فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 79 (پاییز 1390)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 79 (پاییز 1390)

  • 122 صفحه، بهای روی جلد: 10,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1390/07/25
  • تعداد عناوین: 15
|
  • مقالات علمی
  • مجید ریاحی سامانی، سیدمهدی برقعی، علی اولاد، محمد جواد چاییچی صفحه 2
    دسته جدیدی از پلیمرهای سنتز شده، رسانای جریان الکتریسیته هستند و پلیمرهای رسانا نامیده می شوند. یکی از مهم ترین پلیمرهای رسانا پلی آنیلین است. پلی آنیلین از اکسایش آنیلین تحت شرایط اسیدی قوی و با استفاده از پتاسیم یدات به عنوان شروع کننده واکنش ها سنتز می شود. در این پژوهش پودر پلی آنیلین به روش شیمیایی تهیه شد و به منظور جداسازی و احیای کروم 6+ در محیط آبی استفاده گردید. آزمایش ها به صورت راکتور ناپیوسته انجام شدند و پارامترهایی چون زمان تماس پلی آنیلین با محیط آبی،pH محلول کروم و همدماهای فروندلیچ و لانگمیر مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به حضور کروم 3+ بعد از اختلاط پلی آنیلین با محلول کروم، مکانیسم حذف کروم برای پلی آنیلین، ترکیبی از جذب سطحی و احیای کروم بیان شد. پلی آنیلین بخشی از کروم 6+ را احیا و به کروم 3+ تبدیل کرده و سپس کروم 3+ و کروم 6+ احیا نشده را جذب می کند. جذب سطحی به دلیل وجود سایت های نیتروژن(- NH) در پلی آنیلین است. نیتروژن به دلیل داشتن الکترون در مدار sp3 می تواند با بار مثبت کروم 6+ و کروم 3+ پیوندهای ضعیف بر قرار کرده و آنها را جذب کند. برای پلی آنیلین، زمان بهینه حذف کروم کل در حد 30 دقیقه و زمان بهینه حذف کروم 6+ در حد 5 دقیقه محاسبه شد. پلی آنیلین بیشترین درصد حذف کروم کل را در pH بین 3 تا 9 و بیشترین درصد حذف کروم 6+ را در pH های اسیدی داشت. فرایند جذب سطحی کروم توسط پلی آنیلین مطابقت قابل قبولی با همدماهای لانگمیر و فروندلیچ در جذب داشت. طبق یافته های این پژوهش، پلی آنیلین برای جداسازی کروم از محیط آبی جاذب مناسبی است.
    کلیدواژگان: پلی آنیلین، آلودگی محیط زیست، کروم، جذب سطحی، احیا
  • مهدی شیرزاد سیبنی، محمد تقی صمدی، سعید عزیزیان، افشین ملکی، منصور ضرابی صفحه 10
    کروم از جمله فلزات سنگین موجود در پساب صنایع بوده که به شدت برای انسان و محیط زیست سمی است. در این مطالعه حذف کروم شش ظرفیتی با استفاده از جذب بر روی رزین آنیونی بازی قوی با تغییرات pH، زمان تماس، غلظت اولیه جاذب و غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. همچنین نتایج حاصل از آزمایش ها بر روی مدل های ایزوترمی فروندلیچ و لانگمیر و مدل های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و شبه درجه اول اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که کارایی حذف کروم شش ظرفیتی با افزایش pH و غلظت اولیه کروم کاهش یافت. در صورتی که با افزایش غلظت اولیه جاذب و زمان تماس، کارایی حذف افزایش یافت. در زمان تماس120 دقیقه، غلظت اولیه جاذب ml 100/g 2/0 و غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی 30 میلی گرم در لیتر با افزایش pH از 3 به 11، کارایی حذف از 56/93 به 12/69 درصد کاهش یافت. نتایج نشان داد که با افزایش زمان تماس از 5 به 120دقیقه، کارایی حذف از 51/39 درصد به 41/94 درصد افزایش یافت. نتایج حاصل از مطالعات تعادلی مشخص ساخت که فرایند جذب کروم شش ظرفیتی بر روی رزین آنیونی بازی قوی از مدل سینتیکی شبه درجه دو و مدل ایزوترمی لانگمیر پیروی می کند. در مجموع نتایج حاصل از انجام آزمایش ها مشخص ساخت که می توان از فرایند جذب بر روی رزین آنیونی به عنوان یک روش مؤثر و سریع در حذف کروم شش ظرفیتی از محلولهای آبی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: کروم شش ظرفیتی، رزین، مدل سینتیکی، مدل ایزوترمی، جذب سطحی
  • افشین تکدستان، علی اکبر عظیمی، ژیلا سالاری صفحه 19
    هدف از این مطالعه ارزیابی راندمان حذف COD، کدورت، دترجنت و فسفات از پساب کارواش توسط فرایند انعقاد الکتریکی بود. این بررسی یک مطالعه تجربی در مقیاس آزمایشگاهی بود که به شکل پایلوت به انجام رسید. یک مخزن شیشه ای به حجم 3 لیتر(حجم مؤثر 2لیتر) حاوی 4 الکترود صفحه ای آهن و آلومینیوم با آرایش های AL-AL،AL-Fe و Fe-Fe به منظور مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. الکترودها به روش دو قطبی به یک منبع تغذیه به منظور تبدیل جریان برق متناوب به مستقیم متصل شدند. نمونه ها به صورت روزانه از کارواش های مختلف در سطح شهر جمع آوری شدند. pH اولیه نمونه ها بین 7 تا 9 گزارش شد و در ابتدا آزمایش هایی بر روی نمونه اولیه انجام شد. درصد حذف در مقادیرpH برابر3، 7 و 11 در گستره پتانسیل الکتریکی 20،10 و 30 ولت در زمان های واکنش 60،30 و 90 دقیقه و با فواصل میانی 2 سانتی متر تعیین مقدار شد. نتایج حاصله نشان داد که راندمان حذف COD در pH بهینه 3 و ولتاژ 30 و زمان ماند 90 دقیقه با الکترود آهن به بیش از 93 درصد رسید. همچنین ظرفیت حذف این فرایند برای دترجنت در pH بهینه 7 و ولتاژ 30 و زمان ماند 90 دقیقه با الکترود آهن 94 درصد بود. بالاترین بازده حذف فسفات و کدورت درpH بهینه 7 و بعد از طی زمان ماند 90 دقیقه با ولتاژ 30 و با الکترودهای آلومینیوم به بیش از 99 درصد رسید. با توجه به نتایج به دست آمده، انرژی الکتریکی مصرفی در استفاده از الکترودهای آلومینیوم کمتر از آرایش های دیگر است ولی از آنجایی که قیمت فلز آلومینیوم نسبت به آهن گران تر است و اختلاف زیادی بین انرژی الکتریکی مصرفی الکترود آهن و آلومینیوم وجود ندارد و همچنین راندمان حذف COD و دترجنت با الکترود آهن بیشتر است، لذا استفاده از آهن به عنوان الکترود، اقتصادی تر است. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان این روش را به عنوان یک روش مطمئن و مناسب برای تصفیه پساب کارواش، به کار برد و با توجه به راندمان بالای حذف، می توان پساب خروجی را با اطمینان در محیط تخلیه کرد.
