فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 127 (امرداد و شهریور 1399)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 127 (امرداد و شهریور 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/05/01
  • تعداد عناوین: 14
|
  • سعید سرکمریان*، علی حقیقی، سید محمد اشرفی، حسین محمد ولی سامانی صفحات 1-11
    روش تحلیل معکوس جریان گذرا (ITA)، یکی از روش های موفق در زمینه شناسایی نشت در شبکه های آبرسانی است. با این وجود دستیابی به پارامترهای مجهول نشت مانند تعداد، مکان و مساحت نشت ها در این روش به دلیل استفاده از الگوریتم های فراکاوشی مانند الگوریتم ژنتیک (GA) نیازمند صرف هزینه و زمان محاسباتی زیادی است. هدف از این پژوهش ارایه راهکاری است که با حفظ ساختار محاسبات ITA، دقت و سرعت دسترسی به نتایج نیز افزایش یابد. در این پژوهش راهکار استفاده از مدل های جایگزین در فرایند بهینه سازی روش ITA مطرح شد. این مدل ها با تقلید از رفتار تابع هدف اصلی، تلاش می کنند با هزینه محاسباتی اندک، تا حد امکان بیشترین شباهت رفتاری را نسبت آن داشته باشند. در همین راستا الگوریتم بهینه سازی جدیدی بر پایه مدل جایگزین کریجینگ تحت عنوان الگوریتم GA-Kriging معرفی شد. در این الگوریتم با استفاده از ویژگی ساختاری مدل جایگزین کریجینگ و ارایه شاخصی به نام EI اصلاحاتی در انتخاب فرزندان الگوریتم GA انجام شد. به منظور ارزیابی الگوریتم GA-Kriging و مقایسه عملکرد آن با الگوریتم GA، از یک شبکه آبرسانی مرجع با هدف یافتن نشت استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوریتم GA-Kriging با 52 درصد دقت بیشتر نتایج به دست آمده و صرفه جویی زمان محاسباتی به اندازه 75 درصد، نسبت به الگوریتم GA کارایی محاسباتی بیشتری دارد. این پژوهش نشان داد که استفاده مناسب از مدل های جایگزین در فرایند بهینه سازی می تواند سبب هوشمندتر شدن محاسبات، کاهش محاسبات تکراری و در نهایت، افزایش کارایی محاسباتی شود.
    کلیدواژگان: تحلیل معکوس جریان گذرا، تعیین نشت، راندمان محاسباتی، مدل جایگزین
  • مسعود تابش*، رضا صفایی بروجنی، اکبر شیرزاد، میثم شکوهی صفحات 12-25
    در این پژوهش با استفاده از تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، بهینه سازی تامین آب نوبتی با هدف بیشینه سازی یکنواختی توزیع آب در شبکه و قابلیت اطمینان انجام شد. در ادامه با محاسبه برگشت پذیری به عنوان یک معیار کارایی به ارزیابی عملکرد سیستم پرداخته شد و نتایج حاصل از تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا مقایسه شد. به این منظور الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و مدل تحلیل هیدرولیکیEPANET  تلفیق شد و با اعمال تغییراتی در روند محاسبات هیدرولیکی، امکان تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار نیز مهیا شد. مدل ارایه شده، بر روی یک شبکه نمونه در چندین سناریوی کم آبی بررسی شد. مطابق نتایج به دست آمده، تابع هدف و یا به عبارتی یکنواختی توزیع آب برای سناریوهایی با تنش آبی کمتر، مقدار بیشتری دارد، به طوری که بیشترین مقدار، در حالت بدون کمبود حاصل شد. همچنین مقدار تابع هدف برای سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار در حدود 20 درصد بیشتر از مقدار آن برای سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا به دست آمد. با مقایسه مقدار به دست آمده برای معیار های کارایی سیستم، مشاهده شد که میزان برگشت پذیری شبکه ای و گرهی در اکثر سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا بیشتر از سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار بود که در توجیه آن می توان گفت که در تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا از آنجایی که تامین آب، بدون در نظرگیری مقدار فشار گرهی انجام می شود، بنابراین مقدار دبی ها واقعی نیست و حالت شکست در تامین آب مورد تقاضای گره ها به ندرت رخ می دهد. همچنین معیار برگشت پذیری، با بیشترین مقدار در حدود 99 درصد برای آستانه کارایی 70 درصد و در حالت گرهی به دست آمد. با استفاده از مدل های بهینه سازی، یکنواختی و عدالت توزیع آب بین گره های مصرف و در نتیجه رضایت ذی نفعان بیشینه می شود. در این راستا، استفاده از مدل های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، امکان شبیه سازی واقعی تر رفتار شبکه های توزیع آب را مهیا می کند.
