فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 96 (خرداد و تیر 1394)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 96 (خرداد و تیر 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/20
  • تعداد عناوین: 13
|
  • حسین غفوریان، انسیه خدادادحسینی *، محمد ربانی صفحات 2-12

    حذف آلاینده ها در اکوسیستم های آبی به ویژه آب های آشامیدنی، همواره مورد نظر پژوهشگران بوده است. در دهه های اخیر، از ترکیبات طبیعی به عنوان جاذب در حذف آلاینده ها به فراوانی استفاده شده است. پژوهش های مختلف انجام گرفته در دنیا، نشان داده است که یکی از روش های موثر در زمینه حذف آلاینده ها، فناوری نانو است. در این پژوهش، برای اولین بار در دنیا از یک گونه از اسفنج های بومی خلیج فارس متعلق به رده دموسپونژیا که دارای حفره های نانو است برای حذف یون های کلسیم، منیزیم، کبالت، کادمیم و سرب از آب استفاده شد. میزان جذب در دانه بندی های مختلف اسفنج، زمان تماس و میزان pH بررسی شد. نتایج نشان داد که این نوع اسفنج قادر است مقادیر مختلفی از یون های یاد شده را جذب نماید. میزان جذب یون های کلسیم، منیزیم و کبالت توسط این نوع اسفنج بسیار ناچیز بود و بیشترین ظرفیت جذب مربوط به یون کادمیم در محدوده pH برابر 5 و غلظت 5 میلی گرم در لیتر، برابر 37/2 میلی گرم بر گرم و یون سرب در محدوده pH برابر 5/4 تا 5 و غلظت 300 میلی گرم در لیترو اندازه ذرات با دانه بندی230 مش با ظرفیت جذب 19/79 میلی گرم، به ازای هر گرم جاذب به دست آمد.

    کلیدواژگان: اسفنج، نانو جاذب، خلیج فارس، فلزات سنگین، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • فرهاد قادری زفره ئی، بیتا آیتی، حسین گنجی دوست، رسول صراف ماموری صفحات 13-22
    در این پژوهش از فرایند ازن زنی در راکتور ناپیوسته برای تصفیه فاضلاب حاوی اسید اورانژ 7 استفاده شد. متغیرهای مستقل شامل غلظت رنگزا در محدوده 5 تا 250 میلی گرم در لیتر، pH در محدوده 4 تا 12، دبی جرمی ازن با مقادیر 12 و 20 میلی گرم در دقیقه و دبی حجمی ازن به میزان 5/0 و 1 لیتر بر دقیقه بودند. طبق نتایج، در شرایط بهینه شامل غلظت 100 میلی گرم در لیتر رنگزا، pH برابر 11، دبی جرمی ازن 20 میلی گرم بر دقیقه و دبی حجمی1 لیتر بر دقیقه پس از 150 دقیقه، میزان حذف رنگزا 100 درصد و میزان حذف COD 30 درصد به دست آمد. بر اساس منحنی جذبی، جذب نور فاضلاب با ازن زنی در شرایط بهینه پس از حذف رنگزا، در بازه 450 تا500 نانومتر، 100 درصد افزایش یافت. طبق نتایج آزمایش GC-Mass و مقادیر LD50، اسید اورانژ 7 به ترکیبات سمی تر 1 و 4- نفتالین دی ال، 1- نفتیل آمین، 2- نفتل و آنیلین تبدیل شد، که برای از بین بردن آنها باید فرایند ازن زنی تا حذف کامل COD ادامه یابد. سطوح بهینه پارامترهای موثر بر تصفیه فاضلاب واقعی نساجی با روش تاگوچی برای متغیرهای pH، میزان ازن تزریقیو دبی تزریق ازن به ترتیب 11، 20 میلی گرم در دقیقه و 1 لیتر بر دقیقه به دست آمد.
    کلیدواژگان: آزو، COD، جذب نور، pH، غلظت
  • حمیدرضا فرتوک زاده، سمیه قجاوند*، میثم رجبی نهوجی صفحات 23-36

    کمبود منابع آب یکی از مهم ترین چالش های حیاتی برای اغلب کشورهای جهان است. تهران به عنوان پایتخت و پرجمعیت ترین شهر ایران نیز با مسئله کمبود منابع آبی در سال های اخیر مواجه شده است که در صورت عدم مدیریت صحیح آن به یک بحران تهدید آمیز برای منطقه تبدیل خواهد شد. در پژوهش حاضر با به کارگیری مدل سازی پویا و روش تحلیل پویایی های سیستم، تلاش شد با دیدی جامع نسبت به سیستم آب منطقه تهران و با استفاده از شبیه سازی رفتاری در محیط نرم افزار ون سیم به مدیریت یکپارچه منابع آب در این حوضه آبریز کمک شود.پس از اعتبارسنجی الگو،سیاست هایی در جهت بهبود فاصله موجود میان عرضه و تقاضای آب، که به عنوان متغیر اصلی و رفتار مرجع سیستم شناخته شده بود، آزموده شدند. نتایج شبیه سازی نشان داد که سیاست های کنترل جمعیت و فناوری نسبت به سایر سیاست ها تاثیر قابل توجهی بر بهبود وضعیت آب منطقه دارند؛ با این حال سیاست های کنترل جمعیت و فناوری می توانند همزمان با سیاست هایی همچون اعمال مالیات و تعرفه ها همراه شوند تا موثرتر عمل نمایند.