    کلیدواژگان: پساب کارواش، انعقاد الکتریکی، زمان الکترولیز، حذف دترجنت، حذف COD، انرژی مصرفی
  • عباس رضایی، قادر غنی زاده، احمدرضا یزدانبخش، قربان بهزادیان نژاد صفحه 26
    اندوتوکسین از جمله آلاینده هایی است که ساختار لیپوپلی ساکاریدی داشته و از جدار خارجی باکتری های گرم منفی رها می شود. هدف از این مطالعه، بررسی حذف اندوتوکسین از آب با فرایند ازن زنی کاتالیتیکی در حضور خاکستر استخوان بود. در این تحقیق، اندوتوکسین مورد استفاده از دیواره سلولی باکتری اشریشیاکلی (ATCC 25922) با استفاده از روش استفان و جان استخراج شد. برای اندازه گیری اندوتوکسین از روش کروموژنیک لیمولوس آمبوسیت لایست در طول موج 405 تا 410 نانومتر استفاده گردید. اندازه گیری ازن با روش یدید پتاسیم انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که سرعت حذف اندوتوکسین با این فرایند برای خاکستر استخوان سیاه در محدوده Eu/ml.min 6/0 و برای ازن /خاکستر سفید Eu/ml.min 5/0 است. این فرایند دارای راندمان حذف 80 درصد بود.تغییر غلظت اولیه عوامل شرکت کننده در واکنش، تاثیری در سرعت حذف اندوتوکسین نداشت. بر این اساس سینتیک واکنش حذف اندوتوکسین با این روش یک واکنش درجه صفر است. فرایند ازن زنی در حضور خاکستر استخوان نسبت به سایر روش های مطالعه شده نظیر ازن زنی متداول و کلرزنی، روش مؤثرتری در حذف اندوتوکسین است و می تواند در حذف اندوتوکسین از آب مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اندوتوکسین، ازن زنی کاتالیتیکی، خاکستر استخوان، تصفیه آب
  • رضا شکوهی، امیرحسین محوی، ضیاءالدین بنیادی، محمدرضا سمرقندی، عباس صادقی، مهرداد کریمی صفحه 32
    سیانید یک ماده بسیار سمی است که به طور معمول در فاضلاب صنایع متعددی از جمله آبکاری، معدن کاری، فلزکاری و تمیزکاری فلزات وجود دارد. ورود این ماده به محیط زیست مخاطرات بهداشتی زیادی را به همراه دارد. هدف از انجام این تحقیق تعیین کارایی فناوری سونوشیمیایی در تجزیه سیانید از محیط های آبی در حضور پراکسیدهیدروژن بود. در این مطالعه از یک دستگاه مولد امواج فراصوت با توان 500 وات در دو فرکانس 35 و 130 کیلوهرتز استفاده شد. در این تحقیق، آزمایش ها با نسبت های 1به1، 3 به1 و 5 به1 پراکسیدهیدروژن به سیانید و در غلظت اولیه سیانید در دامنه بین 5/2 تا 75 میلی گرم در لیتر انجام شد. همچنین اثر فاکتورهای pH محیط آبی، غلظت اولیه سیانید، مدت زمان فرایند، پراکسیدهیدروژن و فرکانس سیستم اولتراسونیک بر کارایی حذف مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه کارایی حذف سیانید در این مطالعه در فرکانس 130 کیلوهرتز، زمان تماس 90 دقیقه، pH معادل 11، غلظت 5/2 میلی گرم در لیتر سیانید و با نسبت 5 به 1 پراکسیدهیدروژن به سیانید، 85 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که تجزیه سیانید تحت شرایط مختلف به آرامی انجام می شود. تجزیه سیانید در زمان های ابتدایی به سرعت و سپس به کندی صورت گرفت. ضمنا راندمان حذف سیانید توسط این روش با pH، فرکانس، غلظت پراکسیدهیدروژن و زمان ماند رابطه مستقیم و با غلظت سیانید رابطه عکس داشت.