    کلیدواژگان: کمبود آب، تامین نوبتی، تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، برگشت پذیری
  • مهسا آستانه، فائزه تقی پور*، حمید دوازده امامی صفحات 26-42
    توسعه اجتماعی و اقتصادی جوامع با آب گره خورده است و برای نیل به این هدف، در کشور خشک و نیمه خشک ایران سازگاری با شرایط کم آبی یکی از راه کارهای تسهیل کننده مدیریت بحران آب به شمار می رود. هدف پژوهش حاضر ارایه مدلی مبنی بر استراتژی رسانه به منظور سازگاری با کم آبی است. به این منظور، ابتدا از روش شناسی کیفی مبتنی بر روش نظریه برخاسته از داده ها با رویکرد سیستماتیک استراوس و کوربین استفاده شد و در نهایت به منظور وزن دهی به شرایط علی و استراتژی های به دست آمده، از تحلیل سلسله مراتبی استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، مهم ترین شرایط علی با وزن دهی به این ترتیب است: 1- پنهان کاری و دروازه بانی سلیقه ای، 2- اعتماد به رسانه های جایگزین، 3- فقدان دموکراسی رسانه ای. مهم ترین استراتژی ها پس از وزن دهی نیز به این صورت به دست آمد: 1- ارتقای سرمایه اجتماعی از طریق رسانه، 2- اعتماد آفرینی رسانه ای، 3- برقراری ارتباطات اثربخش، 4- رویکرد علم محور رسانه ای و استفاده از تاکتیک های رسانه ای.
    کلیدواژگان: سازگاری با کم آبی، ظرفیت سازی رسانه ای، بحران آب، رسانه، نظریه برخاسته از داده
  • زهرا سلطانی، علی خانی*، کاظم مهانپور، اعظم مرجانی صفحات 43-50
    میزان زیاد تبخیر از سطح آب، باعث کاهش قابل توجه استفاده بهینه از مخازن آب می شود. یکی از بزرگ ترین مشکلات آب سدها در ایران، از دست رفتن مقدار زیادی از آب از طریق تبخیر سطحی، به علت بالا بودن سرعت تبخیر است. در این پژوهش، کارایی گیاه عدسک آبی به عنوان یک پوشش دوستدار محیط زیست روی آب در کاهش تبخیر سطحی آب مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، یک سیستم پایلوت طراحی شد که شامل دو حوضچه شیشه ای (آکواریوم) بود. یک حوضچه (حوضچه گیاهی) به عنوان آکواریوم کشت گیاه و ایجاد پوشش گیاهی از آب سد بدون هیچ گونه افزودنی از مواد مغذی گیاهی پر شد و یک حوضچه دیگر (حوضچه غیر گیاهی) از آب سد بدون گیاه پر شد. دیواره آکواریوم ها با ورق آلومینیومی پوشانده شد تا نور فقط از بالای آکواریوم به آن تابیده شود. دو لامپ فلورسنت به عنوان منبع نور در بالای هر حوضچه قرار گرفت. دمای اتاق در 25 درجه سلسیوس ثابت و مدت زمان نوردهی در طول یک شبانه روز، روی 14 ساعت تنظیم شد و به مدت یک ماه، هر 24 ساعت میزان تبخیر آب با استفاده از مقدار تغییر ارتفاع آب در حوضچه ها اندازه گیری شد و اثر پوشش گیاهی، هوادهی و مقایسه پوشش زنده و غیرزنده عدسک آبی بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان تبخیر در حوضچه گیاهی کمتر از حوضچه غیر گیاهی است. میزان تبخیر در حوضچه گیاهی و غیر گیاهی به ترتیب برابر با 75/23 و 60/32 درصد بود. همچنین اثر هوادهی بر کاهش تبخیر بررسی شد. هوادهی، رشد عدسک آبی را افزایش و میزان تبخیر را کاهش داد. همچنین نتایج نشان داد که عدسک آبی غیر زنده می تواند به عنوان پوشش روی آب برای کاهش تبخیر استفاده شود. مقایسه نتایج به دست آمده در محیط آزمایشگاه و هوای آزاد نشان داد که میزان تبخیر در هر دو آکواریوم گیاهی و غیر گیاهی در هوای آزاد نسبت به محیط آزمایشگاه بیشتر است.
