فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 109 (امرداد و شهریور 1396)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 109 (امرداد و شهریور 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/04/07
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمد سلگی*، امید بزرگ حداد، پریسا قاسمی ابیازنی صفحات 1-12
    در شرایط کمبود، مدیریت مصرف در شبکه های توزیع آب شهری اجتناب ناپذیر است. یکی از راهکارهای مدیریتی، بهره برداری به روش تامین نوبتی آب در شبکه توزیع است. بهره برداری به این روش، این امکان را فراهم می آورد تا با قطع آب برخی از مصرف کنندگان در بعضی از زمان ها، بتوان در زمان های وصل آب، نیاز گره های مصرفی را تحت فشار مطلوب تامین نمود. یکی از مواردی که در تامین آب به صورت نوبتی حائز اهمیت است، رعایت یکنواختی توزیع آب بین مصرف کنندگان است. در تحقیق حاضر یکنواختی توزیع آب و تامین یک مقدار حداقل از آب، برای همه مصرف کنندگان به ترتیب با عنوان عدالت و انصاف، تعریف شده اند. در این تحقیق یک مدل بهینه سازی برای یافتن برنامه زمانی بهینه تامین نوبتی با هدف بیش سازی تعداد تامین ها، و همزمان تامین قیودات مربوط به بهره برداری از شبکه های توزیع آب توسعه داده شد. برای نشان دادن کارایی مدل ارائه شده، عملکرد آن برای شرایط کمبود آب متفاوت، توسط چندین سناریو در یک شبکه توزیع نمونه دوحلقه ای، مورد بررسی قرار گرفت. برای حل مدل بهینه سازی از ایجاد ارتباط بین الگوریتم بهینه سازی HBMO و شبیه ساز هیدرولیکی EPANET استفاده شد. نتایج به دست آمده حاکی از کارآمدی مدل بهینه سازی توسعه داده شده به منظور یافتن برنامه زمانی بهینه تامین نوبتی است. به طوری که حتی در شرایط تنش آبی بسیار شدید نیز مدل ارائه شده، آب موجود را به صورت 100 درصد عادلانه همراه با رعایت انصاف، بین مصرف کنندگان توزیع نمود.
    کلیدواژگان: شبکه توزیع آب شهری، کمبود آب، تامین نوبتی، بهره برداری بهینه
  • اشکان روحانی فرحمند *، مصطفی تیزقدم غازانی صفحات 13-22
    ایران به دلیل قرار گرفتن در کمربند خشک و نیمه خشک جهان با محدودیت منابع آب مواجه است. در جوامع شهری که کمبود منابع آب دارند، پساب حاصل از تصفیه فاضلاب می تواند به عنوان منبعی قابل اطمینان و جایگزین به ویژه برای آبیاری فضای سبز محسوب شود. این منابع آب می تواند در قسمت های مختلف مانند فلاش تانک سرویس های بهداشتی، آبیاری مزارع و غیره استفاده شود. همچنین این آب می تواند در صنایع مختلفی مانند نساجی، شیمی، پلاستیک و ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. در این میان مصارف شرب و پخت وپز که میزان ناچیزی از مصرف کل را شامل می شود، نیاز به کیفیت مناسب مطابق با استانداردهای آب شرب دارند و سایر مصارف می توانند توسط منابع آب غیر شرب تامین شوند. این تحقیق با هدف کمک به استفاده مجدد از آب خاکستری در ساختمان های بلند مرتبه توسط طرح های انگیزشی و فرهنگ سازی برای تشویق سازندگان جهت اجرای این ایده در پروژه های خود انجام شده است. در این تحقیق به تاثیر سپتیک تانک دو مخزنه در کاهش پارامترهای TSS، P، N، COD و BODپرداخته شد. متاسفانه تعرفه های موجود خرید انشعاب آب از شرکت های آب و فاضلاب تابعی از عرصه و اعیان ساختمان بوده و پارامترهای حجمی در آن ملاحظه نشده است. لذا نیاز به اصلاح شیوه تعرفه گذاری برای انشعابات آب و فاضلاب می باشد. با توجه به هزینه های مازاد ایجاد انشعابات جداسازی آب خاکستری از آب سیاه و هزینه های تصفیه به همراه بازچرخانی در همان ساختمان، با ارائه طرح های تشویقی و پیشنهادی به سازندگان و بخش صنعت، این طرح قابلیت اجرایی و توجیه اقتصادی پیدا خواهد کرد.