    کلیدواژگان: اولتراسوند، سیانید، سونوشیمی، پراکسید هیدروژن، رادیکال هیدروکسیل
  • احسان سرحدی زاده، کوروش حجازی صفحه 38
    محیط زیست دریایی و مناطق ساحلی تحت تاثیر جدی تاسیسات صنعتی مستقر در نزدیکی ساحل و در مجاورت بنادر و نیز تاسیسات دریایی دور از ساحل هستند. علاوه بر این، ترددهای معمول دریایی، ناوگان های تجاری و صنعتی نیز از عوامل تاثیرگذار بر محیط زیست منابع آبی دریایی محسوب می شوند. در این مقاله با توجه به وجود دو مرز آبی بزرگ خلیج فارس و دریای عمان در جنوب و دریای خزر در شمال و نیز با توجه به اتکای جدی کشور به استخراج و صدور نفت به خصوص از طریق ناوگان های دریایی و رشد و توسعه روزافزون صنایع پتروشیمی، چگونگی انتشار، گسترش و پخش لکه های نفتی و آلودگی های زیست محیطی ناشی از آنها مورد مطالعه قرار گرفت. آسیب های جدی زیست محیطی ناشی از صنایع پتروشیمی و نفتی خصوصا در دوران جنگ خلیج فارس اهمیت توجه ویژه به این موضوع را بیشتر نمایان می کند. حرکت لکه نفتی، گسترش، پخش و آثار کیفی آن در محیط، با توسعه یک مدل عددی میانگین گیری شده در عمق و با استفاده از روش احجام محدود شبیه سازی شد. مدل توسعه داده شده، پارامترهای مؤثر در انتقال و پخش آلودگی های نفتی را در مدل مناسب پیش بینی جریان و انتقال لکه نفتی مورد استفاده قرار می دهد. باتوجه به اینکه در پدیده انتقال و پخش آلودگی نفتی، بخش های انتقال و پخش معادلات ناویر - استوکس نقش بسیار مهمی ایفا می کنند، انتخاب روش مناسب عددی در قسمت انتقال و پخش از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله برای جملات انتقال و پخش از الگوریتم با دقت بالا با استفاده از تابع شکل رویه و با فرض تغییرات درجه چهار در دو بعد استفاده شد که در مدل های مشابه دیده نمی شود. همچنین به منظور شبیه سازی پدیده جزر و مد، جبهه تر و خشک نیز در نظر گرفته شد. معادلات حاصل با استفاده از روش ضمنی با جهت متناوب حل شدند که ضمن ارضای دقت مناسب موردنظر، مجهولات با حل یک ماتریس پنج قطری در هر گام زمانی به دست آمدند.
    کلیدواژگان: آلودگی نفتی، روش ضمنی با جهت متناوب، معادلات ناویر استوکس، ماتریس پنج قطری، روش احجام محدود
  • محمد ملکوتیان، مهدی اسدی صفحه 46
    از ترکیبات مختلف آلاینده آب که عمدتا از طریق فاضلابهای خام و پسابها به منابع آب راه می یابند، فنل دارای اهمیت ویژه ای است. این ماده ترکیب فراگیری است که از طریق طبیعی نیز وارد منابع آب می شود. از آنجایی که فنل ماده ای سمی است و حذف آن به روش بیولوژیک مشکل است، استفاده از فرایند اکسیداسیون فنتون به دلیل سهولت اجرا، امکان به کار گیری آن در مقیاسهای مختلف و ملاحظات اقتصادی، مناسب به نظر می رسد. در این مطالعه میزان کارایی فرایند اکسیداسیون فنتون در حذف فنل از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. این مقاله حاصل یک مطالعه تجربی است که در مقیاس آزمایشگاهی انجام گرفت. محلول مورد آزمایش به طور سنتتیک از غلظتهای مختلف فنل تهیه شد و تاثیر فرایند اکسیداسیون فنتون در حذف آن از محلول سنتتیک با توجه به متغیرهای pH، زمان اختلاط، و غلظت ماده اکسیدان مورد آزمایش قرار گرفت. اندازه گیری غلظت فنل با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر UV-vis طبق روش های موجود در کتاب آزمایش های شیمیایی استاندارد آب و فاضلاب انجام گردید. حذف 96 درصد فنل در غلظتهای بهینه H2O2 5/0 مولار، سولفات آهن 03/0 مولار، pH بهینه فرایند 4-3 و زمان مناسب اختلاط 30 دقیقه به دست آمد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که فرایند اکسیداسیون فنتون بازده بالایی در حذف فنل از محلولهای آبی دارد. نتایج این تحقیق با نتایج مطالعات مشابهی که حذف فنل از فاضلاب روغن زیتون و همچنین حذف پنتا کلرو فنل به کمک این فرایند را بررسی کرده اند، همخوانی داشت.