    کلیدواژگان: بحران آب، شبیه سازی رایانه ای، الگوسازی دینامیکی، تحلیل پویایی های سیستم
  • همتاسادات قادریان، مریم محمدی سیچانی*، محمدحسن یوسفی صفحات 37-42

    آب تمیز لازمه حیات و حفظ اکوسیستم است. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثرات ضد باکتریایی نانوذرات روی، بر رشد اشرشیاکلی و انتروکوکوس فکالیس به عنوان شاخص آلودگی آب و همچنین بررسی فعالیت ضد باکتریایی فیلترهای آب پوشش داده شده با این نانو ذرات در حذف باکتری های یادشده بود. خاصیت ضد باکتریایی نانوذرات روی، 5 و100 نانومتری در غلظت های 5/12، 0/25، 0/50 و0/100 میلی گرم در میلی لیتر در شرایط آزمایشگاهی به روش انتشار چاهک بررسی شد. حداقل غلظت مهارکنندگی و حداقل غلظت کشندگی این نانوذرات نیز به روش براث دایلوشن تعیین شد. برای بررسی ویژگی تصفیه کنندگی نانوذرات اکسید روی، این ذرات به روش رسوبی بر روی فیلترهای پلی پروپیلنی پوشش داده شدند. فیلتراسیون آب آلوده با تعداد استاندارد از باکتری های مورد آزمایش انجام شد. بیشترین هاله عدم رشد نانوذرات اکسید روی 5 نانومتری بر علیه اشرشیاکلی و انتروکوکوس فکالیس در غلظت 0/100 میلی گرم در میلی لیتر به ترتیب 73/1±00/14 و 52/1±67/11 به دست آمد. حداقل غلظت مهارکنندگی نانوذرات اکسیدروی نیز 0/25 میلی گرم در میلی لیتر به دست آمد. آزمون های آماری، رابطه بین غلظت نانوذرات و اثرات ضد باکتریایی آنها را معنی دار نشان دادند (001/0>P). فیلتر پلی پروپیلنی پوشش داده شده با نانوذرات اکسیدروی 5 نانومتری، در جلوگیری از رشد و حذف اشرشیاکلی موثر بود.

    کلیدواژگان: نانوذرات اکسید روی، اشرشیاکلی، انتروکوکوس فکالیس، اثر ضد باکتریایی
  • صیاد بداقی، میترا غلامی، مهدی فرزادکیا، رامین نبی زاده صفحات 43-53
    در این پژوهش، کارایی تصفیه خانه های فاضلاب ارومیه، خوی، میاندوآب، سلماس و بوکان در سال های 1387 تا 1390، بر پایه رویکرد قابلیت اطمینان ارزیابی شد. این رویکرد، بازدهی کلی تصفیه خانه و فرایندهای آن را پیش بینی می نماید و غربالگری فناوری های تصفیه را امکان پذیر می سازد. اطلاعات BOD5، COD و TSS از طریق سوابق ثبت شده در شرکت آب و فاضلاب آذربایجان غربی، بررسی محلی و مصاحبه بااپراتورها جمع آوری شد. تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS انجام شد.برای تعیین قابلیت اطمینان مشاهده ای، قابلیت اطمینان ارزیابی شده، ضریب اطمینان پذیری و درصدهای مورد انتظار مطابقت با استانداردهای تخلیه، از روش معتبر مدل سازی نیکو و همکاران استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که خصوصیات پساب خروجی تصفیه خانه ها از نظر پارامترهای بررسی شده، عمدتا از توزیع لگاریتمی نرمال تبعیت می کنند. در تمام تصفیه خانه های مورد بررسی، قابلیت اطمینان مشاهده ای و قابلیت اطمینان ارزیابی شده و درصدهای مورد انتظار مطابقت با استانداردهای تخلیه، رابطه معنی داری با هم داشتند. فرایندهای SBR و بیولاک نسبت به لاگون های هوادهی دارای بیشترین مقدار قابلیت اطمینان مشاهده ای (90 تا 100 درصد)،قابلیت اطمینان ارزیابی (93 تا 100 درصد)، درصد مورد انتظار برآورد استاندارد (95 تا 97/99) و کمترین مقدار COR (41/0 تا 64/0) بودند. بنابراین ضرایب به دست آمده در این بررسی را می توان برای طرح های توسعه و احداث سیستم های مشابه به کار برد.
    کلیدواژگان: تصفیه خانه فاضلاب، قابلیت اطمینان عملکرد، لاگون هوادهی، بیولاک، SBR، ضریب اطمینان پذیری، آذربایجان غربی
  • سید منصور میبدی، هما خراسانی * صفحات 54-61