    کلیدواژگان: عدسک آبی، تبخیرسطحی، پوشش، آب سد
  • صادق علی زاده، حمید ظفری کلوخی، مسعود روحبخش، فاطمه رستمی، اکرم عوامی* صفحات 51-67

    تصفیه خانه های فاضلاب به منظور انجام عملیات تصفیه و دفع آلودگی ها در کنار سرمایه گذاری اولیه، نیازمند مصرف مواد و انرژی و نیروی انسانی هستند. در پژوهش حاضر با استفاده از شاخص اکو-بهره وری به ارزیابی جنبه های اقتصادی و محیط زیستی تصفیه خانه های فاضلاب التیمور و خین عرب پرداخته شد. نتایج نشان داد که مقدار شاخص اکو-بهره وری تصفیه خانه خین عرب برپایه مقدار بار آلی و مواد مغذی حذف شده و همچنین اثرات محیط زیستی چرخه عمر بزرگ تر از تصفیه خانه التیمور است. به منظور بهبود پایداری، سه سناریوی احداث واحد تولید کمپوست کشاورزی، کاهش مصرف انرژی و کاهش کلرزنی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که اگر بار آلی و یا مواد مغذی حذف شده به عنوان شاخص محیط زیستی انتخاب شود، سناریوی اول با شاخص اکو-بهره وری 09/0 و 14/0 میلیون ریال بر بار آلی حذف شده و یا 22/1 و 48/1 میلیون ریال بر مواد مغذی حذف شده، به ترتیب برای تصفیه خانه های التیمور و خین عرب، مناسب ترین گزینه است. همچنین اگر شاخص اکو-بهره وری با اثرات محیط زیستی چرخه عمر مورد توجه قرار گیرد، سناریوی دوم با شاخص اکو-بهره وری 103×44/2 و 103×90/2 میلیون ریال بر شاخص اثرات محیط زیستی چرخه عمر به ترتیب برای تصفیه خانه های التیمور و خین عرب بهترین گزینه است. این مطالعه نشان می دهد که تصفیه خانه های فاضلاب، نه تنها از منظر محیط زیستی، بلکه باید از دیدگاه اقتصادی نیز مورد توجه قرار بگیرند؛ در نتیجه، به منظور ارایه یک تحلیل و تجزیه جامع از تصفیه خانه های فاضلاب، این دو جنبه باید با یکدیگر در نظر گرفته شوند.

