلانکتون ها اهميت زيادي در کنترل وضعيت اکوسيستم هاي آب دارند. هدف از اين مطالعه، بررسي وجود رابطه بين تراکم فيتوپلانکتون ها و مواد مغذي به ويژه نيترات و فسفات و ساير عوامل موثر بود. بر اين اساس، درياچه سد کرج به عنوان مطالعه موردي در نظر گرفته شد. به اين منظور، يک سال نمونه برداري از درياچه سد کرج صورت گرفت و عوامل فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي آن اندازه گيري شدند. ميزان نفوذ نور خورشيد در عمق آب، با استفاده از ديسک سشي اندازه گيري شد. در اين مطالعه مشخص گرديد که درياچه سد کرج داراي لايه بندي حرارتي است. اين درياچه در ماههاي گرم سال داراي تراکم زيست توده جلبکي بوده و همچنين تعداد فيتوپلانکتون ها با افزايش عمق تغيير مي يابند. بيشترين تعداد فيتوپلانکتون در سال 1389 مربوط به دياتومه به ويژه سيکلوتلا بود. بررسي تعداد فيتوپلانکتون ها با عوامل شيميايي نشان داد ارتباطي بين کاهش و افزايش ميزان آنها و تعداد فيتوپلانکتون ها وجود ندارد.

 

[عزيز خشمان]

مقايسه کارايي عصاره دانه مورينگا اوليفرا و مگنافلاک (LT25) به عنوان کمک منعقدکننده در حذف کدورت آب (مطالعه موردي: تصفيه خانه آب شماره يک جلاليه)

خان احمدي مهدي*,برقعي سيدمهدي,حسني اميرحسام

* معاونت نظارت بر بهره برداري، شرکت مهندسي آب و فاضلاب کشور، تهران

انعقاد و لخته سازي يکي از واحدهاي فرايندي مهم در تصفيه آب است که کارايي اين واحد بر روي کيفيت آب تصفيه شده اثر مستقيم دارد. امروزه استفاده از کمک منعقدکننده ها در تصفيه آب رواج بيشتري يافته است. طي سالهاي اخير از مگنافلاک به عنوان کمک منعقدکننده در تصفيه خانه شماره يک تهران (جلاليه) استفاده مي گردد. مگنافلاک ال تي 25، کمک منعقدکننده سنتزي است که به صورت کريستاله يا پودري توليد مي شود. آزمايش ها نشان مي دهد بهترين مکان و زمان براي تزريق اين کمک منعقدکننده 10 دقيقه بعد از تزريق منعقدکننده اصلي يعني کلروفريک است. مورينگا اوليفرا يک درخت گرمسيري است که به طور گسترده اي در مناطق جنوب و جنوب شرق ايران رشد مي کند و با نام محلي گز روغني يا گاز رخ شناخته مي شود. شيره دانه گياه مورينگا اوليفرا حاوي پروتئين هاي محلول در آب است که قابليت انعقاد موثر مواد کلوئيدي موجود در آب را داراست. اين مطالعه در مقياس آزمايشگاهي بر روي آب خام ورودي به تصفيه خانه شماره يک تهران با هدف مقايسه کارايي مورينگا اوليفرا و مگنافلاک به عنوان کمک منعقدکننده در حذف کدورت از آب، انجام پذيرفت. آزمايش در محدوده کدورت5NTU ،20،100 و 200 و در سه محدوده 6pH،7 و 8 انجام شد و با استفاده از آزمايش جار، غلظت بهينه منعقدکننده و کمک منعقدکننده تعيين شد. عصاره دانه مورينگا اوليفرا در غلظت بهينه 14، 10، 25 و 35 ميلي گرم در ليتر وpH بهينه 8 به ترتيب قادر به حذف 96.5، 97.4، 98.5 و 99 درصد از کدورت 5NTU، 20، 100 و 200 در آب ورودي به تصفيه خانه بود. مگنافلاک در غلظت بهينه 0.015، 0.02، 0.025 و 0.03 ميلي گرم در ليتر وpH بهينه 8 در مراحل مختلف آزمايش قادر به حذف 97، 98.1، 98.4 و 99.4 درصد از کدورت آب ورودي در محدوده کدورت5NTU ، 20،100 و 200 به تصفيه خانه بود. بررسي ها نشان داد عصاره دانه مورينگا اوليفرا، تاثير کمي بر روي pH دارد و در حذف کدورتهاي بالا نسبت به کدورتهاي پايين کارايي بهتري از خود نشان مي دهد ولي مگنافلاک هيچ تاثيري بر pH ندارد و در کدورتهاي بالا به دليل ايجاد لخته هاي بزرگ و چسبنده، فاقد کارايي مناسب است.

