مجله آب و فاضلاب
پیاپی 58 (تابستان 1385)

در تصفیه آب شرب، پیش ازن زنی اغلب برای کنترل میکروارگانیسم ها و مواد مولد طعم و بو به کار می رود که می تواند با پیش اکسیداسیون و جذب، باعث حذف مواد آلی شود. در این تحقیق با به کار بردن ماده آلی هیومیک صنعتی و طبیعی، اثر پیش ازن زنی به عنوان کمک منعقد کننده برای حذف کربن آلی کل بررسی شد. مطالعات به صورت آزمایشگاهی و آزمایش جار با pH متغیر، دوز متغیر منعقد کننده و غلظتهای متفاوت کربن آلی کل (TOC) یعنی 4، 8 و 12 میلی گرم در لیتر انجام شد. همچنین دوز بهینه پیش ازن زنی تعیین گردید، نتایج نشان دادند که پیش ازن زنی بسته به غلظت TOC ورودی آبهای سطحی می تواند باعث بهبود انعقاد و لخته سازی شود. وقتی که کلرور فریک به عنوان منعقد کننده استفاده شد، پیش ازن زنی باعث کاهش کدورت و TOC آب ته نشینی در شرایط آزمایش گردید. همچنین نتایج نشان داد که پیش ازن زنی در TOC پایین 4) میلی گرم در لیتر(نسبت به TOC بالا 12) میلی گرم در لیتر(بهتر عمل می کند. وقتی که از کلرور فریک به عنوان منعقد کننده استفاده گردید، دوز منعقد کننده مورد نیاز با افزایش TOC افزایش یافت. همچنین دوز خاص پیش ازن زنی تقریبا 0.5 میلی گرم بر هر میلی گرم TOC)که در تحقیق مقادیر 2، 4.5 و 5.5 میلی گرم در لیتر به کار برده شد(به حذف TOC کمک کرد. در نهایت با توجه به اینکه اثر پیش ازن زنی بر واکنشهای منعقد کننده - ذرات - مواد آلی طبیعی پیچیده است، اثر پیش ازن زنی به عنوان منعقد کننده نمی تواند مشابه کاربرد اولیه آنها (پیش گندزدایی) مورد توجه قرار گیرد.

این مقاله به بررسی روش نگهداری و تعمیرات پیشگویانه و کنترل شرایط در مورد ایستگاه های پمپاژ آب می پردازد. روش کار، اندازه گیری ارتعاشات در محلهای مناسب و بررسی روند این ارتعاشات و طیفهای فرکانسی آنهاست. با استفاده از روند ارتعاشات، بروز عیب در ماشین آلات قابل تشخیص است. طیفهای فرکانسی به دست آمده نیز گویای نوع عیب به وجود آمده هستند. در این مقاله نتایج عملی پیاده سازی چنین سیستمی در یکی از ایستگاه های پمپاژ آب تهران ارایه گردیده است. با استفاده از این روش، عیوب موجود، قبل از رسیدن به حالت بحرانی تشخیص داده شده و تعمیرات لازم بر روی ماشین آلات انجام می شود. استفاده از سیگنال های ارتعاشی در تعیین وضعیت و عیب یابی الکتروپمپ های شرکت آب فاضلاب استان تهران برای اولین بار به صورت پایلوت آغاز شده و با توجه به نتایج مثبت آن، می توان به تعمیم آن در سایر شرکت ها پرداخت.