    کلیدواژگان: پایداری، فاضلاب، تصفیه خانه، اکو-بهره وری
  • مریم افشاری، اعظم حدادی*، محمود شوندی صفحات 68-76
    بیمارستان ها نقاط کانونی برای باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک ها هستند که از طریق سیستم فاضلاب به بیرون دفع می شوند. در این پژوهش شیوع آنزیم های بتالاکتاماز وسیع الطیف (ESBLs) در گونه های انتروباکتریاسه جداسازی شده از فاضلاب های بیمارستانی و شهری کرج بررسی شد. 100 ایزوله انتروباکتریاسه از فاضلاب های بیمارستانی و شهری کرج در طول تابستان سال 1397 جداسازی شدند. باکتری ها به وسیله تست های بیوشیمیایی و میکروبیولوژیکی شناسایی شدند. تست حساسیت آنتی بیوتیکی به وسیله روشKirby Baur انجام شد. تولیدکنندگان ESBLs با استفاده از آزمون دابل دیسک دیفیوژن توسط دیسک های ترکیبی مشخص شدند و با استفاده از پرایمرهای اختصاصی، شیوع ژن های blaTEM و blaSHV بررسی شد. در میان ارگانیسم های کشت شده بعد از اشریشیا کلی (73 درصد)، کلبسیلا اوکسی توکا (7 درصد) شایع ترین ارگانیسم بود. الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی به صورت زیر مشاهده شد: سفوتاکسیم 26 درصد، سفتازیدیم 15 درصد، سفتریاکسون 21 درصد و سفپیم 9 درصد. در مجموع 13 درصد از ایزوله ها مولد ESBLs بودند، که بر اساس نتایج حاصل ازPCR ،12 ایزوله (3/92 درصد) واجد ژن blaTEM و تمامی 13 ایزوله (100 درصد) واجد ژن blaSHV بودند. مقاومت آنتی بیوتیکی امروزه باید به عنوان یک آلودگی محیط زیستی در نظر گرفته شود و توانایی فرایندهای جدید تصفیه فاضلاب در از بین بردن باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک، به ویژه از پساب های بیمارستانی، ارزیابی شود.
    کلیدواژگان: ESBL، انتروباکتریاسه، فاضلاب، مقاومت آنتی بیوتیکی
  • فرانک اخلاقیان*، میثم مرادی صفحات 77-87
    کروم (VI) از طریق صنایع متالورژی، رنگسازی، آبکاری و دباغی به منابع آب وارد می شود. تجمع کروم در بافت های حیوانی و گیاهی می تواند موجب ایجاد خطرات جدی شود. کروم در انسان باعث ایجاد اختلال در کار کبد، کلیه و ریه می شود. هدف از انجام این پژوهش، حذف کروم (VI) از آب توسط جاذب نانوساختار مغناطیسی هسته/پوسته Fe3O4/CoO است. در این پژوهش، نانوذرات مغناطیسی هسته/پوسته Fe3O4/CoO با روش هم رسوبی ساخته شدند و به عنوان جاذب در حذف کروم (VI) از آب، به کار برده شد. جاذب Fe3O4/CoO با روش های ICP،XRD ، TEM و VSM شناسایی شد. اثر pH محلول روی جذب سطحی کروم (VI) بر روی جاذب Fe3O4/CoO بررسی شد. نوع ایزوترم و سینتیک جذب سطحی کروم (VI) بر روی Fe3O4/CoO نیز بررسی شد. تصاویر TEM، تشکیل نانوذرات با ساختار هسته/پوسته را تایید کرد. آزمایش VSM خاصیت مغناطیسی نانوذرات را نشان داد. نتایج تجربی برازش بهتری با مدل ایزوترم فروندلیچ داشت. در یک عملیات جذب سطحی ناپیوسته، با به کاربردن 5/1 گرم از جاذب Fe3O4/CoO، 100 میلی لیتر محلول کروم (VI) با غلظت 50 میلی گرم در لیتر و pH برابر 3 و بعد از گذشت 24 ساعت، کارایی حذف کروم (VI) برابر با 04/89 درصد به دست آمد. نانوذرات هسته/پوسته مغناطیسی Fe3O4/CoO، علاوه بر این که جاذب خوبی برای حذف کروم (VI) از آب هستند، قابلیت جداسازی آسان از آب به وسیله یک نیروی مغناطیسی خارجی را نیز دارند.