 

[عزيز خشمان]

حذف نيکل از محيط هاي آبي با استفاده از نانو لوله هاي کربني

صمدي محمدتقي,كاشي تراش اصفهاني زهرا*,آهنگري فريبا,احمدي شهين,جعفري سيدجواد

* دانشگاه جامع علمي کاربردي

نيکل يکي از فلزات سنگين در آبهاي سطحي است که از جمله اثرات مخرب آن سرطان هاي استخوان و ريه، سيانوزيت، سردرد هاي مزمن، سرگيجه، درد در ناحيه سينه، سستي بدن و ضعف عمومي بالا است. مطالعه مورد نظر به منظور تعيين کارايي نانو لوله هاي کربني در حذف نيکل از محيط هاي آبي انجام شد. آزمايش ها به صورت ناپيوسته و با تغيير فاکتورهاي موثر در واکنش مانند pH، زمان ماند و غلظت نانو لوله هاي کربني صورت گرفت و کارايي حذف با استفاده از آزمون آماري فريدمن و نرم افزار SPSS-16 مورد بررسي قرار گرفت. بيشترين راندمان حذف در غلظت 100 ميلي گرم در ليتر نانو لوله کربني، pH برابر 10 و زمان ماند 10 دقيقه و به ميزان 82.5 درصد براي نمونه با غلظت 40 ميلي گرم در ليتر نيکل به دست آمد. نتايج اين طرح نشان داد که نانو لوله هاي کربني از توانايي بالايي در جذب نيکل با غلظتهاي بالا در محيط هاي آبي برخوردار هستند.

 

[عزيز خشمان]

عملکرد برکه هاي تثبيت و لاگون هاي هوادهي در کاهش ميکروارگانيسم هاي شاخص فاضلاب

قاسمي سيدعلي,دانش شهناز*

* گروه عمران، دانشکده مهندسي، دانشگاه فردوسي مشهد

در اين مقاله عملکرد دو تصفيه خانه فاضلاب شهر مشهد با فرايندهاي برکه تثبيت فاضلاب و لاگون هوادهي در کاهش باکتري هاي کليفرم موجود در فاضلاب مورد ارزيابي قرار گرفت. براي اين منظور به مدت يک سال، با فواصل زماني 15 روزه، از فاضلاب ورودي و پساب خروجي (قبل از واحد گندزدايي) تصفيه خانه هاي مذکور نمونه هايي برداشت گرديد و پارامترهاي کيفي مختلفي از قبيل درجه حرارت، pH، تعداد کل کليفرم ها و کليفرم هاي گوارشي، غلظت اکسيژن محلول و کل جامدات معلق در نمونه هاي مذکور اندازه گيري شد. نتايج به دست آمده دلالت بر آن داشت که راندمان حذف باکتري هاي کليفرم در سيستم لاگون هاي هوادهي نسبت به برکه هاي تثبيت در فصلهاي پاييز و زمستان، به طور معني داري بيشتر است، ولي برکه هاي تثبيت فاضلاب در فصل تابستان عملکرد مطلوب تري را در کاهش تعداد ميکروارگانيسم هاي گروه کليفرم ارائه کردند. به طور کلي سيستم برکه هاي تثبيت تعداد کل کليفرم ها و کليفرم هاي گوارشي را به ترتيب به ميزان 0.21-2.15 log10 و0.20-2.33 log10 کاهش داد. در حالي که ميزان کاهش کل کليفرم ها و کليفرم هاي گوارشي در سيستم لاگون هاي هوادهي به ترتيب در محدوده 0.29-2.03 log10 و 2.40-0.42log10 بود. بررسي ها نشان داد که تغييرات شدت نور خورشيد،pH و غلظت اکسيژن محلول، مهم ترين مکانيسم هاي کاهنده کل کليفرم ها و کليفرم هاي گوارشي در سيستم برکه هاي تثبيت هستند. ولي غلظت اکسيژن محلول در حوض هوادهي و شدت نور خورشيد نسبت به عوامل ديگر در کاهش جمعيت باکتري هاي گروه کليفرم در لاگون هاي هوادهي تاثير مهم تري بر عهده دارند. به طور کلي که بدون اعمال روشهاي گندزدايي موثر، برکه هاي تثبيت و لاگون هاي هوادهي قادر به تامين استانداردهاي ميکروبيولوژيکي کاربرد پساب در کشاورزي نيستند.