    جذبزیستییکیازفناوری هایموثردرحذففلزاتسنگین است. هدف از این پژوهش، جداسازی سودوموناس مقاوم و تعیین شرایط بهینه رشد آن، تعیین حداقل غلظت بازدارنده و بررسی حذف زیستی سویه بود. برای انجام پژوهش، 5 نمونه از پساب های نفتی مناطق خوزستان در شرایط سترون جمع آوری شد و به آزمایشگاه منتقل شد. نمونه های همگن رقیق شده پساب، بر روی محیط لوریا برتانی آگار دارای ppm 5 لید نیترات کشت داده شدند و پس از گذشت 24 ساعت در دمای 37 درجه سلسیوس، پرگنه سویه های مقاوم برای غربالگری روی محیط مکانکی آگار کشت داده شد. این باکتری ها با آزمون های بیوشیمیایی شناسایی شدند. در مجموع 24 سویه سودوموناس جدا شد که 10 سویه مقاوم به سرب بود. حداقل غلظت مهارکنندگی رشد، برای غربالگری و جداسازی سویه های مقاوم از 100 تا ppm 2100 انجام شد. سپس پلیت ها در دمای 37 درجه به مدت 24 ساعت نگهداری شدند و در این بین، سویه Mso1 برای آزمایش های فراتر انتخاب شد. آزمایش تعیین حساسیت آنتی بیوتیکی نشان داد که سویه مربوطه نسبت به کلرامفنیکل به میزان 30 میکروگرم و اریترومایسین به میزان 15 میکروگرم مقاوم است. رشد بهینه باکتری در حضور سرب در دمای 40 درجه سلسیوس، سرعت تکان rpm 100 و pH برابر با 6، با روش اسپکتروفتومتری در600 نانومتر تعیین شد. در این مطالعه سویه Mso1ظرف مدت 24 ساعت، 45/38 درصد سرب را از محیط حذف کرد. این پژوهش، اهمیت استفاده از گونه های سودوموناس را در اصلاح زیستی پساب آلوده به سرب آشکار می کند.

    کلیدواژگان: جذب زیستی، سرب، سودوموناس، پساب های نفتی
  • سنا موسویان، افشین تکدستان*، عبدالکاظم نیسی صفحات 62-70

    فرایند استخراج شکر از نیشکر، دارای حجم بالای پساب با مقادیر زیادی از مواد آلی و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی است که دفع آنها به رودخانه ها و محیط زیست موجب آلودگی و به خطر افتادن حیات آبزیان می شود. این پژوهش به منظور بررسی و تعیین ضرایب سینتیکی سیستم تصفیه بی هوازی تصفیه خانه فاضلاب کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) شوشتردر سال 1391 انجام شد. پارامترهای BOD5، COD و TSS در فاضلاب ورودی و خروجی راکتور اندازه گیری و با تعیین پارامترهای طراحی و بهره برداری سیستم، ضرایب سینتیکی Kd، KS، Kmax، Y و maxμ با استفاده از معادلات اصلاح شده مونود محاسبه شد. در این مطالعه kd، Y، ks، μmax و kmax برای کاربرد فرایند UASB در تصفیه فاضلاب کارخانجات نیشکر به ترتیب 4/506 میلی گرم در لیتر،g vss/g COD053/0،d-1 086/0، d-10049/0 و d-1 055/0 به دست آمد. از ضرایب سینتیکی به دست آمده در این پژوهش می توان در راهبری، و نیز تهیه مبانی طراحی تصفیه خانه های صنایع نیشکر مشابه با این صنعت به ویژه در مناطق گرمسیری استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تصفیه فاضلاب، کارخانجات نیشکر، ضرایب سینتیکی، UASB
  • رضا عبدی، مهدی یاسی*، حسین صدقی صفحات 71-81

    برآورد نیاز جریان محیط زیستی در اکوسیستم های رودخانه ای در ایران کار جدیدی است. هدف اصلی در این پژوهش، ارزیابی جریان محیط زیستی به روش های مختلف در یک رودخانه شاخص، با جریان دائمی بود. در این بررسی، نیاز اکولوژیکی رودخانه مشترک مرزی زاب در شمال غرب ایران در سه بازه مختلف، در طول 160 کیلومتر با روش هیدرولیکی محیط خیس شده با دو الگوریتم شیب منحنی و حداکثر انحنا، همچنین با روش ترکیبی شبیه ساز زیستگاه و نیز روش کنترل کیفیت آب، برآورد شد. نتایج برآورد به روش های اکو- هیدرولیکی با نتایج شبیه روش های اکو- هیدرولوژیکی مقایسه شد. نتایج ارزیابی نشان داد که روش اکو- هیدرولوژیکی شامل «انتقال منحنی تداوم جریان در کلاس زیستی B (حفاظت پایدار تنوع زیستی با وجود طرح های توسعه منابع آب)، برای بازه بالادست (درابکای خانه)، گزینه مناسبی است. در این گزینه زرده ماهی به عنوان گونه شاخص زیستی انتخاب شد. درحالی که روش ترکیبی اکو- هیدرولیکی برای دو بازه میانی و پایین دست (گرژال و پل سردشت)، مناسب تر هستند. بر این اساس، دبی جریان متوسط محیط زیستی در سه بازه بالا به ترتیب 3/2، 6/7 و 9/7 مترمکعب بر ثانیه به دست آمد. توزیع ماهانه جریان محیط زیستی در هر یک از سه بازه نیز تعیین و پیشنهاد شد.