ایران مانند اکثر مناطق دنیا، با مشکل کمبود آب و بحران شوری به عنوان دو عامل محدود کننده آبیاری پایدار روبروست. از این رو، مدل WSBM به منظور به کارگیری تفکر جامع استفاده از منابع آب (دیدگاه حوضه ای) و تجزیه و تحلیل سریع فرآیند تاثیر متقابل آب و نمک، تهیه گردید. در مرحله اول اقدام به واسنجی مدل برای دوره آماری 1988-98 شد و سپس با استفاده از آمار، منابع آب در زمان حال و گذشته مورد آزمایش قرار گرفت. علی رغم سادگی این مدل، مقادیر جریان مشاهداتی و شبیه سازی شده به هم نزدیک بودند که این موضوع نشانگر قابلیت و کارآیی مدل برای آزمایش سناریوهای مختلف بود. اولین سناریو، بررسی تاثیر افزایش آب تخصیصی به اصفهان بزرگ در کل حوضه بود. از نظر میزان کمی آب در حوضه، این افزایش قابل چشم پوشی بود، زیرا میزان مصرف آب شرب و بهداشتی، درصد زیادی از کل آب مصرفی حوضه را به خود اختصاص نمی دهد. از سوی دیگر میزان آب برگشتی در این بخش، بالاست. دومین سناریو، انتقال آب از حوضه های مجاور، به دره زاینده رود به منظور تامین آب مورد نیاز شبکه آبیاری جدید الاحداث رودشتین بود. اگر کاهش کیفیت آب رودخانه مشکل ساز نبود، افزایش آب خروجی از سد محدودیت نمی داشت. نتایج حاکی از آن بود که به منظور حفظ کیفیت آب در سطح شوری 2 دسی زیمنس بر متر، دبی متوسط رودخانه باید از 52 متر مکعب بر ثانیه به 64 متر مکعب بر ثانیه افزایش یافته و حداکثر نیاز آبی در فصل آبیاری از 85 متر مکعب بر ثانیه به 112 متر مکعب بر ثانیه برسد. در پایان می توان چنین نتیجه گرفت که روش اتخاذ شده و مدل تهیه شده برای تجزیه و تحلیل سریع و روشن شرایط گذشته، حال و آینده در خصوص مسایل آب و شوری، خشکسالی های اخیر در سطح حوضه و اجرای سناریوهای محتمل مفید می باشد.

فنل یکی از ترکیبات آروماتیک بوده که به دلیل سمیت بالا و حضور آن در پسابهای صنایع، بایستی نسبت به حذف آن و جلوگیری از آلودگی آبهای پذیرنده اقدام نمود. در حال حاضر این ترکیب با استفاده از فرآیندهای کربن فعال و بیولوژیکی حذف می شود. هدف اصلی در این تحقیق بررسی امکان تجزیه فتوکاتالیزوری فنل با استفاده از فرآیند UV/TiO2 و تبدیل آن به مواد پایدار نظیر آب و دی اکسیدکربن می باشد. در این تحقیق محلول فنل با غلظت 50 میلی گرم در لیتر در مراحل جداگانه در مجاورت هوا، اشعه فرابنفش و دی اکسید تیتانیوم و ترکیبی از هر سه مورد فوق قرار گرفت و تاثیر زمان مجاورت، pH و مقدار دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشها نشان داد که در بین فرآیندهای مورد مطالعه حذف فنل، فرآیند ترکیبی هوادهی، اشعه فرابنفش همراه با دی اکسید تیتانیوم دارای بالاترین راندمان نسبت به سایر فرآیندها می باشد. این نتایج همچنین نشان داد که افزایش pH باعث افزایش راندمان حذف فنل می گردد. بالاترین راندمان، در pH برابر 11، زمان تماس نه ساعت تابش UV و 0.1 گرم دی اکسید تیتانیوم، در حدود 83 درصد به دست آمد. همچنین مشخص گردید که راندمان حذف فنل بعد از سه ساعت در pH فوق تنها نه درصد کمتر می باشد. با توجه به امکان بازیافت دی اکسید تیتانیوم از فرآیند، هزینه پایین و راندمان نسبتا بالا، استفاده از روش فوق را می توان برای تصفیه پسابهای حاوی فنل توصیه نمود.

فناوری بیوراکتور غشایی (MBR) می تواند به عنوان فرآیندی یک مرحله ای برای تصفیه انواع فاضلابها به کار گرفته شود و پسابی با کیفیت نسبتا خوب و مناسب، برای استفاده مجدد تولید نماید. در این تحقیق قابلیت کاربرد فرآیند MBR در فاضلابهای نفتی مورد بررسی قرار گرفته است. غشای مورد استفاده یک غشای میکروفیلتراسیون لوله ای بود که برای جداسازی و برگشت دادن بیوماس، مواد جامد سوسپانسه و مولکول های سنگین خروجی از بیوراکتور به کار رفت. دمای راکتور در محدوده 34-36 درجه سانتی گراد حفظ شد. در محدوده غلظت 2000-500 COD میلی گرم بر لیتر، راندمان حذف بین 93 تا 97 درصد حاصل گردید و غلظت MLSS نیز به تدریج تا 16.2 گرم بر لیتر افزایش یافت.