 

[عزيز خشمان]

حذف فنل و رنگ از ليکور سياه فرايند خمير کاغذ سازي به روش الکتروکواگولاسيون

رستگارفر ناهيد,بهروز ربيع*,بهرامي فر نادر

* گروه علوم و صنايع چوب و کاغذ، دانشگاه تربيت مدرس، تهران

در کشور ايران منابع ليگنوسلولزي غير چوبي زيادي از قبيل کاه گندم، کاه برنج و ديگر محصولات زراعي با قابليت مناسب براي توليد خمير کاغذ وجود دارد. اصلي ترين عامل بازدارنده استفاده از آنها، وجود ليکور سياه حاصل از فرايند خميرسازي است که به دليل انحلال ليگنين از ماده ليگنوسلولزي، حاوي مقادير فراواني رنگ و ترکيبات فنلي است. هدف از اين مطالعه، بررسي قابليت حذف فنل و رنگ به عنوان مهم ترين آلاينده آلي ليکور سياه حاصل از فرايند خميرسازي کاه گندم به روش الکتروکواگولاسيون بود. در اين مطالعه از الکترودهاي آلومينيوم با اعمال پتانسيل 16 ولت و شدت جريان 1700 ميلي آمپر استفاده شد. تاثير زمان هاي مختلف الکتروليز (10، 25، 40، 55 و 70 دقيقه) و pH (3، 5، 7،9 و 10.5) بر روي ليکور سياه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد که بيشترين ميزان حذف در pH اوليه 5 حاصل شد که منجر به کاهش 78 درصد فنل کل و 98 درصد رنگ ليکور سياه در مدت زمان 70 دقيقه گرديد. روش الکتروکواگولاسيون به دليل ساده و موثر بودن و هزينه سرمايه گذاري پايين آن در مقايسه با ديگر تکنولوژي هاي تصفيه ليکور سياه مي تواند مورد استفاده قرار گيرد.

 

[عزيز خشمان]

بررسي عملکرد فرايندهاي الکتروکواگولاسيون و الکتروکواگولاسيون/فلوتاسيون در حذف کدورتهاي فصلي با استفاده از الکترودهاي آهن و آلومينيوم

عسگري قربان,صيدمحمدي عبدالمطلب*,روشنايي قدرت اله,شريفي زهرا,مهرعليپور جمال,شعبانلو امير,شعبانلو مهرداد

* گروه مهندسي بهداشت محيط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکي همدان، همدان

عمليات انعقاد شيميايي و انعقاد شيميايي/شناورسازي از جمله فرايندهاي جديد و روبه رشدي است که به نحو چشمگيري به منظور حذف آلاينده ها از آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته اند. در اين مطالعه از يک واحد الکتروکواگولاسيون و فلوتاسيون در مقياس آزمايشگاهي به حجم تقريبي 6 ليتر، مجهز به 4 الکترود از جنس آهن و آلومينيوم به ابعاد 2×20×200 ميلي متر به منظور حذف کدورت استفاده شد. تاثير جنس الکترود، کدورت اوليه، ولتاژ جريان 10 تا 30 ولت،pH محيط 3 تا 12 و زمان تماس 5 تا 30 دقيقه مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج اين مطالعه حاکي از آن بود که در فرايند الکتروکواگولاسيون/ فلوتاسيون حذف 84 و 88 درصدي کدورت در مقدار اوليه کدورت1200NTU در pH بهينه 6 و 9-7 به ترتيب در هنگام استفاده از الکترودهاي آهن و آلومينيوم در ولتاژ جريان 30 ولت بعد از زمان 30 دقيقه مشاهده شد. همچنين نتايج نشان داد که در فرايند الکتروکواگولاسيون/ فلوتاسيون در ولتاژ جريان 30 ولت و زمان تماس 30 دقيقه به ترتيب 87 و 80 درصد کدورت اوليه با استفاده از الکترودهاي آلومينيوم و آهن حذف شد که بيانگر تاثير جنس الکترود در فرايند حذف کدورت است. اين در حالي است که در فرايند الکتروکواگولاسيون در شرايط مشابهه بهره برداري تنها 68 و 67 درصد با استفاده از الکترودهاي آلومينيوم و آهن حذف شده است. نتايج اين مطالعه حاکي از تاثيرگذاري بيشتر فرايند الکتروکواگولاسيون/ فلوتاسيون با استفاده از الکترود آلومينيوم در مقايسه با استفاده از الکترود آهن و همچنين فرايند الکتروکواگولاسيون است.