    کلیدواژگان: جذب سطحی، کروم (VI)، تصفیه پساب، نانوذرات مغناطیسی هسته، پوسته، اکسید کبالت
  • علی مهری زاد* صفحات 88-100
    تتراسایکلین از رایج ترین آنتی بیوتیک های مورد استفاده در درمان بیماری های عفونی است. ورود این ترکیب دارویی به محیط زیست می تواند منجر به مشکلات عدیده ای شود. این پژوهش با هدف بررسی کارایی حذف تتراسایکلین با فرایند سونوکاتالیزوری توسط سولفید روی دوپه شده با ساماریوم (Sm-ZnS) انجام شد. نانوذرات Sm-ZnS با روش هم رسوبی به کمک امواج فراصوت سنتز و استفاده شدند. آزمایش های سونوکاتالیزوری در بالن مجهز به حمام آب و تحت امواج فراصوت حاصل از پروب در شرایط عملیاتی مختلف انجام شدند. نتایج نشان داد که کارایی تخریب با افزایش مقدار کاتالیزور (از 2/0 تا 1 گرم در لیتر)، قدرت و زمان اعمال امواج فراصوت (به ترتیب از 30 تا 50 وات و 10 تا 30 دقیقه) افزایش می یابد، در حالی که با افزایش غلظت اولیه دارو (از 10 تا 30 میلی گرم در لیتر) کاهش می یابد. مدل سازی و بهینه سازی فرایند با طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ نشان داد تحت شرایط بهینه (غلظت اولیه تتراسایکلین برابر 15 میلی گرم در لیتر، مقدار Sm-ZnS برابر 4/0 گرم در لیتر قدرت امواج برابر 45 وات و مدت زمان 15 دقیقه) کارایی تخریب بیش از 97 درصد است. از بررسی های سینتیکی معلوم شد که فرایند سونوکاتالیزوری از مدل سینتیکی درجه اول ظاهری با ثابت سرعت min-1223/0 پیروی می کند. بر اساس یافته های به دست آمده می توان نتیجه گرفت که فرایند سونوکاتالیزوری با استفاده از کاتالیزور Sm-ZnS می تواند به عنوان روشی موثر و قابل دسترس برای حذف تتراسایکلین از فاضلاب و پساب صنایع دارویی استفاده شود.
    کلیدواژگان: تتراسایکلین، سونوکاتالیزور، سولفید روی، ساماریوم
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، محمدعلی جمالیان، محمد مهدی درافشان صفحات 101-111

    با توجه به کمبود شدید منابع آب در کشور، بهره برداری از فاضلاب های تصفیه شده شهری در بخش کشاورزی، روش موثری در برطرف نمودن نیاز آبی گیاهان و همچنین کاهش آلودگی محیط زیست است. گیاه پالایی، به عنوان روشی طبیعی، با مخاطرات زیست محیطی کمتر برای رفع بسیاری از آلاینده ها، معرفی شده است. گیاه وتیور گراس (Vetiver zizanioides L. Nash) و گیاه نی (Phragmites australis) را می توان به عنوان دو گیاه مناسب به سبب ویژگی های فیزیولوژیک و مورفولوژیک دارای پتانسیل بالا در زمینه تصفیه فاضلاب ها و احیای زمین های با ارزش نام برد. پژوهش حاضر در راستای بهبود کیفیت شیرابه زباله با استفاده از گیاهان وتیورگراس و نی و کشت آن به صورت هیدروپونیک در محیط شیرابه زباله و ارزیابی کارایی آن در حذف و پالایش آلاینده ها انجام شد. به این منظور، پایلوتی به حجم کلی 200 لیتر از جنس فایبرگلاس تهیه شد. همچنین در تیمارها از دو تراکم گیاهی (2 تایی و 4 تایی بر960 سانتی متر مربع) و تیمار شاهد (بدون گیاه) و چهار زمان ماند (3، 7، 14 و21 روز)، در قالب طرح کاملا تصادفی استفاده شد. در پایان هر دوره، COD، نیترات و فسفات اندازه گیری و بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان کاهش COD، BOD، فسفات و نیترات پس از مدت 21 روز برای مخزن حاوی گیاه وتیور به ترتیب 68، 60، 82 و 83 درصد و برای مخزن حاوی گیاه نی به ترتیب 65، 30، 60 و 63 درصد بود. همچنین، بهترین تراکم در انجام پالایش توسط گیاه وتیورگراس و گیاه نی در محیط بسته، تراکم 4 تایی بوده است. بر اساس نتایج این پژوهش، گیاهان وتیورگراس و نی پتانسیل خوبی در بهبود کیفیت شیرابه محل دفن پسماند دارند.