    کلیدواژگان: جریان محیط زیستی، اکو، هیدرولیکی، هیدرولوژیکی، رودخانه زاب
  • احسان نجفی، عباس افشار صفحات 82-94
    یکی از مهم ترین خطرات تهدید کننده شبکه های آب شهری، حملات عمدی به منظور آلوده کردن آب شبکه با آلاینده های شیمیایی است. تصمیمات و اقداماتی که بعد از تشخیص آلودگی در شبکه های توزیع آب شهری انجام می پذیرد، معمولا تحت شرایط پیچیده ای است و باید سعی شود که بهترین تدابیر برای حفظ سلامت عموم صورت پذیرد. این راهکارها می تواند شامل اعلام خطر عمومی، ایزوله کردن ناحیه آلوده شده توسط شیرهای موجود در شبکه به منظور جلوگیری از گسترش آن، تخلیه آب از شیرهای آتش نشانی موجود در شبکه و همچنین استفاده از پمپ ها باشد. در این تحقیق، مدیریت پیامدهای ناشی از حملات شیمیایی، با بهره گیری از راهکارهای ذکر شده و با در نظر گرفتن دو هدف اصلی کمینه کردن تعداد گره های آلوده و یک هدف جدید با عنوان کمینه کردن زمان بازگشت شبکه به حالت عادی«در کنار کمینه کردن تعداد عملیات واکنشی بررسی شد. این مسئله با استفاده از الگوریتم جامعه مورچه ها برای اولین بار به صورت تک هدفه و دو هدفه مورد مطالعه قرار گرفت. یکی از نتایج مهم این تحقیق، نقش اساسی استفاده از پمپ ها در مدیریت پیامدهای ناشی از این گونه حملات است.
    کلیدواژگان: آلودگی، شبکه توزیع آب شهری، مدیریت پیامدها، الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچه ها
  • ندا شیرزادی، امیرحسام حسنی، علی ترابیان، امیرحسین جاوید صفحات 95-103
    هدف از این پژوهش،به کارگیری فرایندهای غشایی میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون به منظور بهبود کیفیت فیزیکی و میکربی و استفاده مجدد از پساب شستشوی فیلترهای شنی تصفیه خانه های آب بود. پساب شستشوی معکوس فیلترها 3 تا 5 درصد کل آب تصفیه شده را تشکیل می دهدکه در اکثر تصفیه خانه ها این پساب دفع می شود. اما با توجه به بحران آب، تصفیه و برگشت آن به ابتدای تصفیه خانه از نظر فنی و اقتصادی مناسب تر است.دراین پژوهش در مقیاس پایلوت از مدول های غشایی میکروفیلتر و اولترافیلتر استفاده شد. پس از نمونه برداری از پساب، بر اساس دستورالعمل های کتاب روش های استاندارد، درصد حذف پارامترهای مورد نظر نسبت به زمان، در سه فرایند میکرو فیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و فرایند ترکیبی میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون بررسی شد. نتایج نشان داد که ترکیب میکروفیلتر و اولترافیلتراسیون قادر است پارامترهای کدورت، MPN،COD،TSS و آهن را به ترتیب برابر 9/99، 100، 5/61، 9/99 و 8/98 درصد کاهش دهد. در مجموع قابلیت های فنی این روش برای بازیابی پساب حاصل از شستشوی معکوس فیلترهای شنی تصفیه خانه های آب شهری تایید شد.
    کلیدواژگان: فرایند غشایی، میکروفیلتر و اولترافیلتر، آب شستشوی معکوس فیلتر شنی، استفاده مجدد
  • مسعود نوشادی، لیلا عبداللهی صفحات 104-113
    پلی اتیلن ترفتالات رایج ترین ماده مورد استفاده در ساخت بطری های نگهدارنده آب معدنی است. تری اکسید آنتیموان مصرف شده برای شکل گیری ظروف PET، ممکن است آب را با مواد تشکیل دهنده خود آلوده نماید. در این پژوهش، تاثیر زمان نگهداری (1تا 8 هفته)، دمای نگهداری (20- تا80 درجه سلسیوس)، pH (3/6 تا 3/8)، نور خورشید و اشعه UV بر میزان نشت آنتیموان از بطری هایPET به داخل 15 نوع آب معدنی موجود در استان فارس، با استفاده از دستگاه اسپکترومتر جذب اتمی با کوره گرافیتی بررسی شد. میزان آنتیموان در هفته اول و دوم در همه نمونه ها پایین تر از حداکثر تراز آلودگی استاندارد ایران (ppb 5) بود ولی در هفته چهارم در یک نمونه (نمونه A) و در هفته هشتم در 3 نمونه (نمونه های A،F وJ با غلظت های به ترتیب 48/5، 08/5 و 06/5 میکروگرم در لیتر) از حداکثر تراز آلودگی بیشتر شد. نور خورشید، اشعه UV، تغییر pH آب معدنی و نگهداری در دماهای 20-، 60 و 80 درجه سلسیوس باعث شد میزان آنتیموان به بالاتر از حداکثر تراز آلودگی برسد. بنابراین قرار دادن بطری های آب معدنی در شرایط نامناسب محیطی باعث نشت آنتیموان به داخل آب شده و تهدیدی برای سلامتی مصرف کنندگان است.
    کلیدواژگان: آب بطری شده، آنتیموان، پلی اتیلن ترفتالات، نشت
  • میرمسلم هاشمی، مهدی عاشورنیا، مریم پناهنده صفحات 114-123
    در منابع آبی استان گیلان، مقدار زیادی از علف کش ها (بوتاکلر) به دلیل استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی برای افزایش محصول در مزارع برنج وارد آب می شود. در این پژوهش اثرات ازن زنی برای حذف سم بوتاکلر باقیمانده از آب بررسی شد. نمونه ها در طی چهار فصل از 20 چاه منتخب جمع آوری شد و پس از تثبیت پارامترهای فیزیکوشیمیایی با استفاده از سیستم استخراج مایع و کروماتوگرافی گازی آنالیز شدند. اندازه گیری های کمی با روش افزایش استاندارد انجام شد و برای بررسی روش های حذف از دستگاه مولد ازن استفاده شد. برای بررسی های آماری نیز از نرم افزار SPSS بهره گرفته شد. مطابق نتایج به دست آمده،غلظت باقیمانده بوتاکلر درنمونه های آنالیز شده بالاترازحد استانداردهای جهانی به دست نیامد. دربررسی روش حذف، تاثیر پارامترهایدما،سختی و pH مطالعه شد و مشخص شد که در آب هایی باpH قلیایی و دمای بالا، راندمان حذف بوتاکلر به روش ازن زنی افزایش می یابد و این در حالی است که با افزایش سختی، این راندمان کاهش می یابد. همچنین در بررسی حاضر از مدل سینتیکی شبه نوع اول، برای بررسی نرخ تماس ازن با بوتاکلر استفاده شد و با توجه به نتایج به دست آمده مشخص شد که حاصلضرب غلظت ازن در مدت زمان تماس، با لگاریتم میزان بوتاکلر رابطه خطی و غیرمستقیم دارد.
    کلیدواژگان: بوتاکلر، کروماتوگرافی گازی، ازن، مدل سینتیکی
  • حسین جعفری منصوریان، امیرحسین محوی، احمد جنیدی جعفری، محمد ملکوتیان * صفحات 124-132