    کلیدواژگان: آب خاکستری، ساختمان های بلند مرتبه، راهکارهای اقتصادی
  • سارا مینایی، میترا جوان، جلیل حیدری، افشین اقبال زاده *، حسین بنکداری صفحات 23-35
    یکی از مسائل مهم در مدیریت منابع آب، مسئله قیمت تمام شده آب است. عوامل موثر بر قیمت آب را می توان به چهار بخش توزیع آب؛ خرید، تامین و استحصال آب؛ تصفیه و گندزدایی و نگهداری تاسیسات و تجهیزات آب تقسیم نمود. هر یک از این چهار بخش به متغیرهای جزئی تری تقسیم می شوند. در این پژوهش متغیرهای موثر بر این چهار بخش شناسایی و با استفاه از روش تحلیل عاملی اولویت بندی شدند. متغیرهای هر چهار بخش در دو عامل دسته بندی شدند. در بخش توزیع آب عامل اول شامل متغیرهای هزینه حمل و نقل، اجاره ماشین آلات، استهلاک ساختمان و استهلاک ماشین آلات و تجهیزات تولید، و عامل دوم شامل متغیرهای استهلاک وسائط نقلیه تولید و تعمیر و نگهداری دارایی های ثابت تولید می باشند. در بخش تصفیه عامل اول شامل متغیرهای استهلاک تاسیسات، توزیع و فروش حقوق آبدار، گندزدا، استهلاک ماشین آلات و تجهیزات تولید و استهلاک ساختمان و عامل دوم شامل متغیر اجاره ماشین آلات است. در بخش خرید عامل اول شامل متغیرهای استهلاک ماشین آلات و تجهیزات تولید، آب خریداری شده، اجاره ماشین آلات، هزینه حمل و نقل و استهلاک وسائط نقلیه تولید و در عامل دوم متغیر استهلاک ساختمان قرار دارند. در بخش نگهداری تاسیسات در عامل اول متغیرهای استهلاک ماشین آلات و تجهیزات تولید، استهلاک وسایط نقلیه تولید، استهلاک ساختمان و هزینه نگهداری توسط آبدار و در عامل دوم متغیرهای استهلاک سایر دارایی ها، اجاره ماشین آلات، توزیع و فروش حقوق آبدار قرار دارند.
    کلیدواژگان: قیمت تمام شده آب، توزیع، خرید، تصفیه، نگهداری تاسیسات آب، تحلیل عاملی
  • مرتضی تهامی پور زرندی*، سمانه عابدی صفحات 36-45
    بحران منابع آب به دلیل روند رو به رشد مصارف آب به ویژه در کشورهای در حال توسعه، از اهمیت زیادی برخوردار است و چشم انداز تولید و دستیابی به امنیت غذایی را در این کشورها به شدت تهدید می نماید. تجارت آب مجازی به عنوان راهکاری جهت غلبه بر بحران کمبود آب به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح بوده و بر پایه تامین آب مواد غذایی مورد نیاز از خارج از محدوده و وارد نمودن مواد آب بر از بخش های دارای آب کافی است. با توجه به اینکه بخش صنعت در حال حاضر به عنوان پایه توسعه استان زنجان مطرح شده است، لذا مطالعه حاضر با هدف تجزیه و تحلیل تجارت آب مجازی در بخش صنعت استان زنجان انجام شد. برای انجام این پژوهش از اطلاعات طرح آمارگیری از کارگاه های صنعتی ده نفر کارکن و بیشتر مرکز آمار ایران برای سال 90-1389، استفاده شد. ضمن دسته بندی صنایع، نیاز آبی و تولیدات این صنایع، میزان آب مورد نیاز آنها تخمین زده شد. نتایج نشان داد که بیشترین محتوای آب مجازی استان زنجان به صنعت تولید زغال کک و پالایشگاه ها، صنعت تولید کاغذ و محصولات کاغذی و صنعت مواد غذایی و آشامیدنی به ترتیب با میانگین 70/32، 14/26 و 63/11 مترمکعب بر میلیون ریال، اختصاص دارد. همچنین میزان کل صادرات آب مجازی بخش صنعت استان زنجان، معادل 10/3 میلیون مترمکعب برآورد شده است که 50 درصد آن به فعالیت تولید فلزات اساسی اختصاص دارد. یافته های تحقیق بیانگر آن است که استان زنجان در بخش صنعت در مجموع صادرکننده خالص آب مجازی است.