    کلیدواژگان: زیست پالایی، تصفیه شیرابه، هیدروپونیک، وتیور، نی
  • اشرف همایونفرد، مهساسادات میرعلینقی*، رضا حاجی سید محمد شیرازی، الهام منیری صفحات 112-127

    کادمیم یکی از فلزات سنگین تجزیه ناپذیر و بسیار سمی است که از منابع مختلف وارد محیط های آبی می شود. دستیابی به ذخایر آب پاک و سالم مستلزم در نظر گرفتن تمهیداتی برای حذف کادمیم از پساب ها، پیش از تخلیه در محیط زیست است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت مغناطیسی NiFe2O4-CS با واکنش ایجاد اتصال عرضی میان کیتوزان و نانوذرات نیکل فریت (NiFe2O4) با استفاده از گلوتارآلدیید به عنوان عامل ایجادکننده اتصال عرضی تهیه شد. ساختار، مورفولوژی، و رفتار مغناطیسی NiFe2O4-CS  با آنالیزهای FTIR، XRD، FE-SEM، EDX، و VSM مشخص شد. ویژگی جذب سطحی یون های کادمیم روی کامپوزیت CS-NiFe2O4 و عوامل موثر بر آن نظیر pH، زمان تماس، غلظت اولیه کادمیم، و حضور یون های فلزی خارجی به طور کامل بررسی شد. بازده حذف کادمیم با غلظت اولیه 10 میلی گرم در لیتر درpH  برابر 7 و زمان 60 دقیقه با NiFe2O4-CS به 95 درصد رسید. چگالی بالای آمین و هیدروکسیل در کیتوزان، تشکیل کی لیت با یون های کادمیم را تسهیل می سازد و بازده فرایند جذب سطحی را افزایش می دهد. مدل سینتیکی شبه مرتبه اول، برازش بهتری با داده های تجربی جذب داشت و داده های تعادلی با همدمای جذبی لانگمیر به خوبی توصیف شدند. نتایج جذب/واجذب نشان داد که NiFe2O4-CS تهیه شده قابلیت استفاده مجدد در فرایند جذب سطحی را دارا است. مطابق نتایج این پژوهش، NiFe2O4-CS  می تواند به عنوان یک جاذب بالقوه موثر در حذف کادمیم از پساب مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: تصفیه پساب، جذب سطحی، نانوکامپوزیت مغناطیسی، فلزات سنگین
  • فرزاد هاشم زاده*، امیرحسام حسنی، رعنا قیومی صفحات 128-137

    امروزه دفع پساب های حاوی جیوه یکی از مشکلات اساسی است. روش گیاه پالایی به دلیل مقرون به صرفه بودن و عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته و افراد متخصص، بسیار رواج پیدا کرده است. ریحان از موثرترین گیاهان استفاده شده برای حذف آلودگی فلزات سنگین است که می تواند به عنوان یک گیاه ذخیره کننده در خاک مناطق آلوده استفاده شود. هدف از این پژوهش، بررسی امکان کاهش و حذف فلز سنگین جیوه از پساب های آلوده با استفاده از روش گیاه پالایی توسط گیاه ریحان است. در این پژوهش آزمایش ها در پنج سطح نیترات جیوه (5/0، 3، 5 و 10 میلی گرم در لیتر) بر روی گیاه ریحان و با 3 بار تکرار انجام شد. سپس نمونه برداری از آب زیر گلدان ها، اندام های گیاه ریحان (ریشه، ساقه، برگ) و خاک گلدان ها انجام شد و نمونه های برداشت شده آنالیز شد. با افزایش غلظت فلز جیوه، میزان درصد حذف جیوه در آب زیر گلدان ها افزایش یافت به طوری که بیشترین میزان درصد حذف در غلظت 10 میلی گرم در لیتر به میزان 97 درصد بود. بیشترین درصد باقیمانده جیوه در خاک، مربوط به غلظت 10 میلی گرم در لیتر جیوه و برابر 98 درصد و کمترین درصد مربوط به غلظت 5/0 میلی گرم در لیتر فلز جیوه معادل 13 درصد بود. در غلظت 10 میلی گرم در لیتر، بیشترین درصد باقیمانده فلز جیوه مربوط به ساقه گیاه با 92 درصد و کمترین درصد باقیمانده در این غلظت، مربوط به برگ گیاه با 42 درصد بود. به طور کلی میانگین درصد باقیمانده جیوه در اندام های ساقه و برگ کمتر از ریشه گیاه بود. در نتیجه امکان سنجی حذف فلز جیوه توسط گیاه ریحان توجیه می شود و می تواند به عنوان راهکاری نوین و نویدبخش در حذف یون فلز جیوه از پساب های صنعتی استفاده شود.