    امروزه وجود ترکیبات مقاوم سمی از جمله فنل در محیط زیست مشکلات بهداشتی و محیط زیستی فراوانی ایجاد کرده اند. در این پژوهش کارایی پوسته غلاف گیاه آکاسیاتورتیلیس به عنوان جاذب ارزان قیمت و قابل دسترس در حذف فنل بررسی شد. این پژوهش تجربی در مقیاس آزمایشگاهی در یک سیستم ناپیوسته انجام پذیرفت. در این راستا اثر متغیرهای مهم بهره برداری از قبیل غلظت اولیه فنل 5/0، 1، 2، 4، 8، 16، 32 و 64 میلی گرم در لیتر، دز جاذب 1/0، 2/0، 4/0، 8/0 و 6/1 گرم در لیتر در اندازه های مشخص شده مش بین 30 تا 60 و 60 تا 100، pH با مقادیر 2، 4، 6، 8، 10، 12 و زمان تماس 10،20، 30، 40، 50، 60 دقیقه بررسی شد. همچنین ایزوترم های جذب فروندلیچ و لانگمیر به منظور تشریح ارتباط بین میزان محلول رنگی و جاذب تعیین شد. نتایج آزمایش ها نشان داد موثرترین ظرفیت جذب فنل در pH بهینه 2، دز جاذب بهینه 2/0 گرم در لیتر با مش 60 تا 100 و زمان تماس 10 دقیقه به دست آمد که بالای 95 درصد بود. با افزایش غلظت فنل، کارایی حذف نیز افزایش یافت؛ اما این سرعت حذف در غلظت های بالا کمتر بود. همچنین فرایند جذب با مدل فروندلیچ انطباق بیشتری داشت. بر اساس یافته های حاصل از مطالعه حاضر، نتیجه گیری می شود که پوسته غلاف گیاه آکاسیاتورتیلیس با توجه به کارایی بالا، می تواند به عنوان جاذب طبیعی موثر، کارآمد و در عین حال ارزان قیمت در حذف فنل از محلول های آبی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: فنل، زائدات کشاورزی، آکاسیاتورتیلیس، ایزوترم جذب
|
  • Hossein Ghafourian, Ensiye Khodadad Hosseini, Mohammad Rabbani Pages 2-12

    Removing pollutants from aquatic ecosystems, especially from drinking water, has always been a major concern for scientists. Recent decades have witnessed the widespread application of natural compounds used as adsorbents to remove various pollutants. On the other hand, studies have proved nanotechnology to be an effective way of removing pollutants. A new type of sponge belonging to the family Demospongiae that has nano holes and is native to the Persian Gulf was investigated for the first time in the present study for use as an adsorbent to remove calcium, magnesium, cobalt, cadmium, and lead ions from water. For this purpose, adbsorption in sponges of different aggregate sizes, contact time, particle size, and ambient pH were measured. The results showed that the proposed sponge is capable of adsorbing the above-mentioned metal ions to various degrees. While small amounts of calcium, magnesium, and cobalt were adsorbed by this sponge, cadmium recorded a higher adsorption of 2.37 mg/g at pH=5. The highest adsorption level of 79.19 mg per gram of adsorbent was recorded for lead at a pH range of 4.5-5 with a mesh size of 230. This is the highest adsorption ever recorded for lead in the literature on selective separation of lead from the other ions.