    کلیدواژگان: تجارت آب مجازی، بخش صنعت، استان زنجان
  • محدثه سواسری *، سید مصطفی عمادی، محمدعلی بهمنیار، پوریا بی پروا صفحات 46-54
    افزایش آلودگی آب ها به آلاینده ها و محدودیت منابع آبی، محققان را وادار به توسعه روش های متنوع برای تصفیه آب های آلوده کرده است. استفاده از نانوذرات آهن صفرظرفیتی پایدار شده با اسید آسکوربیک به عنوان روشی کارآمد در حذف سرب از آب های آلوده می تواند موثر باشد. اهداف این تحقیق سنتز و تعیین مشخصات نانوذرات آهن صفرظرفیتی پایدار شده با اسیدآسکوربیک در شرایط هوازی و ارزیابی توانایی آن در حذف سرب از محلول های آبی با استفاده از روش سطح پاسخ بود. در این تحقیق از طرح مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ با در نظر گرفتن چهار فاکتور شامل غلظت نانوذرات آهن صفرظرفیتی 5/0، 1و 2 گرم در لیتر، غلظت اولیه سرب 5،10 و20 میلی گرم در لیتر، pH برابر 2، 5 و 7 و مدت زمان 5،20،60 دقیقه برای یافتن شرایط بهینه استفاده شد. نتایج بهینه سازی روش سطح پاسخ نشان داد کاربرد 2 گرم در لیتر از آهن صفرظرفیتی، محلول سرب با غلظت 25 میلی گرم در لیتر، pH برابر 7 و مدت زمان 60 دقیقه منجر به حداکثر راندمان حذف عنصر سرب معادل 93/97 درصد از محیط آبی می شود. براساس نتایج این تحقیق میزان کارایی نانو آهن صفرظرفیتی در حذف سرب در محلول های آبی بسیار بالا بوده و می تواند به عنوان یک روش کارآمد در رفع آلودگی آب ها معرفی شود. همچنین روش سطح پاسخ را می توان به خوبی در بهینه سازی این خصوصیات به کار برد.
    کلیدواژگان: آلودگی آب، اسیدآسکوربیک، روش سطح پاسخ، سرب، نانوذرات آهن صفر ظرفیتی
  • نسیبه شاکری، هادی قربانی*، محمدهادی غفاریان مقرب صفحات 55-63
    با توجه به فراوانی نیترات در آب و مشکلات ناشی از آن، حذف آن از جمله اهداف مهم در پالایش آب است. به منظور بررسی اثر اسید هیومیک بر کارایی پالایش نیترات توسط نانوذرات آهن صفر، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. در این مطالعه نانوذرات آهن صفر ظرفیتی به روش هم‏رسوبی سنتز و برای بهبود پایداری در محیط آبی بر روی ذرات شن تثبیت شدند. غلظت‏های مختلف اسید هیومیک شامل 0، 25/0 ، 75/0 میلی‏گرم در لیتر و غلظت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی شامل 1، 5/1 و 2 میلی‏گرم در لیتر بود و سپس تغییرات محتوی نیترات در محلول مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوذرات آهن صفر ظرفیتی قادراند نیترات محلول در آب را احیا کنند و در نتیجه موجب حذف آن از محلول ‏شوند. حضور اسید هیومیک راندمان حذف نیترات توسط نانوذرات آهن صفر را کاهش می‏دهد. بیشترین حذف نیترات حدود 58 درصد در pH برابر 4 و غلظت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی برابر 1 میلی‏گرم در لیتر و کمترین میزان حذف نیترات حدود 7/3 درصد در pH برابر 5 و غلظت نانوذرات آهن 2 میلی‏گرم در لیتر مشاهده شد. نتایج این آزمایش نشان داد که اسید هیومیک عامل مهمی در احیای نیترات بوده و این تاثیر در غلظت‏های پایین‏تر اسید هیومیک بیشتر است. بیشترین راندمان احیای نیترات توسط نانوذرات آهن صفر، در عدم حضور اسید هیومیک در pH برابر 4 معادل 44 درصد بود. همچنین مناسب‏ترین مقدار pH برای حذف نیترات برابر 4 و راندمان حذف در این pH به طور میانگین 34 درصد مشاهده شد.
    کلیدواژگان: اسید هیومیک، نیترات، احیاء، نانوذرات آهن صفر
  • شهین احمدی، فردوس کرد مصطفی پور *، ادریس بذر افشان، زهرا کاشی تراش اصفهانی، عطاالله رخش خورشید صفحات 64-73
    آنیلین به عنوان یک ترکیب سخت تجزیه پذیر در پساب بسیاری از صنایع وجود دارد. هدف از انجام این مطالعه تعیین کارایی فرایند شناورسازی با هوای محلول در حذف آنیلین از محیط های آبی بود. در این مطالعه کاربردی-تجربی از پایلوت شناورسازی با هوای محلول در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شد. پس از تعیین شرایط بهینهpH و دز پلی آلومینیوم کلراید توسط آزمایش جار، تاثیر پارامترهای موثر در فرایند شناورسازی با هوای محلول، شامل غلظت ماده منعقدکننده (10، 20، 30، 40 و 60 میلی گرم در لیتر)، زمان لخته سازی (5، 10، 15 و 20 دقیقه)، زمان شناورسازی (5، 10، 15 و 20 ثانیه) ، فشار اشباع (3،5/3، 4 و 5/4 اتمسفر) و کدورت NTU) 60، 40، 30، 20 و 10) بر میزان کاهش پارامترهای COD و آنیلین محاسبه شد. نتایج نشان داد که فرایند شناورسازی با هوای محلول می تواند پارامترهایCOD و آنیلین را به ترتیب به میزان 6/86 درصد و 95 درصد در pH برابر 6، غلظت اولیه آنیلین معادل200 میلی گرم در لیتر، زمان لخته سازی 10 دقیقه، زمان شناورسازی 20 ثانیه، فشار اشباع 4 اتمسفر و غلظت 20 میلی گرم در لیتر PAC کاهش دهد. همچنین نتایج حاکی از آن بود که با افزایش کدورت در فرایند شناورسازی، راندمان حذف کاهش می یابد.با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق می توان بیان داشت که فرایند شناورسازی با هوای محلول می تواند روش موثری برای حذف آنیلین از محیط های آبی باشد.