زوال طبیعی سیانور یکی از قدیمی ترین روش هایی است که برای تصفیه سیانور موجود در فاضلاب صنایعی همچون صنایع آبکاری و معادن طلا و نقره استفاده شده است. مهم ترین مکانیسم موثر بر زوال طبیعی سیانور، فراریت (تبخیر) است که پارامترهایی همچون سطح تماس با هوا، تخلخل و رطوبت خاک، غلظت اولیه و شرایط جوی روی آن اثر می گذارند. هدف از این تحقیق، مطالعه روی میزان اثر آن دسته از پارامترهای موثر در امر زوال طبیعی سیانور در خاک است که بتوان آنها را به راحتی در طراحی یا بهره برداری برکه های باطله برای رسیدن به شرایط بهینه تغییر داد. آزمایشهای این تحقیق، به صورت طرح آماری فاکتوریل کاملا تصادفی اسپلیت در زمان با به کارگیری چهار متغیر زمان، نسبت سطح به عمق، عملیات خاک ورزی و غلظت آلودگی اولیه سیانور صورت گرفت. با در نظر گرفتن سه سطح برای متغیر نسبت سطح به عمق، دو سطح برای خاک ورزی، دو میزان برای غلظت آلودگی اولیه، و با سه تکرار، تعداد سی و شش پایلوت احداث و غلظت سیانور خاک در آنها در چهار مرحله زمانی اندازه گیری شد. تحلیل آماری آنالیز واریانس داده های جمع آوری شده بر غلظت سیانور خاک نشان داد که زمان، بیشترین تاثیر را نسبت به دیگر متغیرها بر کاهش غلظت سیانور خاک دارد. انجام عمل خاک ورزی و نیز افزایش میزان آلودگی اولیه، هر دو باعث افزایش راندمان حذف سیانور خاک شدند. برای یک حجم مشخص خاک آلوده به سیانور، با افزایش نسبت سطح به عمق، میزان غلظت سیانور باقیمانده در خاک سریع تر کاهش یافت. از تحلیل رگرسیون داده های این تحقیق، مدلی به دست آمد که می توان آن را برای پیش بینی غلظت سیانور خاک نسبت به متغیرهای زمان، غلظت آلودگی اولیه و نسبت سطح به عمق، به کار برد.

تاثیر تصفیه ازنی روی افزایش تجزیه پذیری بیولوژیکی آلاینده های مقاوم به تجزیه، به وسیله تحقیق بر روی واکنش ازناسیون متیل ترشیری - بوتیل اتر (MTBE) به عنوان یک ترکیب اکسیژنه بنزین که مقاوم به تجزیه بیولوژیکی است، مورد آزمایش قرار گرفته است. این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی، در درجه حرارت اتاق و به وسیله حباب زایی به مدت 120 دقیقه، بر روی هوای حاوی ازن (3.4 ppm/min) در داخل 3 لیتر از یک محلول مائی قلیایی (pH=11.5) حاوی 100 میلی گرم در لیتر MTBE انجام گرفت. نتایج تجربی نشان داد که در طول ازناسیون، MTBE در مدت 100 دقیقه به طور کامل تجزیه شد و پس از این زمان، ازن با روند بسیار کندی مصرف شد. در پایان ازناسیون پس از 100 دقیقه شاخصهای تجزیه پذیری بیولوژیکی محلول MTBE که به صورت کاهش در COD و تغییر در نسبت (BOD5/COD) تعریف شد، نشان داد که میزان COD اولیه از 256 میلی گرم اکسیژن در لیتر به 98 میلی گرم در لیتر کاهش یافت)حذف نسبی حدود 62 درصد(و نسبت (BOD5/COD) در طول 90 دقیقه اول به طور منظم، از کمترین حد خود (0.01) تا حداکثر 0.68 افزایش یافت که مصرف 1.25 میلی گرم ازن به ازای هر میلی گرم COD اولیه موجود در محلول را باعث شد. این تحقیق نشان داد که تجزیه ناقص MTBE در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته منجر به افزایش تجزیه پذیری بیولوژیکی آن می شود، اما اکسیداسیون بیشتر، نسبتهای پایینی از BOD5/COD را نتیجه می دهد. همچنین تحقیق نشان داد که برای ایده آل سازی شرایط اکسیداسیون شیمیایی MTBE به 68-46 درصد کاهش در COD قبل از تجزیه بیولوژیکی نیاز است. نتایج تجربی برای تعیین میزان MTBE حذف شده به واسطه فراریت به هوا نشان داد که حدود 14 درصد از MTBE پس از یک ساعت حباب زایی با گاز اکسیژن از محیط خارج شد. مقدار MTBE اکسید شده و یا خارج شده از محیط، وقتی همزمان در همان مدت ازناسیون نیز صورت گرفت، به حدود 28 درصد (pH=7) و 70 درصد (pH=11.5) افزایش یافت.