    Keywords: Sponge, Nano, adsorbent, The Persian Gulf, Heavy Metals, Scanning Electron Microscopy
  • Farhad Ghaderi, Zafrei, Bita Ayati, Hossein Ganjidoost, Rasool Sarraf Mamoori Pages 13-22
    In this research, ozonation was used for treating wastewater containing acid orange 7 in a batch reactor. The independent parameters were initial dye concentration, pH, and ozone mass and volumetric flow rates. The experiments were conducted with initial concentration in the range of 5-250 mg/L, pH levels of 4-12, ozone mass flow rates of 12 and 20 mg/min, and volumetric flow rates of 0.5 and 1 L/min. Based on the results, the optimum conditions were achieved at a dye concentration of 100 mg/L, a pH level of 11, an ozone mass flow rate of 20 mg/min, and an ozone volumetric flow rate of 1 L/min. Dye and COD removal efficiencies in these conditions were 100% and 30%, respectively, after 150 minutes. According to the absorbance curves, light absorbance of wastewater increased by 100% in the range of 450-500 nm by ozonation under the optimum conditions after dye removal. Based on the GC-Mass test and the values of LD50, acid orange 7 was converted to toxic compounds of aniline, 1-naphthylamine, 2-naphthol, and 1, 4-naphthalenediol indicating that ozonation had to be continued until complete COD removal. Based on the Taguchi experimental design data for real textile wastewater, the optimum conditions were obtained for a pH level of 11, a gas flow rate of 1 L/min, and an ozonation injection rate of 20 mg/min.
    Keywords: Azo, COD, Light Absorbance, pH, Concentration
  • Hamid Reza Fartokzadeh, Somayeh Ghojavand, Meisam Rajabi Nahoji Pages 23-36

    Water scarcity is now one of the most vital challenges in most countries around the world.Tehran, as the most populated city and the capital of Iran, has also been recently experiencing a shortage of water, which may turn into a threatening crisis for the region if a proper water management system is not put in place. Employing dynamic modeling and the dynamic system analysis method, the present study was conducted to address the integrated water resources management in Tehran region taking advantage of a comprehensive outlook of the water resources system in the region and implementing a behavioral simulation in the Vensim software. Once pattern validation was accomplished, the policies developed to decrease the gap between water demand and supply regarded as the main variable and the reference behavior of the system were examined. The simulation results showed that, compared to other policies, population control and technological development polices seemed to have more significant effects on improving the water situation in the region. However, it is also observed that if combined with such other polices as taxation and pricing, the above-mentioned policies will work more effectively.

    Keywords: Water Crisis, Computer, Based Simulation, Dynamic Modeling, System Dynamics Analysis
  • Hamta Sadat Ghaderian, Maryam Mohammadi, Sichani, Mohammadhassan Yousefi Pages 37-42

    Clean water is vital to both human life and preservation of ecosystems. The goal of this study was to investigate the antibacterial effects of ZnO nanoparticles and filters coated with different sizes of ZnO nanoparticles on Escherichia coli (ATCC: 25922) and Enterococcus faecalis (ATCC: 11700) as the predominant bacteria in contaminated water. The antibacterial effects of ZnO nanoparticles (5 and 100 nm in size) at concentrations of 12.5, 25.0, 50.0, and 100.0 mg/ml were determined using the well diffusion method in vitro. Minimum inhibitory concentrations and minimal bactericidal concentrations of ZnO nanoparticles were determined by the broth micro-dilution method. In another part of the study, ZnO nanoparticles were coated on polypropylene filters using the precipitation method to investigate their removal efficiency. Filtration of contaminated water was performed using a standard number of the bacteria being tested. ZnO nanoparticles (5 nm) at a concentration of 100.0 mg/ml showed maximum sensitivity against E.coli and Enterococcus faecalis by inhibition zones of 14.00±1.73 and 11.67±1.52 mm, respectively. Maximum inhibitory concentration of ZnO nanoparticles was determined as 25mg/ml. A significant relationship was found between antibacterial activity and ZnO nanoparticles concentration (P. value <0.001). It may be claimed that treatment with polypropylene filters coated with ZnO nanoparticles (5nm) is an effective process for controlling bacterial growth and eliminating E.coli.

    Keywords: Zinc Oxide Nanoparticles, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Antimicrobial activity
  • Sayyad Bodaghi, Mitra Gholami, Mehdi Farzadkia, Ramin Nabizadeh Pages 43-53
    Performance of wastewater treatment plants (WWTPs) in Urmia, Khoy, Miandoab, Salmas, and Bookan were evaluated during the years 2008 to 2011 based on the reliability approach. The approach predicts the overall performance of WWTPs and their processes and, thereby, makes the screening of treatment technologies possible. The required BOD5, COD, and TSS data were collected using the records available at West Azerbayejan Water and Wastewater Company, local surveys, and interviews with operators. Statistical analysis was performed by SPSS. The valid Niku modeling was employed to calculate the Rmeasured, Revaluated, COR, and expected percentages of compliance with discharge standards and a significant relationship was found among these parameters. The results also showed the log normal distribution of effluent characteristics. Furthermore,SBR and biolac processes exhibited higher values of Rmeasured (90-100%), Revaluated (93-100%), and expected percentages of compliance with the discharge standards (95-99.97%) in all the WWTPs studied but lower values of COR (0.41-0.64) than those in aerated lagoons. The coefficients obtained in this study can, therefore, be used for the development and construction designs of similar systems.
    Keywords: Wastewater Treatment Plant, Reliability Performance, Aerated Lagoons, Biolac, SBR, Coefficient of Reliability, West Azarbayejan
  • Seyed Mansour Meybodi, Homa Khorasani Pages 54-61