    کلیدواژگان: شناورسازی با هوای محلول، محیط های آبی، آنیلین، حذف
  • گلشن شیرنشان، علیرضا ریاحی بختیاری*، محمود معماریانی صفحات 74-86
    هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAH) و آلکان های نرمال، گروه بزرگی از آلاینده های پایدار محیطی را تشکیل می دهند. در این مطالعه به منظور بررسی پراکنش و منشاء ترکیبات PAH و آلکان های نرمال در رسوبات سطحی سواحل جنوب غربی دریای خزر و مقایسه آن ها با استاندارهای موجود، تعداد 18 نمونه رسوب سطحی از 2 نیم خط عمود بر ساحل استان گیلان (سنگاچین و هشت پر، از اعماق 10، 20 و 50متری) جمع آوری شد و نمونه ها با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی با طیف سنج جرمی مورد آنالیز قرار گرفتند. منشاء آلکان های نرمال بر اساس شاخص های (95/0-76/0)CPI ، (56/6-3/3) U/R، (42/0-21/0) pr/ph انجام گرفت. همچنین تعیین منشاء ترکیبات PAH به روش نسبت های تشخیصی (37/13-93/1) LMW/HMW، (7/16-44/11) Phenanthrene/Anthracene، (33/10-69/4) Chrysene/Benzo(a)anthracene، (69/0-53/0)Fluoranthene/Pyrene و (08/0-05/0) MP/P انجام گرفت که بر اساس این نسبت ها وجود منشاء غالب پتروژنیک برای هیدروکربن ها در منطقه ثابت شد. غلظت کلی 30 ترکیب PAH و آلکان های نرمال در رسوبات به ترتیب 95/626 تا 53/3842 نانوگرم بر گرم و 8/823 تا 5/3899 میکروگرم بر گرم به دست آمد. بر اساس استانداردهای آمریکا سطوح ترکیبات نفتالین، آسنفتیلن، آسنفتن و فلورن بالاتر از غلظت استاندارد ERLs در ایستگاه های عمق 50 متری هشت پر و سنگاچین بود، درحالی که بر اساس استانداردهای کانادا، سطوح این ترکیبات در تمام ایستگاه های بالاتر از استاندارد ISQGs بود. نکته حائز اهمیت غلظت بالای ترکیب نفتالین به عنوان سمی ترین ترکیب PAH در تمام ایستگاه ها بود که نیاز به توجه بیشتر به این ترکیب را برای اتخاذ روش های صحیح مدیریتی می طلبد.
    کلیدواژگان: ترکیبات PAH، آلکان های نرمال، تعیین منشاء، دریای خزر، SQGs
  • امیر حسین سیاح زاده، حسین گنجی دوست*، بیتا آیتی صفحات 87-96
    تصفیه فاضلاب های حاوی هیدروکربن های نفتی به دلیل سمیت این نوع فاضلاب ها و تبعات خطرناکی که برای محیط زیست دارد ضروری است. یکی از سیستم های بیوفیلمی که در تصفیه فاضلاب های مختلف، مقاومت خوبی در برابر شوک های سمی و هیدرولیکی دارد، راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک است. در تحقیق حاضر نقش سه مکانیسم عریان سازی، جذب توسط توده زیستی و تجزیه بیولوژیکی در راکتور بیوفیلمی با آکنه های پلی اتیلنی لانه زنبوری به منظور تصفیه فاضلاب پالایشگاه نفت تهران بررسی شد. براساس نتایج حاصل از این تحقیق، مقدار بهینه عوامل بارگذاری ((TPH 278 میلی گرم در لیتر با COD معادل 1000 میلی گرم در لیتر، زمان ماند 22 ساعت و درصد پرشدگی آکنه 50 درصد به دست آمد. بررسی های آزمایشگاهی تایید نمود که در حذف هیدروکربن های نفتی، هر سه مکانیسم عریان سازی، جذب و تجزیه بیولوژیکی بسته به غلظت هیدروکربن های نفتی به میزان مختلف تاثیرگذاراند. به طوری که مکانیسم غالب حذف، در بارگذاری های کمتر (TPH برابر 57 میلی گرم در لیتر با COD معادل 200 میلی گرم در لیتر) تجزیه بیولوژیکی و در بارگذاری های بالاتر (TPH برابر 278 میلی گرم در لیتر با COD معادل 1000 میلی گرم در لیتر)، عریان سازی بود. در شرایط بهینه میزان حذف هر یک از سه مکانیسم در TPH برابر 278 میلی گرم در لیتر (با COD معادل 1000 میلی گرم در لیتر) به ترتیب عریان سازی با 58 درصد، تجزیه بیولوژیکی با 29 درصد و جذب بیولوژیکی با 13 درصد به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان می دهد، حذف هیدروکربن های نفتی از طریق مکانیسم عریان سازی و جذب بیولوژیکی حداکثر طی ساعت اول فرایند اتفاق می افتد.