    کلیدواژگان: فرایند اکسیداسیون فنتون، فنل، اکسیداسیون پیشرفته، غلظت، زمان واکنش، پراکسیدهیدروژن
  • علیرضا رحمانی، محمدتقی صمدی، محسن قیمالی، هادی منتقی پور صفحه 53
    آلودگی منابع آبی با فاضلابهای شهری و صنعتی به یک مشکل قابل توجه تبدیل شده است. در پژوهش حاضر کارایی سه نوع خاک اره درختان راجی، بید و صنوبر به عنوان یک ماده فراوان، ارزان قیمت و ساده در حذف سیانید از آبهای آلوده بررسی گردید. نمونه آب آلوده حاوی سیانید به طور مصنوعی با اضافه کردن سیانید سدیم در آب مقطر در سه غلظت 10، 30 و50 میلی گرم در لیتر تهیه و در مراحل جداگانه در مجاورت با خاک اره با دو مش 20 و 70 و در محدوده زمانی 10 تا 140 دقیقه قرار داده شد. نتایج نشان داد که کارایی حذف خاک اره های مورد مطالعه تقریبا یکسان و در زمان تماس 30 و 140 دقیقه به ترتیب 70-60 و 83-71 درصد بود. این کارایی با غلظت سیانید و زمان ماند رابطه مستقیم و با اندازه ذرات رابطه عکس دارد. طبق نتایج، زمان تماس بهینه 30 دقیقه بود. در این شرایط، متوسط ظرفیت جذب خاک اره با مش های 20 و 70 در محدوده 25/1 تا 52/1 میلی گرم سیانید جذب شده در گرم وزن خاک اره بود. با توجه به نتایج و همچنین ارزان بودن این ماده، استفاده از آن به عنوان یک جاذب در حذف سیانید از محلولهای آبی پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: خاک اره، سیانید، حذف، محلول های آبی
  • سید حسین سجادی فر، ناصر خیابانی صفحه 59
    در این مقاله، تابع تقاضای آب خانگی از تابع مطلوبیت استون-گری استخراج و با به کارگیری مدل تعدیل جزیی و استفاده از روش اقتصادسنجی مدل عوامل تصادفی، تقاضای بلند مدت و کوتاه مدت آب شهر اراک در فصلهای مختلف و همچنین کل سال برآورد شد. داده ها ترکیبی و مربوط به 152 خانوار شهر اراک در سالهای 1382-1377 بود. پس از برآورد قیمت نهایی آب و انتخاب متغیرهای درآمد سرانه مصرف کننده، شاخص قیمت کالاها و خدمات مصرفی، متوسط درجه حرارت و متوسط میزان بارندگی به عنوان متغیرهای توضیحی، تابع تقاضای آب خانگی تخمین زده شد. درمجموع، کم کشش بودن تقاضای آب خانگی نسبت به درآمد و قیمت و همچنین مکمل بودن آب با سایر کالاها تایید شد. نتایج نشان داد که کشش قیمتی و درآمدی فصل تابستان (جانشین مصارف بیرونی) تقریبا دو برابر کشش قیمتی و درآمدی فصل زمستان (جانشین مصارف داخلی) بوده و کشش تقاضای بلند مدت از کوتاه مدت بیشتر است.
    کلیدواژگان: مدل عوامل تصادفی، مدل تعدیل جزئی، تابع مطلوبیت استون گری، تابع تقاضای آب خانگی
  • محمدرضا صفاییان، حبیب الله دانایی، زین العابدین رحمانی، حمیدرضا ایزدبخش صفحه 69
    موضوع این مقاله تجزیه و تحلیل مدیریت کیفیت بر اساس مدل EFQM و تعیین راهکارهای لازم به منظور دستیابی به حالت مطلوب در شرکت آب و فاضلاب استان سمنان بود. هدف از این تحقیق تعیین امتیاز بر اساس مدل EFQM و تشخیص نقاط ضعف و ارائه راه حلهایی برای رفع نقاط ضعف این شرکت بود. جامعه آماری، شرکت آب و فاضلاب استان سمنان بوده و روش انتخاب نمونه ها، نمونه گیری تصادفی طبقه بندی شده بود. اطلاعات توسط پرسشنامه ها جمع آوری و در جدول مربوطه طبقه بندی شد و با استفاده از روش های آماری مناسب (توصیفی و استنباطی) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از آن بود که در شرکت آب و فاضلاب استان سمنان، اصول مدل EFQM تا حدی مورد توجه قرار گرفته است ولی برای توسعه و بهبود امتیاز شرکت راهکارهایی قابل ارائه است.
    کلیدواژگان: تجزیه و تحلیل کیفیت، مدیریت کیفیت، مدل EFQM
  • محسن سعدانی، حسین موحدیان، بهزاد جابریان، مریم فرجی، احسان ابویی صفحه 76
    نفت خام یک ترکیب بسیار پیچیده و حاوی هزاران هیدروکربن با ساختار مختلف است. در این مطالعه غلظت کشنده 50 درصد ایجاد شده توسط نفت خام در نمونه های مختلف گرفته شده از سد زاینده رود تا خروجی تصفیه خانه آب اصفهان با خصوصیات شیمیایی و فیزیکی متفاوت محاسبه شد. غلظتهای مختلف نفت خام در آب از 5 تا 100 میلی گرم در لیتر در بشرهای جداگانه حاوی 10 عدد دافنیا مگنا آماده شد. تعداد دافنیاهای زنده بعد 4، 24 و 48 ساعت در غلظتهای مختلف شمارش و ثبت گردید. نتایج نشان داد که در نمونه های حاوی کدورت و جامدات محلول کمتر، میزان سمیت برای دافنیا مگنا بیشتر است.
    کلیدواژگان: نفت خام، زیست آزمونی، سمیت، دافنیا مگنا
  • البرز حاجیان نیا، اسماعیل افلاکی صفحه 81
    در این مقاله بر اساس مطالعات آزمایشگاهی، تحقیق بر روی اصلاح و بهسازی ماسه های بادی به منظور ایجاد بستر مناسب و استفاده از آن در کف سازی و جداره سازی لاگون های فاضلاب انجام شد. موادی که برای اصلاح این خاکها در نظر گرفته شدند پسماند ها و تفاله های مواد نفتی باقیمانده در برج تقطیر پالایشگاه ها بود. برای تایید صلاحیت کاربرد پسماند های نفتی در ماسه منطقه، نمونه های مختلفی از ترکیب این مواد نفتی با ماسه محل ساخته شد و آزمایش های ژئوتکنیکی و محیط زیستی انجام گرفت. نتایج بررسی ها نشان داد که نمونه های ساخته شده با 5 درصد مواد نفتی، بالاترین مقاومت فشاری را داشتند. همچنین در این نمونه ها در مقایسه با نمونه های طبیعی، چسبندگی و ظرفیت باربری افزایش قابل ملاحظه و همچنین نفوذپذیری کاهش چشم گیری داشت. در این تحقیق اثرات میزان پسماند مواد نفتی، درصد مواد ریزدانه، رطوبت اولیه و همچنین ماندگاری این مواد در ماسه های مذکور ارزیابی شد. همچنین اثر فاضلاب بر روی مقاومت نمونه های ساخته شده و همچنین اثرات محیط زیستی آن بررسی گردید.