برای ارزیابی اثرات مواد و ترکیبات سمی موجود در آب و فاضلاب، انجام آزمایشهای فیزیکی و شیمیایی به تنهایی کافی نیست و باید آزمایشهای سمیت نیز انجام شود. هدف از انجام آزمایشهای سمیت ممکن است سنجش سمیت کل یا سمیت ناشی از یک ماده سمی معین باشد که این آزمایشها ترجیحا با استفاده از موجودات زنده بومی آب پذیرنده انجام می شود. هدف از این تحقیق تعیین سمیت آرسنیک (As) آب روی ماهی قزل آلای رنگین کمان بومی کشور بود. سمیت حاد آرسنیک به وسیله اندازه گیری اثرات مرگ و میر آن روی ماهی قزل آلای رنگین کمان در شرایط استاتیک تعیین شد. در پنج آکواریم به ابعاد 25×30×30 سانتی متر، پنج غلظت 5، 10، 15، 20 و 25 میلی گرم در لیتر از محلول تست آرسنیک تهیه و به هر غلظت ده عدد ماهی اضافه شد و یک آکواریوم با شرایط یکسان که فاقد محلول آرسنیک بود به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. مقدار آرسنیک، اکسیژن محلول، دما و pH محلول تست در زمانهای 2، 4، 6، 8، 24، 48، 72 و 96 ساعت اندازه گیری شد. دمای آب آکواریوم از طریق گردش آب در داخل یخچال به صورت غیر تماسی با نمونه ها تنظیم می شد. مقدار LC50 در زمانهای 24، 48، 72 و 96 ساعت به ترتیب برابر 28.13، 21.77، 15.78، و 12.72 میلی گرم در لیتر تعیین شد و منحنی پروبیت با استفاده از نرم افزار هاروارد چارت ایکس ال و منحنی LC50 با استفاده از نرم افزار اکسل رسم شد. نتایج به دست آمده از این تحقیق با نتایج مطالعات انجام شده توسط بعضی از محققانی که بر روی همین گونه در سایر کشورها مطالعه نموده اند، مطابقت دارد.

تصفیه خانه فاضلاب خوی در یک منطقه سردسیر در شمال غرب ایران اجرا شده است. عملکرد این تصفیه خانه از فروردین ماه 1381 به مدت 24 ماه به منظور تعیین کارایی سیستم مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و کارآیی تصفیه خانه در فصول مختلف مقایسه و بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که راندمان لاگون های اختیاری در ماه های گرم سال مطلوب بوده اما در ماه های سرد سال میزان غلظت آلاینده ها از محدوده مجاز استانداردهای تخلیه پساب به آبهای سطحی فراتر می رود. به منظور بهینه سازی فرآیند موجود و تعیین آلترناتیوی مناسب جهت ارتقای آن، تغییرات دمای هوا، دبی ورودی و راندمان تصفیه در سه نوع مختلف لاگون هوادهی (اختیاری، هوازی و هوادهی دو گانه) شبیه سازی گردید. بر اساس نتایج حاصله هر دو آلترناتیو لاگون های هوادهی هوازی و هوادهی دوگانه قادر به تولید پساب با کیفیت بالاتر نسبت به لاگون های اختیاری موجود می باشند. اما با توجه به اینکه لاگون های هوادهی دو گانه با کمترین هزینه سرمایه گذاری و حداقل تغییر در سیستم موجود قابل اجراست، جهت انطباق پساب خروجی در ماه های سرد سال با استاندارد تخلیه پساب و همچنین افزایش ظرفیت سیستم، تبدیل سیستم موجود به فرآیند لاگون هوادهی دوگانه با افزایش توان هوادهی در لاگون اول توصیه گردید.