    Biosorption is a most effective technology for the removal of such toxic substances as heavy metals. The objective of this study was four-fold: 1) to isolate lead resistant Pseudomonas strains, 2) to determine the optimal conditions of their growth, 3) to obtain the minimum inhibitory concentration of lead, and 4) to evaluate the bioremoval of lead from culture solutions. For the purposes of this study, oil-contaminated wastewater samples were collected from Khuzestan region and transferred to laboratory where they were homogenized and serially diluted up to 10-10 with sterile saline before they were cultured in Luria Bertani agar medium containing 5ppm of lead nitrate. Resistant strains were then isolated at 37°C for 24h. The samples were subsequently cultured in Macconkey agar for isolation of appropriate gram negative strains. Biochemical tests were used to identify the bacteria, 10 strains of which were screened as lead resistant ones from all the 24 isolates. The bacterial colonies were selected and tested with different concentrations (100- 2100 ppm) of lead for their resistance. The plates were then incubated at 37ºC for 24h and Mso1 was chosen from among the lead resistant colonies for further experiments. This strain showed resistance to chloramphenicol (30µg) and erythromycin (15µg) when subjected to the antimicrobial susceptibility test. Optimal growth conditions included a temperature of 40°C at 100 rpm and a pH level of 6 in the presence of lead by spectrophotometry at 600nm. Absorption tests showed that the Mso1 strain had a metal removal efficiency of 38.45% from an aqueous solution containing 100 ppm of lead over 24h. The results confirmed the capability of Pseudomonassp in the bioremediation of Pb-contaminated wastewaters.

    Keywords: Biosorption, Lead, Pseudomonas, Oil, contaminated Wastewater
  • Sana Mousavian, Afshin Takdastan, Abdolkazem Neisi Pages 62-70

    Extraction of sugar from sugarcane produces a high volume of effluent carrying large amounts of organics and BOD5. Discharging the effluent into rivers and into the environment endangers the aquatic life and increases the risks of environmental pollution. This study was conducted in 2012 to determine the kinetic coefficients of the anaerobic treatment systems (UASB) at the wastewater treatment plant of Imam Khomeini Sugarcane Agro-industrial Plant in Shushtar. The parameters of BOD5, COD, and TSS were measured at the inlet and outlet of the WWTP. Subsequently, the operation and design parameters of the system were determined. Using the modified Monod Equations, the kinetic coefficients Ks, Y, Kd, μ max, and K max for employing the UASB process at the WWPT in question were calculated as 506.4mg/l, 0.11 g VSS/g COD, 0.0045 d-1, 0.0069 d-1, and 0.055 d-1, respectively. The kinetic coefficients obtained in this study can be used in the steering and operation as well as fundamental design of similar plants, especially in hot areas.

    Keywords: Wastewater Treatment, Sugarcane Agro, industry, Kinetic Coefficients, UASB
  • Reza Abdi, Mehdi Yasi, Hossein Sedghi Pages 71-81

    The assessment of environmental flows in a river ecosystem is a new practice in Iran. The main aim of the present study was to use different Eco-hydraulic-hydrologic methods to determine the environmental flow requirements in a typical perennial river. The ecological needs of the transboundary Zab River (located in the northwest of Iran) were investigated in three different reaches along the 160 km length of the river course using the hydraulic-wetted perimeter method (and taking advantage of the two different algorithms of slope method and maximum curvature), the synthetic habitat simulation method, and the water quality control method. The results were compared with those obtained from different echo-hydrologic methods. It was found that the FDC Shifting method (considering Class B: ecologically important rivers despite water resources development) is well adapted to the conditions in the upper reaches of the river (Derabkay Khaneh). The synthetic Eco-hydraulic method is to be recommended for the middle and downstream reaches (Grezhal and Pol–Sardasht) providing the ecological requirements of the Barbus Capito fish (as the bio– indicator species) are met. The mean annual flows in the three river reaches are determined as 2.3, 7.6, and 7.9 m3/s, respectively. The potential monthly flow rates are also proposed for preserving the riverine life.