 

[عزيز خشمان]

شبيه سازي- بهينه سازي در تخصيص بهينه منابع آب حوضه اي با احتساب معيارهاي کارايي عملکرد و عدالت

نبي نژاد شيما,موسوي سيدجمشيد*

* دانشکده عمران و محيط زيست، دانشگاه صنعتي اميرکبير، تهران

در اين مطالعه با استفاده از تلفيق الگوريتم بهينه?سازي PSO و مدل تخصيص منابع آب MODSIM، رويکرد شبيه سازي- بهينه سازي براي مدلسازي مساله تخصيص منابع آب حوضه اي توسعه داده شد. مدل پيشنهادي قادر به ارائه جواب براي يک مساله بهره برداري و تخصيص آب حوضه اي، با احتساب معيارهاي کارايي (اعتمادپذيري، برگشت پذيري و آسيب پذيري) و عدالت در تخصيص آب، از دسته شاخصهاي پايداري، مستقيما در تابع هدف مدل است. کاربرد اين مدل در مساله تخصيص منابع آب حوضه رودخانه اترک ارزيابي شد. مدل چند هدفه پيشنهادي به دسته جوابهاي مناسب از منظر تمامي معيارهاي کارايي عملکرد و عدالت، با تسامح و کاهش نسبتا ناچيز در بهترين مقادير ممکن از هر معيار در شرايط عدم توجه به ديگر معيارها، نائل شد.

 

[عزيز خشمان]

حذف نيکل از محيط آبي با استفاده از پوسته پسته سخت

شامحمدي شايان*,سالاري بردسيري مژده

* گروه مهندسي آب، دانشکده کشاورزي، دانشگاه شهرکرد

نيکل يکي از فلزات سنگيني است که در فاضلابهاي صنعتي به وفور يافت مي شود. تحقيقات زيادي در زمينه استفاده از زائدات کشاورزي براي حذف نيکل از محلولهاي آبي انجام شده است. هدف از اين تحقيق، معرفي پوسته پسته سخت به عنوان يک جاذب محلي در حذف فلز نيکل از محيط آبي بود. همچنين در اين تحقيق، مدل هاي ايزوترم جذب نيکل توسط پوسته پسته مورد بررسي قرار گرفت. براي اين کار پوسته پسته تهيه شد و اندازه ذرات آن بين 600 تا 800 ميکرون انتخاب گرديد. همچنين محلول استوک يون نيکل به وسيله اختلاط نمک نيترات نيکل(6H2O.NiSO4) ساخت کارخانه مرک آلمان با آب مقطر تهيه گرديد. نتايج نشان داد که حداکثر راندمان جذب (73.3 درصد) در pH برابر 8 اتفاق مي افتد. همچنين براي يک غلظت ثابت، با افزايش جرم جاذب، زمان تعادل جذب کاهش (سرعت جذب افزايش) مي يابد. نتايج حاصل از برازش مدل هاي ايزوترم جذب نشان داد که مدل هاي فروندليچ، برونر- اميتر- تالر، راک- پرائونيتز، ردليچ- پترسون و سيپس در سطح اعتماد 97 درصد داده ها را به خوبي توصيف مي کنند، ولي مدل هاي فروندليچ و سيپس با کمترين فاکتور خطا به ترتيب 0.10597 و 0.10598 و بيشترين ضريب همبستگي (0.9785) داده ها را بهتر توصيف مي نمايند. مقايسه ظرفيت جاذبها در حذف نيکل از محيط آبي نشان داد که پوسته پسته سخت با سطح ويژه 1.7 متر مربع بر گرم و ظرفيت جذب 0.3984ميلي گرم بر گرم از جاذب هاي کائولينيت، باگاس و خاکستر لجن براي حذف نيکل مناسب تر است.