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، جیوه، گیاه پالایی، گیاه ریحان
  • رضا معین زاده، داریوش عمادزاده، ابوطالب قدمی جدول قدم* صفحات 138-146
    به دلیل افزایش انتشار پساب های نفتی و همچنین آلودگی های محیط زیستی نفت خام، جداسازی نفت و آب یک موضوع محیط زیستی جهانی محسوب می شود. در این پژوهش، غشاهای نانوکامپوزیت با اضافه نمودن مقدار مختلف از نانوبلورهای سلولزی (CNC) به غشای پلی سولفون (PSF) با هدف افزایش خاصیت ضدرسوبی غشا در مقابل تجمع ذرات نفت، سنتز شدند و سپس مشخصات غشای سنتز شده توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) و تست زاویه تماس (CA) بررسی شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که تخلخل و آب دوستی غشای ترکیبی PSF/NC به طور چشمگیری بهبود یافت. نتایج آزمایش های مرتبط با عملکرد سیستم اولترافیلتراسیون پساب های نفتی نشان دادند که غشای نانوکامپوزیت با 1 درصد CNC موجب افزایش 60 درصدی شار آب، دفع حدود 100 درصد ترکیبات نفتی و بازیابی مطلوب جریان آبی تا 4/94 درصد می شود. این یافته ها نشان داد که غشای نانوکامپوزیت ساخته شده، یک انتخاب مناسب برای تصفیه فاضلاب نفتی با غلظت کم نفت است.
    کلیدواژگان: نانوبلورهای سلولزی، پلی سولفون، غشاهای نانوکامپوزیت، شار آب
  • افشین نادری، محسن مسعودیان*، محمود حبیبیان صفحات 147-153
    از مشکلات مهم صنعت سنگ بری، مصرف زیاد آب، تصفیه و بازیافت پساب این صنعت است. در این پژوهش، امکان بازیافت و استفاده مجدد از پساب صنعت سنگ بری با استفاده از روش جداسازی ذرات جامد از مایع در هیدروسیکلون در شرایط عملیاتی مختلف بررسی شد. تاثیر پارامتر های عملیاتی نظیر افت فشار و غلظت سوسپانسیون بر عملکرد جداسازی، توسط دو نوع هیدروسیکلون با هندسه های متفاوت در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش ها به روش سطح پاسخ RSM، مدل CCD با استفاده از نرم افزار Design Expert طراحی شد. قطر ذرات با استفاده از دستگاه Particles size analysis اندازه گیری شد و شکل ذرات با دستگاه SEM تصویربرداری شد. با افزایش فشار ورودی، شدت جریان عبوری از هیدروسیکلون افزایش یافت که برای هیدروسیکلون نوع اول بیشترین دبی، 203 میلی لیتر در ثانیه و هیدروسیکیون نوع دوم، 268 میلی لیتر در ثانیه به دست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش فشار ورودی، بازده جداسازی افزایش می یابد. با تحلیل نتایج، بهترین بازده جداسازی برای هیدروسیکلون نوع اول 90 درصد و برای هیدروسیکلون نوع دوم 4/90 درصد به دست آمد. با توجه به مقایسه روش هیدروسیکلون نسبت به روش های موجود می توان به این نتیجه رسید که روش هیدروسیکلون، یک روش کاملا اقتصادی و بهینه برای بازیافت پساب و استفاده مجدد آب برای صنعت سنگبری است.