    کلیدواژگان: ماسه های بادرفتی، پسماند نفتی، بهسازی خواص ژئوتکنیکی، اثرات محیط زیستی، لاگون
  • فرهاد رمضانی موزیرجی، مهدی یعقوبی، عبدالعظیم قانقرمه صفحه 90
    تراز آب دریای خزر به عنوان بزرگ ترین پهنه آبی بسته دنیا دائما در حال نوسان است. اهمیت پیش بینی تراز آب دریای خزر با توجه به نوسانات چند متری دهه های اخیر و همچنین جلوگیری از زیان های آینده امری ضروری محسوب می گردد. عامل تنظیم کننده تراز این پهنه آبی یک سری عوامل هیدروکلیمایی مانند ورودی ها شامل رودخانه ها، بارش و آبهای زیرزمینی و خروجی ها شامل تبخیر و خروج به خلیج قره بغاز است. از تکنیک های آماری می توان به منظور مدل سازی فرایندها استفاده کرد. همچنین از تکنیک های فازی برای شناسایی سیستم و پیش بینی سری های زمانی استفاده می شود. در این مقاله با استفاده از ترکیب تکنیک های آماری و سیستم های فازی، یک روش پیش بینی از تغییرات تراز این پهنه آبی پیشنهاد شد. نتایج آزمایش های پیش بینی بر روی داده های گذشته اعمال گردید و مزایای روش پیشنهادی بر حسب دقت نشان داده شد و در نهایت یک پیش بینی 10 ساله از تراز آب دریای خزر ارائه گردید.
    کلیدواژگان: پیش بینی، دریای خزر، رگرسیون، سیستم فازی، مدل سازی
  • سمانه پورمحمدی، محمدتقی دستورانی، سیدعلیمحمد چراغی، محمدحسین مختاری، محمدحسن رحیمیان صفحه 99
    امروزه کمبود آب در جهان یکی از اساسی ترین مشکلاتی است که زندگی بشر را تحت الشعاع قرار داده است. این مشکل بیشتر از همه مناطق خشک و نیمه خشک را تحت تاثیر قرار می دهد. ایران با قرار گرفتن در کمربند خشک جهانی بیش از بسیاری از کشورها با مسئله بحران آب رو برو است. تعیین اجزای بیلان آبی در حوزه های خشک یکی از راهکارهای مؤثر در مدیریت منابع آب با توجه به شرایط کمبود آب است. لذا در تحقیق حاضر به برآورد بیلان آبی در حوزه خشک و کوهستانی منشاد واقع در استان یزد در سال آبی 86-85 پرداخته شد. به منظور برآورد تبخیر و تعرق در سطح حوزه منشاد که یکی از مهم ترین اجزای بیلان آبی است، از تصاویر ماهواره ای مودیس و از روش الگوریتم سبال استفاده شد و در نتیجه تبخیر و تعرق واقعی حوزه نیز به صورت روزانه و پیکسل به پیکسل در سال آبی 86-85 برآورد گردید. برای برآورد میزان بارش و رواناب حوزه با توجه به مجهز بودن منطقه به ایستگاه های هواشناسی و هیدرومتری از داده های ثبت شده در این ایستگاه ها استفاده شد. در نهایت جزء مربوط به تغییرات ذخیره حوزه نیز به کمک اندازه گیری نفوذ سطحی با استفاده از استوانه های نفوذ برآورد شد. با برآورد اجزای بیلان آبی (به استثنای تبخیر و تعرق) و قرار دادن آنها در معادله، میزان تبخیر و تعرق واقعی حوزه محاسبه و با مقدار برآورد شده با الگوریتم سبال مقایسه گردید که نشانگر منطقی بودن نتایج الگوریتم سبال در برآورد مقدار تبخیر و تعرق در حوزه مذکور بود. در نهایت نتایج این تحقیق نشان داد که بیشتر هدر رفت آب در این حوزه توسط تبخیر و تعرق صورت می گیرد (540 میلی متر در سال). هدر رفت به وسیله رواناب و نفوذ، نزدیک به هم و به ترتیب 117 و 125 میلی متر در سال آبی 86-85 بود.