 

[عزيز خشمان]

شناسايي گونه هاي مايکوباکتريوم هاي غير توبرکلوز جدا شده از منابع مختلف نمونه هاي آب اصفهان بر اساس ويژگي هاي فنوتيپيک

مقيم شراره,نصراصفهاني بهرام*,حسيني نفيسه السادات,ساريخاني انسيه,فقري جمشيد,نريماني تهمينه,فاضلي حسين,صادقي فرزانه

* گروه ميکروبيولوژي، دانشکده پزشکي، دانشگاه علوم پزشکي اصفهان

به دليل افزايش بيماري هاي نقص ايمني در دهه هاي اخير، مايکوباکتريوم هاي غير توبرکلوزيس که پيش تر تنها به عنوان مايکوباکتريوم هاي محيطي شناخته مي شدند، به عنوان پاتوژن هاي مهمي مطرح گرديده اند. در اين مطالعه، تعداد 85 نمونه آب از منابع مختلف اصفهان براي بررسي وجود آلودگي به مايکو باکتريوم هاي محيطي تهيه و کشت داده شد و از ويژگي هاي فنوتيپيک براي تعيين گونه استفاده گرديد. از مجموع 85 نمونه آب از منابع مختلف، 24.7 درصد داراي يک گونه NTM بود. از21 گونه شناسايي شده، مايکوباکتريوم فورچوئيتوم با فراواني نسبي 23.8 درصد (5 مورد)، م. اسمگماتيس 14.3 درصد (3 مورد)، مايکوباکتريوم شبه چلونه اي، تره کمپلکس، گوردونه و موکوژنيکوم به طور يکسان با فراواني نسبي 9.5 درصد (از هرکدام دو مورد) و آويوم کمپلکس، فله اي، زنوپي، فالاکس و فلاوسنس با فراواني نسبي 4.8 درصد (از هرکدام يک مورد) تشخيص داده شدند. با توجه به افزايش شيوع بيماريهاي نقص سيستم ايمني در جامعه و فراواني گونه هاي مايکوباکتريوم در نمونه هاي محيطي از جمله منابع مختلف آب آشاميدني و غير آشاميدني اصفهان، آگاهي از چگونگي پراکندگي اين گونه ها در نواحي جغرافيايي مختلف به دليل متفاوت بودن استراتژي درماني آنها ضروري بوده و لازم است در کلينيک به طور جدي مورد توجه قرار گيرند.

 

[عزيز خشمان]

بررسي آزمايشگاهي الگوي تغييرات فشار گذرا در طول مجراي افقي حاوي جريان دوفازي لخته اي آب و هوا

ايهاوند کوهزادي امين,برقعي سيدمحمود,كبيري ساماني عبدالرضا*

* دانشکده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي اصفهان

وجود هوا در جريان آب، باعث تغيير در فشارهاي ايجاد شده ناشي از جريان گذراي ضربه قوچ در مجراي انتقال آب مي شود. تحليل جريان هاي گذرا معمولا با فرض عدم وجود هوا در سيال انجام مي شود، اما هوا از منابع مختلف مانند اتصالات، تجهيزات مکانيکي و يا هواي محبوس در خط لوله وارد مجرا مي شود. اين مقاله، نتايج تحقيق آزمايشگاهي در مورد جريان گذراي ناشي از بستن ناگهاني مجرا توسط دريچه در يک تونل مستطيلي افقي حاوي جريان دوفازي لخته اي را ارائه مي دهد. در اين پژوهش تغييرات بيشينه فشار گذرا در طول مجرا بررسي شد. نتايج اين تحقيق نشان داد که در 10 درصد طول انتهاي مجرا از موقعيت نصب دريچه به سمت بالادست، به دليل کاهش سرعت موج فشار ناشي از ضربه قوچ، فشارهايي با فرکانس زياد و پيک هاي بالا ايجاد مي شود. در حالي که بقيه طول مجرا به دليل ميرا شدن فشار توسط حبابهاي هوا، الگوي متفاوتي از فشار را تجربه مي کند. همچنين در انتهاي مجرا با افزايش دبي هوا نسبت به دبي آب، بيشينه فشارهاي ايجاد شده افزايش مي يابد. اين در حالي است که در بالادست مجرا، فشار گذرا با افزايش دبي هوا در مجرا کاهش مي يابد.