    کلیدواژگان: TPH، COD، عریان سازی، تجزیه بیولوژیکی، جذب
  • شادی ابوالحسنی، هادی جعفری* صفحات 97-105
    ارزیابی آسیب پذیری به عنوان ابزاری مدیریتی در راستای حفاظت از منابع آب زیرزمینی انجام می شود. در این تحقیق آسیب پذیری آبخوان آبرفتی شاهرود با استفاده از مدل دراستیک که یک مدل تجربی در ارزیابی پتانسیل آلودگی سفره آب زیرزمینی در مقیاس منطقه ای می باشد، بررسی شد و تحلیل حساسیت پارامترهای مدل در راستای شناخت مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار بر آسیب پذیری انجام شد. لایه های اطلاعاتی مدل شامل عمق آب زیرزمینی، تغذیه، محیط آبخوان، توپوگرافی، اثر منطقه غیراشباع و هدایت هیدرولیکی بر اساس تحلیل اطلاعات موجود و لایه بافت خاک سطحی بر اساس پردازش تصاویر ماهواره ای و تدقیق آن با نمونه برداری و آنالیز بافت خاک در محیط GIS تهیه و رتبه دهی شدند. پس از محاسبه شاخص آسیب پذیری، تحلیل حساسیت نقشه آسیب پذیری آبخوان شاهرود به دو روش حذف پارامتر و آنالیز تک پارامتری انجام شد. پس از اعمال وزن مناسب از همپوشانی لایه ها شاخص دراستیک بین 28 تا 148 برآورد شد. حاشیه شمالی و بخش هایی از جنوب غرب آبخوان، بالاترین آسیب پذیری را داشتند و سایر مناطق آبخوان آسیب پذیری متوسط تا کم را نشان دادند. مقدار پایین غلظت نیترات در مناطق کشاورزی و افزایش آن به بیش از 45 میلی گرم در لیتر در بخش های شمالی آبخوان شاهرود تاکیدی بر صحت پهنه بندی آسیب پذیری توسط مدل دراستیک می باشد. براساس نقشه آسیب پذیری آبخوان شاهرود، 6/1 درصد از مساحت سفره از پتانسیل آلودگی (آسیب پذیری)، بسیار بالا، 10 درصد از پتانسیل بالا، 8/28 درصد از پتانسیل آلودگی متوسط و 9/18 درصد از پتانسیل کم برخوردار بوده و مابقی (5/40 درصد) فاقد خطر آلودگی می باشند.
    کلیدواژگان: دراستیک، آسیب پذیری، تحلیل حساسیت، آبخوان شاهرود
|
  • Mohammad Solgi *, Omid Bozorg Haddad, Parisa Ghasemi Abiazani Pages 1-12
    Under water shortage conditions, it is necessary to exercise water consumption management practices in water distribution networks (WDN). Intermittent supply of water is one such practice that makes it possible to supply consumption nodal demands with the required pressure via water cutoff to some consumers during certain hours of the day. One of the most important issues that must be observed in this management practice is the equitable and uniform water distribution among the consumers. In the present study, uniformity in water distribution and minimum supply of water to all consumers are defined as justice and equity, respectively. Also, an optimization model has been developed to find an optimal intermittent supply schedule that ensures maximum number of demand nodes are supplied with water while the constraints on the operation of water distribution networks are also observed. To show the efficiency of the proposed model, it has been used in the Two-Loop distribution network under several different scenarios of water shortage. The optimization model has been solved using the honey bee mating optimization algorithm (HBMO) linked to the hydraulic simulator EPANET. The results obtained confirm the efficiency of the proposed model in achieving an optimal intermittent supply schedule. Moreover, the model is found capable of distributing the available water in an equitable and just manner among all the consumers even under severe water shoratges.