    کلیدواژگان: بیلان آب، حوزه کوهستانی و خشک، سیال، مودیس، منشاد
  • یادداشت فنی
  • محسن معمارزاده صفحه 109
    به منظور دستیابی به کارایی بهتر و بیشتر در حذف کدورت در حوضچه های ته نشینی تصفیه خانه های آب می توان از لوله های شیب دار، صفحات دوار یا صفحات موازی شیب دار استفاده نمود. با هدف بررسی کارایی استفاده از حوضچه های ته نشینی متعارف مجهز شده به سیستم لاملا، پایلوت شش گوشه با قطر هیدرولیکی 50 تا 80 میلی متر و زاویه 60 درجه و طول 2/1 متر طراحی و بر روی یک قطاع 15 درجه نسبت به مرکز(یک سل) یکی از حوضچه های ته نشین کننده تصفیه خانه آب اصفهان نصب شد. کدورت آب ورودی به حوضچه ته نشین کننده نسبت به کدورت آب خروجی از سرریز این قطاع و قطاع مشابه فاقد سیستم لاملا در همان حوضچه ته نشین کننده، در طول مدت یک سال و شرایط کاملا طبیعی و یکسان با استفاده از نرم افزار SPSS و آزمون آماری T، مورد مقایسه قرار گرفت. مشخص شد که در کدورتهای یکسان در صورت عدم استفاده از سیستم لاملا، درصد حذف کدورت توسط حوضچه های ته نشینی تصفیه خانه آب اصفهان حداقل 9/0، حداکثر 01/54 و به طور میانگین 9/18 درصد است در صورتی که در قطاع مجهز شده به سیستم لاملا این اعداد به ترتیب 20، 65 و 3/35 درصد بود. این موضوع برتری قاطع عملکرد حذف کدورت در قطاع حوضچه ته نشینی مجهز شده به سیستم لاملا نسبت به قطاع متعارف حوضچه ته نشین کننده را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: حوضچه ته نشینی، سیستم لاماد، لوله های شیب دار، کدورت
|
  • Majid Riahi Samani, Seyyed Mehdi Borghai, Ali Olad, Mohammad Javad Chaichi Page 2
    New group of polymers have been synthesized that are conductive of electricity so they are called conducting polymers. One of the most conducting polymers is "polyaniline". In the present study, polyaniline was synthesized by oxidizing aniline monomer under strongly acidic conditions using potassium iodate as an initiator of oxidative polymerization. Synthesized polyaniline as a powder used as an adsorbent to remove chromium from aqueous solution. Experiments were conducted in batch mode with variables such as amount of polyaniline, chromium solution pH and adsorbtion isotherms. Due to presence of Cr (III) in solution after using polyaniline, removal mechanism is the combination of surface adsorption and reduction. It seems that polyaniline reduces the Cr(VI) to Cr(III) and adsorbs the Cr(III) and a part of remaining Cr(VI). It is well known that nitrogen atom in compounds of amine derivative makes co-ordinate bond with positive charge of metals due to the presence of electron in sp3 orbital of nitrogen. The majority of total chromium removal occurred at 30minute for polyaniline and the optimum time for hexavalent chromium removal was about 5 min. Polyaniline has the maximum total cheomiume removal at pH, 3-9. The maximum hexavalent chromium removal occurred at acidic pH for polyanilines. The equilibrium adsorption data for polyaniline fitted both Freundlich’s and Langmuir’s isotherms. This research shows that polyaniline can be used as an adsorbent for removal chromium from aqueous solution.
  • Mehdi Shirzad Siboni, Mohammad Taghi Samadi, Saeed Azizian, Afshin Maleki, Mansour Zarrabi Page 10
    Chromium is one of the heavy metals that is found in industrial effluents and is very toxic for human and environment. In this work the removal of hexavalent chromium by using of adsorption onto strongly basic anion was investigated. Various parameters such as pH, initial hexavalent chromium concentration, contact time and resin dosage were studied. Experimental data were expressed by Langmiur and Freundlich isotherm Pseudo-first order, Pseudo-second order and modified Pseudo-first order kinetic models. The results showed chromium removal was increased by increase of contact time and resin dosage, while decreased by increase of pH and initial hexavalent chromium concentration. At contact time equal 120 min, resin dosage 0.2 g/100 ml and initial hexavalent chromium concentration of 30 mg/l, by increasing pH from 3 to 11, removal efficiency was decreased from 93.56 % to 69.12 %. In addition, by increasing contact time from 5 min to 120 min, removal efficiency was increased from 39.51 % to 94.41 %. The results also showed hexavalent chromium sorption follows Langmiur isotherm model. Pseudo second order models best describe chromium removal by using of adsorption onto strongly basic anion resin. The results revealed that removal of hexavalent chromium from aqueous solution by using of adsorption onto stringly basic onion resins can be done quick and effective.
  • Afshin Takdastan, Aliakbar Azimi, Zhila Salari Page 19
    This study evaluated the efficiency of Electrical coagulation process in removal of COD, turbidity, detergent and phosphate from carwash effluent. An experimental study in laboratory scale was carried out and a glass tank with volume of 3 liters (effective volume of 2 liters) containing 4 electrode-page iron and aluminum (AL-AL, AL-Fe, Fe-Fe) were used. Electrodes were connected to a power supply with using bipolar method to convert alternative electricity to direct current. Daily samples were collected from different carwash effluents. Initial pH of samples were reported between 7 to 9.At first different tests were performed on primary samples. Percentage of removal was calculated in range pH and electrical potential of 11, 7, 3 and 30, 20, 10 volts respectively. Reaction times were set 90, 60, 30 minutes with middle intervals of 2 cm. The results showed the efficiency of COD removal in the optimum range of pH=3, voltage of 30 and retention time of 90 minutes with iron electrode was more 93% also the capacity of detergent removal for this process in optimum pH of 7, voltage of 30 retention time of 90 minutes with iron electrode was 94%. The highest phosphate and turbidity removal efficiency in pH of 7 after 90 minutes retention time, voltage of 30, with aluminum electrode reached more than 99%. According to the results obtained electrical energy consumption in aluminum electrodes was less than others. However aluminum is more expensive than iron and the difference in energy consumption between iron and aluminum can be ingnored. Apart from that COD and detergent removal efficiency of iron electrodes is higher than aluminum electrodes therefore, using iron as the electrode is more economical and recommended. Altogether it was found that this method can be use as a safe and convenient method for treating carwash effluent and according to the high removal efficiency of process, effluent can be discharged safely into the environment.
  • Abbas Rezaee, Ghader Ghanizadeh, Ahmadreza Yazdanbakhsh, Ghorban Behzadian Nejad Page 26
    The endotoxin is one of pollutants with lipopolysaccharide structure which release from gram negative bacteria and cyanobacters. The aim of this study was removal of endotoxin from water using catalytic ozonation by bone char. The endotoxin for experiments have extracted from Escherichia coli bacterium cell wall by Stefan and Jan method. Chromogenic limulus ambusite lysate method in 405-410 nm wave length was used for analysing of endotoxin. The ozone have analysed by potassium iodine method.