 

[عزيز خشمان]

مكانيسم جذب زيستي فلز نيکل از پسابهاي آلوده به وسيله باکتري Bacillus sp. Strain MGL-75

احمدي اسبچين سلمان*,جعفري ناصر,پوربابايي احمدعلي

* گروه زيست شناسي، دانشكده علوم، دانشگاه ايلام

در اين مقاله باكتري باسيلوس Bacillus sp. Strain MGL-75 از كارخانه آب فلز كاري تهران جدا شد و به عنوان جاذب بيولوژيك براي جذب زيستي فلز نيکل در راكتور بچ مورد مطالعه قرار گرفت. آزمايش هاي اوليه، سينتيك و ايزوترم جذب نيکل در اسيديته حدود 6.5 انجام شد. ايزوترم جذب به وسيله معادله لانگمير و فروندليچ صورت گرفت. زمان تعادل در حدود 5 دقيقه بود كه بيشينه ميزان جذب فلز نيکل به وسيله باکتري مذکور ميلي مول بر گرم وزن خشک سلول است. نقطه داراي بار صفر پروتون (PZNPC) در pH برابر 5.7 به دست آمد. با استفاده از روش برون زايي گروه هايpka داخلي مقادير pka1=4.4، pka2=6.9 و pka2=11.2 حاصل گرديد. مكانيسم جذب از نوع تبادل يوني بود. ميزان 80 درصد جذب، غير وابسته به متابوليسم و حدود 20 درصد وابسته به متابوليسم است. اثر اتوكلاو، 2 و 4- دي نيترو- فنل، سديم آزيد بر روي جذب، مورد مطالعه قرار گرفت. اثر عوامل رهاساز مانند اسيداستيك و اسيدكلريدريك بر رهاسازي يون نيكل بررسي شد. سپس اثر اسيديته بر روي جذب فلز نيکل مورد بررسي قرار گرفت. اين نتايج نشان مي دهد، باسيلوس مورد مطالعه كانديداي مناسبي براي حذف فلز نيكل از محلولهاي آلوده در راكتور است.

كليد واژه: نيکل، جذب زيستي، باسيلوس، پساب، جداسازي بيولوژيك

 

[عزيز خشمان]

تصفيه شيرابه تازه با فرايند اكسيداسيون پيشرفته مرطوب همراه با آب اكسيژنه، مطالعه موردي شيرابه كارخانه كمپوست زباله اصفهان

كريمي بهروز,احرام پوش محمدحسن*,مختاري مهدي,ابراهيمي اصغر

* گروه مهندسي بهداشت محيط، دانشگاه علوم پزشكي شهيد صدوقي، يزد

فرايند اكسيداسيون مرطوب با هوا يکي از فرايندهاي اکسيداسيون پيشرفته براي کاهش غلظت آلاينده هاي آلي از فاضلابهاي بسيار قوي همانند شيرابه زباله با COD بيش از 10000 ميلي گرم در ليتر است. براي بهبود راندمان اين روش مي توان از کاتاليزورهايي نظير پراکسيد هيدروژن و يا يون هاي فلزاتي همانند Fe[SUP]+2[/SUP] استفاده نمود. هدف از اين مطالعه استفاده از فرايند کاتاليزوري اکسيداسيون با پراکسيد هيدروژن به منظور حذف مواد آلي و آمونياک از شيرابه زباله بود. در اين مطالعه تاثير پارامترهاي بهره برداري همانند درجه حرارت (100 تا 300 درجه سلسيوس)، زمان ماند (30 تا 90 دقيقه) و حجم پراکسيد هيدروژن (30w/v, 5mL-1 درصد) در فشار 10 بار و غلظت کاتاليزور سولفات آهن 560 ميلي گرم در ليتر در حذف مواد آلي و آمونياک مطالعه شد. از هوا به عنوان اکسيدان اصلي و حجم هاي مختلف H2O2 براي بهبود فرايند اکسيداسيون مواد آلي استفاده گرديد. نتايج نشان داد که راندمان حذف COD، BOD و آمونياک در دماي 300 درجه سلسيوس، زمان ماند 90 دقيقه و حجم پراکسيد هيدروژن 2.5 ميلي ليتر به ترتيب 44، 48 و 63.8 درصد بود. همچنين نتايج نشان داد که WPO مي تواند مواد آلي در شيرابه را به طور موثري حذف کند. زمان ماند و دماي واکنش از پارامترهاي اصلي حذف CODهستند اما به منظور حذف کامل ترکيبات آلي و آمونياکي نياز به اکسيداسيون بيشتر آلاينده هاي موجود در شيرابه است.

كليد واژه: اكسيداسيون مرطوب، پراکسيد هيدروژن، شيرابه، کارخانه کمپوست