    Keywords: Water Distribution Network, Water Deficiency, Intermittent Supply, Optimal Operation
  • Ashkan Rohani Farahmand*, Mostafa Tizghadam Ghazani Pages 13-22
    Iran is located in an arid and semi-arid zone with limited water resources. In urban areas where water supplies are short, effluents from wastewater treatment plants can be considered as a reliable alternative source to supply water, especially for such urban uses as flushing and landscape irrigation. The effluents can be used to supply the water for textile, chemical, plastic, and construction industries in addition to agricultural irrigation. While these demands can be supplied from non-potable water resources such as treatment effluents, the water required for drinking and cooking that accounts for only a small portion of the total consumption must be supplied from those resources that conform to quality standards. The objective of the present study was to develop incentive plans and innovative designs that would assist builders and inhabitants of high-rise buildings to implement and employ grey water reuse systems. The study also investigated the effects of emoploying two-storage septic tanks to improve such water parameters as BOD, COD, N, P, and TSS. Given the fact that water connection charges in Iran are only a function of total land and building areas with volumetric parameters excluded, the current pricing system for water and sewage connections needs to be revisited and duly adjusted. The additional costs of systems required for segregating black water from grey water and recirculating treated water within the building may not be economically justifiable and, thus, the incentive plans are expected to provide the required justification for both the water industry and the builders.
    Keywords: Grey Water, High-rise Buildings, Economic Solution
  • Sara Minaei, Mitra Javan, Jalil Heydari, Afshin Eghbalzadeh *, Hossein Bonakdari Pages 23-35
    An important consideration in water resources management is the total cost of the water supplied to customers. The factors involved in water supply costs are divided into the four main components of water distribution; purchase, supply, and harvest; treatment and disinfection; and facility running and maintenance costs, each of which comprises individual parameters. In this study, the parameters in the four components are investigated and prioritized using the factor analysis method. Results show that the parameters in each componet may be coalesced into two main factors. In the water distribution component, transportation, machinary rental, building depreciation, and machinery and equipment depreciation costs may be considered as one factor while vehicle depreciation and maintenance costs as well as the costs of fixed assets account for the second factor. The treatment component involves facility depreciation, labor, materials (disinfectants), equipment depreciaion, and building depreciation costs as the first factor while machinary rental cost forms its second factor. In the purchase component, machinery and equipment depreciation, water purchase, transportation, machinary rental, and vehicle depreciation costs form one factor while building depreciation costs form the second factor. The water facility component comprises one factor that includes machinery and production equipment depreciation, vehicle depreciation, building depreciation, and labor costs and its second factor includes asset depreciation, machinary rental, and labor costs.
    Keywords: Cost of Water, Distribution-Purchase-Treatment-Maintenance of Water Facilities, Factor analysis
  • Morteza Tahami Pourzarandi *, Samane Abedi Pages 36-45
    Water crisis is of utmost importance due to the growing demand and consumption of water, especially in developing countries where its production and food security are facing serious challenges. Virtual water trade has been proposed as one strategy to combat the water scarcity crisis in arid and semi-arid regions. The strategy is based on the import of food and water-intensive supplies from neighboring regions that enjoy adequate supplies of water. Given the fact that the industrial sector has been proposed to serve as the basis of development in Zanjan Province, the present study was conducted to investigate the virtual water trade by the industrial sector in this province. For the purposes of this study, data from the statistical period 2010-2011 were obtained from the Statistical Center of Iran on enterprises employing ten member staffs or above. The data were used to categorize the industries surveyed, their water demands, and products to estimate the quantities of water needed for their continued operation. It was found that the highest quantities of virtual water in Zanjan are allocated to coking and petroleum plants, paper and cellulosic industries, and food and beverage processing factories with average values of 32.70, 26.14, and 11.63 cubic meters per million Rials, respectively. In addition, the total amount of virtual water exported from the industrial units operating in Zanjan Province is estimated at about 3.10 MCM, 50% of which belongs to base metal production.
    Conclusion
    Our findings show that the industrial sector in Zanjan Province is a net exporter of virtual water.