    Results
    Results of the research shown endotoxin removal rates using heterogenous catalytic ozonation were 6.0 Eu/ml.min and 0.5 Eu/ml.min for grey bone char and white bone char, respectively. The efficency of the process was found eighty percent. Primary concentration of basic compounds had no effect on endotoxin removal rate. Therefore, endotoxin removal kinetic of reaction is a zero order reaction. This study revealed that ozonation process using bone char is more efficient than other proposed methods such as ozonation or chlorination and can be used successfully for endotoxin removal from water as a efficient method.
  • Reza Shokoohi, Amirhossein Mahvi, Ziyaodin Bonyadi, Mohammad Reza Samarghandi, Mehrdad Karimi Page 32
    Cyanide is a highly toxic species that found mostly in industrial effluents such as electroplating, metal mining, metallurgy and metal cleaning processes. Discharge of it into the enviroment causes very health impact. Purpose of this study was, determination of sonochemical technology for cyanide removal from aqueous solutions in the presence of hydrogen peroxide. In this study, a productive set of 500w power ultresoun waves with two frequencies 35 kHz and 130 kHz were used. Experiments were performed using different initial ratio CN-/H2O2 1/1, 1/3 and 1/5 and at initial cyanide concentrations varying from 2.5 to 75 mg/L. The effects of parameters such as pH, time and initial cyanide concentration on the sonochemical degradation have been studied. The results of the study showed that the maximom removal efficiency of cyanide was achieved 85% by sonochemical technology at frequency of 130 kHz, during of 90 min, at pH of 11, at initial cyanide concentration of 2.5 mg/l and with initial ratio of CN-/H2O2 1/5. it was also found the rates of cyanide degradation under different conditions were quite low, and also the rate of cyanide degradation was high at first but later substantially reduced. The efficiency of cyanide removal had direct relationship with pH, frequency, hydrogen peroxide concentration and time, and it had reverse relationship with cyanide concentration.
  • Ehsan Sarhadizadeh, Kourosh Hejazi Page 38
    As long as oil is used, the risk of an oil spill exists. Rapid economic growth has caused a significant increase in fossil fuel consumption in recent decades. The world production of crude oil is about 3 billion tons per year and half of it is transported by sea. Exporting oil, especially via marine fleets and increasing development of petrochemical industry, marine system is exposed to severe environmental damages. The movement of oil spill, its diffusion and hydro-environmental effects have been simulated by developing a 2DH numerical model based on non-linear shallow water Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations using Finite Volume Method.The new model deploys the relevant formulations for oil spill processes. Since advection and diffusion of oil pollution play a crucial role in oil spill flow pattern, it is important to choose an appropriate numerical scheme for the transport terms of N-E equations. In this work, a highly-accurate algorithm based on a 4th degree accurate shape function has been used for the hydrodynamic model, which is not present in similar models. The solution method is based on the alternating direction implicit (ADI) scheme. The equations are then solved by a Penta-Diagonal matrix in each half-time-step. Results from the numerical model are compared with measured values. Reasonable agreement is obtained between predicted and experimental nearshore circulation patterns.
  • Mohammad Malakootian, Mehdi Asadi Page 46
    Among the different compounds of water pollutants which generally discharge into water resources through raw wastewater and effluent, phenol is particularly important. This substance is an abundant compound which also enters into water resources naturally. Since phenol is a toxic substance and eliminating it through a biological method is difficult, using the process of Fenton Oxidation seems appropriate because of the facility and the possibility of application in different scales and also economic considerations. In this study, the efficiency of Fenton oxidation process in the removal of phenol from aqueous solutions is examined.
    Method
    This is an experimental study which is carried out in laboratory scale. The solution under study is prepared synthetically from different phenol concentrations. The optimized parameters in Fenton process including pH, reaction time and dosage of H2O2 and Fe2+ were considered. Phenol concentration is measured using a spectrophotometer (UV-Vis) according to procedure of the standard method book. In the Fenton process, maximum phenol removal was found 96 % at following conditions pH=3-4, reaction time =30 min, 0.5 molar H2O2 and 0.03 molar ferric sulfate. The results of this study showed that Fenton Oxidation process has a high efficiency in the removal of phenol from aqueous solutions.
  • Ali Reza Rahmani, Ohamad Taghi Samadi, Ohsen Ghaymali, Hadi Motaghipoor Page 53
    The water resources pollution by municipal and industrial wastewater is a considerable problem. In this research, the efficiency of Holly, Sallow and Poplar sawdust as simple, economic and abundant materials were studied for the removal of cyanide from aqueous solutions. The synthetic polluted water samples were prepared by using of sodium cyanide in distillation water with concentration of 10, 30 and 50 mg L-1 and effects of saw dust size (mesh of 20 and 70) and contact time (10-140 min) were studied. The results showed that the sawdusts had a uniform efficiency (60-70% and 71-83%) at 30 and 140 min. respectively. Also obtained results showed a direct relation with contact time and cyanide concentration and reversed relation with sawdust particle size. The results showed that the optimal contact time is 30 min. In this condition, the averages of adsorption capacity were obtained 1.25-1.38 and 1.34-1.52 mg CN/g sawdust for mesh 20 and 70 respectively. Based on the results, its availability and cheapness, the application of sawdust as an absorbent for the removal of cyanide from aqueous solutions is recommended.
  • Seyed Hossein Sajadifar, Nasser Khiabani Page 59
    The present study tries to apply the “Partial Adjustment Model” and “Random Effect Model” techniques to the Stone-Greay’s linear expenditure system, in order to estimate the "Residential Seasonal Demand" for water in Arak city. Per capita water consumption of family residences is regressed on marginal price, per capita income, price of other goods, average temperature and average rainfall. Panel data approaches based on a sample of 152 observations from Arak city referred to 1993-2003. From the estimation of the Elasticity-price of the residential water demand, we want to know how a policy of responsive pricing can lead to more efficient household water consumption in Arak city. Results also indicated that summer price elasticity was twice the winter and price and income elasticity was less than 1 in all cases.