    Keywords: Environmental Flows, Eco, Hydraulic, Hydrologic, The Zab River
  • Ehsan Najafi, Abbas Afshar Pages 82-94
    Deliberate chemical contaminant injection is one of the most important dangers which threatens urban water distribution networks. Decisions made following the detection of such contaminant attacks are affected by complicated conditions. A variety of optimal operational measures and strategies must be adopted to safeguard the public health which may include isolation of the contaminated area through valve operations for pollution containment, public alarms, and flushing of the polluted water out of the system through hydrants or pumps. In this study, consequence management of chemical intrusions using the above strategies is investigated with two main
    Objectives
    minimizing the number of polluted nodes and minimizing the operational activities while minimizing "the recovery time of the network to normal conditions" is also considered as a novel objective. The problem is treated as both a single- and a multi-objective optimization problem in which the Ant Colony Optimization Algorithm is used for the first time. One of the most important achievements of this study is the substantial role of pumps in consequence management of such attacks.
    Keywords: Contamination, Urban Water Distribution Network, Consequences Management, Ant Colony Optimization Algorithm
  • Neda Shirzadi, Amir Hasani, Ali Torabian, Amir Javid Pages 95-103
    The aim of this study was to investigate the application of micro-filtration and ultra-filtration membrane systems in order to improve the physical and microbial quality and the reuse of backwash water from the sand filter units in water treatment plants. The backwash water from filters makes up for 3 to 5 percent of the total water treated, which is disposed in most WTPs. However, the treatment and reuse of the backwash water is more admissible from technical and economic viewpoints, especially in view of the present water scarcity. For the purposes of this study, use was made of membrane modules of micro- and ultra-filters on a pilot scale. The micro-filter employed consisted of a polypropylene membrane module with a porosity of 1 micron in size and a fiberglass module with a porosity of 5 microns. The ultra-filter was made of PVC hollow fiber with a molecular weight of 100,000 Dalton. In order to feed the two pilots, backwash water from a sand filter was collected from one of the WTPs in Tehran. After samples were taken from the backwash water, the physical and microbial removal efficiency was periodically evaluated based on the standard method and the micro-filtration, ultra-filtration, and combined MF/UF processes were compared with respect to their performance. The results indicate that the combined MF/UF process is able to decrease turbidity, MPN, COD, TSS, and Fe with efficiency values of 99.9, 100, 61.5, 99.9 and 98.8 percent, respectively. Overall, the findings confirmed the technical capabilities of this method for the recovery and reuse of the effluent produced in the backwashing mechanism of sand filters in WTPs.
    Keywords: Membrane Process, MF, UF, Backwash Water, Sand Filter, Reuse
  • Masoud Noshadi, Leila Abdollahi Pages 104-113
    Polyethylene Terephthalate (PET) is the most common material used in manufacturing mineral water bottles. Antimony trioxide (Sb2O3) used to form the PET containers may pollute water with their ingredients. In this research, graphite furnance atomic absorption spectrometry was used to investigate the effects of storage time (1 to 8 weeks), storage temperature (-20 to 80 °C), pH (6.3 to 8.3), exposure to sunlight, and UV radiation on leaching antimony from PET bottles into the mineral water of 15 bottled water brands available in Fars Province. Concentrations of antimony in the first and second weeks were lower than the maximum standard limit (5 ppb) recommended by Iranian regulations. Antimony concentration in one sample (brand A) rose above the standard limit after four weeks and in 3 samples (brands A, F, and J with antimony concentrations of 5.48, 5.08, and 5.06 µg/L, respectively) exceeded the standard limit after 8 weeks. Sunlight, UV radiation, changes in pH, and storage at temperatures of -20 ℃, 60 ℃, and 80℃ were also found to increase antimony concentrations to levels above the maximum standard limit. Clearly, storing bottled mineral water in ambient conditions may lead to the release of antimony into bottled water, which is a serious threat to public health.
    Keywords: Bottled Waters, Antimony, Polyethylene Terphatalate, Leaching
  • Mirmoslem Hashemi, Mehdi Ashoornia, Maryam Panahandeh Pages 114-123
    Rice is an important staple food in most parts of the world. The water resources in Guilan Province are receiving large quantities of herbicides (butachlor) due to the vast rice fields in the province and the indiscriminate use of chemical fertilizers for increased harvest. The present study investigates the effects of ozone used for removing the remaining butachlor from groundwater. Samples were collected from 20 wells during four seasons and their physicochemical parameters were analyzed using gas chromatography and liquid extraction after their fixation. Quantitative measurements were performed using the standard enhancement method and removal methods were evaluated using an ozone generator. The results were subjected to statistical analysis using the SPSS software. The results showed that the residual concentration of butachlor in the samples was not above the recommended international limits. The effects of temperature, hardness, and pH were investigated to determine the efficiency of the removal method used and it was found that the butachlor removal efficiency of ozonation was higher in waters with an alkaline pH and high temperatures, while it decreased with increasing hardness. The pseudo-first order kinetic model was used to investigate the rate of ozone to butachlor contact to find that the product of ozone concentration by contact time had a linear and indirect relationship with the logarithm of the butachlor content.
    Keywords: Butachlor, Gas Chromatography, Ozone, Kinetic Model
  • Hossien Jafarimansoorian, Amirhossein Mahvi, Ahmad Jonidi Jafari, Mohammad Malakootian Pages 124-132

    The presence of nondegradable toxic compounds such as phenol in the environment has nowadays led to many health and environmental problems. The present empirical study was conducted on the lab scale to evaluate the efficiency of Acacia tortillis pod shell as a new alternative and low cost adsorbent for removing phenol from aqueous solutions. The experiment was performed in a batch system and the effects of important operation variables including initial phenol concentrations of 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, and 64 mg/l, absorbent doses of 0.1, 0.2, 0.4, 0.8, and 1.6g/l in predetermined mesh sizes (ranging over 30-60 and 60-100), pH levels of 2, 4, 6, 8, 10, and 12, and contact times of 10, 20, 30, 40, 50, and 60 min were evaluated. Finally, the Freundlich and Langmuir adsorption isotherms were determined in order to describe the relationship between the colored solution and the absorbent. Results showed that the highest phenol absorption efficiency achieved was above 95% which was obtained with an optimum pH level of 2, an optimum absorbent dose of 0.2 g/l, and a mesh size of 60-100 for a contact time of 10 minutes and at a low pollutant concentration. Increasing phenol concentration increased its removal efficiency but this removal rate was lower at extreme concentrations. Also, the adsorption process was found to be more compatible with the Freundlich model. Based on the results obtained, the pod shells of Acacia tortillis pod shell may be claimed to be an effective, efficient, and cheap absorbent for the removal of phenol from aqueous solutions.

    Keywords: Phenol, Agricultural Solid Waste, Acacia Tortillis, Adsorption Isotherm