    Keywords: Virtual Water Trade, Manufacture Sector, Zanjan Province
  • Mohaddeseh Savasari *, Seyed Mostafa Emadi, Mohammadali Bahmanyar, Poriya Biparva Pages 46-54
    The growing pollution of water resources and the limited availability of water supplies have led to a growing interest by researchers to develop novel methods of water remediation and reuse. One such method is the use of ascorbic acid-stabilized zero-valent iron nanoparticles (AAS-ZVIN) for the removal of lead (Pb) from aqueous solutions. Using zero-valent iron nanoparticles stabilized with acid ascorbic under aerobic conditions, the present study was conducted to assess the efficiency of Pb removal from aqueous solutions and its optimization by the response surface methodology (RSM). For this purpose, use was made of the central composite design and the response surface methodology with the four input variables of ASS- ZVIN dose (0.5, 1, and 2 g L-1), pH (2, 5, and 7), contact time (5, 20, and 60 min), and initial Pb concentration (5, 10, and 20 mg L-1) to determine the optimal conditions for the process. Numerical optimization revealed that the optimum conditions for Pb removal (97.93%) included an ASS-ZVIN dose of 2 g L-1, an initial Pb (II) concentration of 25 mg L-1, a contact time of 60 min, and an initial solution pH of 7. The results also imply that not only does ASS-ZVIN offer a good potential for the remediation of water bodies contaminated with Pb, given its high reactivity for Pb removal, but that the RSM optimization process can be successfully employed for the optimization of the process in question.
    Keywords: Ascorbic acid, Lead, Response surface methodology, Water Pollution, Zero-Valent Iron Nanoparticles
  • Nasibeh Shakeri, Hadi Ghorbani *, M.H. Ghafariyan Pages 55-63
    Nitrate is a wide spread pollutant whose removal from aquesous solutions is a major goal of water treatment processes. The present experiment was conducted using a randomized complete block split design with three replications to investigate the effects of humic acid on the nitrate removal efficiency of nanoscale zero-valent iron particles. For this purpose, nanoscale zero-valent iron particles were synthesized using the co-precipitation method and stabilized on sand fractions to achieve better stability in the water environment. Different concentrations of humic acid (0, 0.25, and 0.75 mg/l) and nanoscale zero-valent iron particles (1, 1.5, and 2 mg/l) were used as the variables to evaluate the resulting changes in the water nitrate content. Results showed that nanoscale zero-valent iron particles were able to reduce nitrate ions and, thereby, remove it from the solution. Humic acid was found to reduce the nitrate removal efficiency of nanoscale zero-valent iron particles. The highest nitrate removal (58%) occurred at pH 4 with a nanoscale zero-valent iron concentration of 1 mg/l while the lowest was observed at pH 3.7% with a nanoscale zero-valent iron concentration of 2 mg/l. Humic acid, especially at its lower concentrations, also proved to be an important factor involved in reducing nitrate. In the absence of humic acid, the highest nitrate reduction efficiency of 44% was observed at pH 4. Finally, a pH value of 4 was found to be the optimum level for nitrate removal, which led to an average removal efficiency of 34%.
    Keywords: Humic Acid, Nitrate, reduction, nZVI
  • Shahin Ahmadi, Ferdos Kord Mostafapour *, Edris Bazrafshan, Zahra Kashitarash Esfahani, Ataollah Rakhsh Khorshid Pages 64-73
    Aniline is an almost undegradable compound found in many industrial effluents. It was the objective of this lab-scale applied-experimental study to determine the efficiency of the dissolved air flotation process in the removal of aniline from aquatic environments. Initially, the optimal conditions of pH and dosage of poly-aluminum chloride were determined using the jar test. The parameters involved in the dissolved air flotation process including coagulant concentration (10, 20, 30, 40, and 60 mg.l‒1), coagulation time (5, 10 , 15, and 20 min), flotation time (5, 10, 15, and 20 s), saturation pressure (3.5 / 3, 4, and 5.4 atmospheres), and turbidity (10, 20, 30, 40, and 60 NTU) on the reduction of COD and aniline were then calculated. Results showed that the dissolved air flotation process was capable of reducing COD and aniline by 86.6% and 95%, respectively (at pH = 6, an initial aniline concentration of 200 mg/ L, a coagulation time of 10 min, a flotation time of 20 s, a saturation pressure of 4 atmospheres, and a concentration of 20 mg/L PAC). It was also shown that removal efficiency declines with increasing turbidity. It may, therefore, be claimed that the dissolved air flotation process is an effective method of removing aniline from aquatic environments.