  • Mohammad Reza Safaeian, Habibollah Danaie, Zeynolabedin Rahmani, Hamid Reza Izadbakhsh Page 69
    The aim of research was analyzing the quality management based on EFQM model and required procedures for access to desired state in the Water and Wastewater Company of Semnan. The primary objective of this study was to determine score on basis EFQM model and recognizing weakness points and giving solutions for elimination its weakness. The statistical population size was the Water and Wastewater Company of Semnan province and sampling strategy was random classified. The information was collected by question aires and was classified in related table and analyzed by use of appropriate statistical (descriptive and comprehensive) methods.The results showed that principles of EFQM model has considered to some extent in the Water and Wastewater Company of Semnan province but still needs more research for its application in this company. Finally a few practial suggestion and recommendation were made.
  • Mohsen Sadani, Hossien Movahedian, Behzad Jaberian, Maryam Faraji, Ehsan Abooi Page 76
    Crude oil is a very complicated composition and contains thousands of hydrocarbons with different structures. This study measured LC50 of crude oil in water samples taken from zayandehrud dam and treated water from Isfahan water treatment plant with different chemical and physical characteristics. Different crude oil concentrations (5 to 100 mg/l) were prepared in water samples that each contains ten Daphnia. The numbers of live Daphnia were counted 4, 24 and 48 hours after adding different crude oil concentrations. The results showed that at low turbidity and TDS, crude oil was much more toxic to Daphnia.
  • Alborz Hajian Nia, Esmaeel Aflaki Page 81
    This research which is based on experimental work, devoted to study the improvement and stabilization of dune sands in order to create strong layer and stabilize slope and floor construction of sewage Lagoons. Materials used stabilizing these soils are residual oil from the refinery. To confirm the effectiveness of the use of residual oil to improve the mechanical properties of the sand, various samples with different percentages were tested. In besides, the geotechnical and environmental tests were done. Results demonstrate that samples made with 5% oil have highest shear and unconfined compaction strength. It revealed that in compare with natural samples, cohesion and loading capacity highly increased and permeability decrease well. Percentage of fine aggregate, minerals and durability of oil in soil material were also investigated. Finally, effects of sewage on the samples were analyzed, and performance the oils were evaluated in order to use in lagoons.
  • Farhad Ramezani Mouzirji, Mehdi Yaghoobi, Abdolazim Ghanghermeh Page 90
    The level of the Caspian Sea as the world's largest limited river basin is constantly fluctuating. The Importance of forecasting the Caspian Sea water level, in order to few meters fluctuation in recent decades and preventing future loss is considered to be essential. The agentes of water level regulator in Caspian sea are hydro climatology factors such as input series including rivers, rainfall and underground water and output including evaporation and discharge to Ghareboghaz gulf. Statistical techniques were used for modeling processes. Fuzzy techniques were also used for identification of the system and the time series prediction. In this article, a prediction of level fluctuating of this water area was suggested using combination of statistical combining statistical techniques and Fuzzy Systems. The Results of prediction experiments is exerted on the past data and advantage of the proposed method was shown according to the accuracy. Finally a 10-year forecast of the Caspian Sea level was presented.
  • Samaneh Poormohammadi, Mohammad Taghi Dastorani, Seeyd Ali Mohammad Cheraghi, Mohammad Hossein Mokhtari, Mohammad Hassan Rahimian Page 99
    Today, water scarcity is one of the main problems around the world, especially in arid and semi arid regions. Iran is a country that is now faced with water scarcity. One of the effective solutions for water management in arid catchments is determination and analysis of water balance components. So this study has focused on determination of water balance components in arid-mountainous catchment of Manshad in Yazd province, during 2006-2007 cropping season. To estimate actual daily evapotranspiration (ETa) of the region, time series of MODIS images were acquired and used via the surface energy balance algorithm for land (SEBAL)methodology. Annual ETa then was calculated in the form of a pixel by pixel basis map. Also annual precipitation (P) and runoff (R) were calculated using rain gauge and hydrometric station records, respectively. Inaddition soil water storage of the catchment was estimated using double ring installation and infiltration rate measures. After determination of annual P and R, the ET component was calculated as the residual of water balance equation. Then the calculated ET was compared with the estimated ET of SEBAL methodology. Comparisons show the adequacy of SEBAL in estimation of actual ET at the studied condition. Finally, the results of the study show that a large portion of catchment available water wastes through evapotranspiration, nearly 540 mm. The runoff and soil storage amounts of the studied year are about 117 and 125 mm, respectively.
  • Mohsen Memarzadeh Page 109
    There are many methods for increasing efficiency of turbidity removal such as tube settler, rotating plate or gradient parallel plate. In this study was evaluated conventional sedimentation basin which equipped by lamella system. The pilot used in the study was made up of poleax glass hexagonal having effective height of 1.2m with hydraulic diameter of 50-80 mm. The slope of sedimentation basin was 600 at the basis of horizon. The lamella system was installed onto a segment which located 150 at the basis of center of sedimentation basin. The pilot was located in Isfahan Water Treatment Plant. In fact the segment isolates sedimentation basin into two compartments, first with lamella and another without it.The turbidity of influent and effluent in two compartments were evaluated by SPSS software and T-Student.The result showed that at same condition without lamella, the minimum, maximum and average turbidity removal efficiency in Isfahan Water Treatment Plant were about 0.9%, 54% and 18.9% respectively. But in compartment equipped by lamella system The removal were about 20%, 65% and 35.3%. It can be concluded that the turbidity removal efficiency will be increased if the sedimentation basin would equipped by lamella system.