    Keywords: Dissolved Air Flotation, Aquatic Environment, Aniline, Removal
  • Golshan Shirneshan, Alireza Riyahi Bakhtiyari *, Mahmoud Meamariani Pages 74-86
    Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) compounds and normal alkanes form a large group of undegradable environmental contaminats. This study aims to determine the sources and distribution of oil pollution (PAH compounds and normal alkanes) in the sediments of the southwestern coastal areas of the Caspian Sea and to compare their levels with the relevant standards. For this purpose, 18 surface sediment samples were collected from depths of 10, 20, and 50 meters along two transects in the vertical direction located in the coastal areas of Sangachin and Hashtpar (Gilan Province). The samples were then examined using mass-spectrometric gas chromatography. The origins of n-alkanes were identified using CPI index (0.76-0.95), U/R (3.30‒6.57), and Pristane/Phytane (0.21‒0.42). The sources of PAHs were determined using the index ratios of LMW/HMW (1.93‒13.37), Phenanthrene/Anthracene (11.44‒ 16.7), Chrysene/Benzo (a) anthracene (4.69‒10/33), Fluoranthene/Pyrene (0.53‒0.69), and MP/P (0.05‒0.08). Results confirmed the dominant petrogenic source of the hydrocarbons found in the region. The total concentrations of 30 aliphatic hydrocarbons and PAHs in the sediments ranged from 823.8 to 3899.5 µg/g and from 626.95 to 3842.5362 ng/g, respectively. Comparison of the measured PAH concentrations with US sediment quality guidelines revealed that the levels of naphthalene, fluorine, Acenaphthylene, and Acenaphthene exceeded the ERLs at stations with depths of 50m in Sangachin and Hashtpar while comparisons with Canadian standards indicated that they were higher than PELs at all the stations sampled. A major point of great concern is the high concentration of naphthalene as the most toxic PAH compound, which naturally warrants due attention to adopt appropriate management programs.
    Keywords: PAHs, n-Alkanes, Source identification, Caspian Sea, SQGs
  • Amirhossein Sayahzadeh, Hossein Ganjidoust *, Bita Ayati Pages 87-96
    Effluents bearing petroleum hydrocarbons must be treated prior to release into the environment due to the high toxicity of these compounds and the consequent hazards they pose to the receiving environment. The moving bed biofilm reactor (MBBR) is one of the several biofilm systems used in treating different types of wastewater that offers a good resistance to both toxic and hydraulic shocks. This study investigates the roles of the three air stripping, adsorption, and biodegradation mechanisms in the biofilm reactor using polyethylene sponge strips used as the biomass to treat the effluent from Tehran Refinery.
    Results And Discussion
    Based on the results obtained, the optimum values of loading rate, retention time, and media filling ratio were equal to TPH=278 mg/L (COD=1000 mg/L), 22 hours, and 50 percent, respectively. Laboratory studies confirmed that each of the three mechanisms of air stripping, adsorption, and biodegradation may be involved in the removal of petroleum hydrocarbons by the MBBR system depending on hydrocarbon concentrations. More specifically, biological degradation was the dominant removal mechanism with lower loading rates (TPH=57 mg/l with a COD equal to 200 mg/l) while stripping became the dominant mechanism at higher loading rates (TPH=278 mg/l with a COD equal to 1,000 mg/l). It was found that under optimum conditions and at TPH=278 mg/L (and COD=1,000 mg/l), stripping removed 58%; biodegradation, 29%; and adsorption, 13% of the petroleum hydrocarbon content. It was observed that the removal of petroleum hydrocarbons by stripping and adsorption processes took place within the first process hour at the latest.
    Keywords: TPH, COD, Stripping, Biodegradation, adsorption
  • Shadi Abolhasan Almasi, Hadi Jafari * Pages 97-105
    Groundwater vulnerability assessment is typically accomplished as a management tool to protect groundwater resources. In this research, the DRASTIC model which is an empirical one used for evaluating the potential of an aquifer for pollution was employed to evaluate the vulnerability of Shahrood alluvial aquifer. Moreover, the sensitivity of the model paramneters was assessed to identify the ones with greatest effect on vulnerability. The model layers including depth to groundwater table level, recharge, aquifer media, topography, impact of unsaturated zone, and hydraulic conductivity were prepared and classified in the ArcGIS software based on analyses of both the available data and the layer of surface soil texture using Aster satellite images. Once the vulnerability index was calculated, the sensitivity map of Shahroud aquifer vulnerability was analyzed using the two parameter removal and single parameter sensitivity methods. These were further verified by textural analysis of soil samples from different parts of the region. The layers with appropriate weights were overlaid and the DRASTIC index of the aquifer was estimated at 28 to 148. The highest vulnerability was detected in the northern margins and southwestern parts of the aquifer while other parts were characterized by medium to low vulnerability. The low nitrogen concentration observed in the farm areas and its rise to 45 mg/l in the northern stretches of the aquifer bear witness to the accuracy of the zoning rendered by the DRASTIC model. Based on the vulnerability map of Sharoud aquifer, it was found that 1.6% of the aquifer’s area has a very high vulnerability or potential for pollution followed by 10%, 28.8%, and 18.9% of the area were identified as having high, medium and low potentials for pollution, respecytively. The remaining (i.e., 40.5%) was found to have no risk of pollution.
    Keywords: DRASTIC, Vulnerability, Sensitivity analysis, Shahrood Aquifer