    کلیدواژگان: بازیافت، پساب، جداسازی، هیدروسیکلون، سنگبری
  • اکبر شیرزاد*، کامران رسولی نیا صفحات 154-160

    روش های تحلیل هیدرولیکی شبکه های توزیع آب به دو نوع تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا (DDSM) و تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار (PDSM) تقسیم می شوند. در تحلیل DDSM فرض بر این است که دبی موجود در گره های مصرف، مستقل از فشار گرهی و همواره با دبی درخواستی در آنها برابر است. اما در تحلیل PDSM که نتایج بسیار واقعی تری نسبت به روش قبلی دارد، فرض استقلال بین دبی موجود و فشار در گره رد شده است. در جدیدترین روابط فشار- دبی استفاده شده در تحلیل PDSM، دبی گرهی به دو قسمت دبی حجمی و دبی وابسته به فشار تقسیم بندی شده است. در این روابط سهم دقیق دبی های حجمی و وابسته به فشار مشخص نیست و سهمی 50 درصدی برای هر کدام از آن ها در نظر گرفته شده است. در این پژوهش با انجام اندازه گیری های میدانی، میزان مصارف آب شرب حجمی و وابسته به فشار، تعیین و رابطه فشار- دبی اصلاح شد. سپس تاثیر اصلاح رابطه فشار- دبی در خروجی مدل تحلیل هیدرولیکی PDSM بررسی شد. نتایج به‎دست آمده نشان داد که مقدار سهم در نظر گرفته شده برای مصارف آب حجمی و وابسته به فشار در روابط فشار- دبی پیشین با واقعیت مطابقت ندارد. استفاده از رابطه فشار- دبی اصلاح شده منجر به افزایش کل دبی خروجی از مخزن در مدل هیدرولیکی می شود. در شهرهایی نظیر اشنویه، مصارف حجمی حدودا 13 درصد و مصارف وابسته به فشار حدودا 87 درصد مصرف کل آب شرب را تشکیل می دهند.

    کلیدواژگان: مصارف حجمی، مصارف وابسته به فشار، رابطه فشار- دبی، تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار
|
  • Saeed Sarkamaryan *, Ali Haghighi, Seyed Mohammad Ashrafi, Housain Mohammad Vali Samani Pages 1-11
    The inverse transient analysis (ITA) method is amongst the successful leak detection methods in water distribution networks. However, determining the unknown leakage parameters such as number, location, and area of leakages is computationally time-consuming and costly due to applying metaheuristic algorithms, like the genetic algorithm (GA). This study aimed to present a novel approach to resolve this issue in order to enhance the accuracy and speed of the ITA method while maintaining its computational structure. In this research, surrogate models were incorporated in the optimization process of the ITA method. Mimicking the behavior of the objective function, surrogate models attempt to represent the most similar behavior at a low computational cost. In this regard, a new optimization algorithm based on the Kriging surrogate model, called GA-Kriging was proposed. In this algorithm, according to the structural characteristics of the Kriging surrogate model, an EI index was presented to modify the offspring selection scheme in GA. In order to evaluate the GA-Kriging algorithm and compare its performance with the conventional GA, a reference water distribution network was considered for leak detection. The accuracy and computational efficiency of the results in the GA-Kriging algorithm were 52% and 75% higher than those of the conventional GA, respectively. The present study concluded that appropriate incorporation of surrogate models in the optimization process can make the computations more intelligent, reduce repeated computations and, ultimately, increase computational efficiency.
    Keywords: Inverse Transient Analysis, Leak Detection, Computational Efficiency, Surrogate Model
  • Massoud Tabesh *, Reza Safaiee Broujeni, Akbar Shirzad, Meisam Shokoohi Pages 12-25
    In this research, intermittent water supply is optimized using pressure driven hydraulic analysis and particle swarm optimization algorithm with the aim of maximizing the uniformity of water distribution in the network and reliability. In the following, by calculating the resiliency as an efficiency criterion, system performance is evaluated. Obtain ed results from pressure driven hydraulic analysis and demand driven hydraulic analysis are compared. In this regard, the particle swarm optimization algorithm and the EPANET hydraulic analysis model are linked. Pressure driven hydraulic analysis is performed by applying some modifications on the hydraulic calculation process. The proposed model is evaluated on a sample network in several water shortage scenarios. According to the obtained results, the objective function (uniformity of water distribution) has higher values for the scenarios with lower water shortage, so that the maximum value is relevant to the scenario without water shortage. The values of the objective function for scenarios with pressure driven hydraulic analysis are 20% more than its values for scenarios with demand driven hydraulic analysis. By comparing the values obtained for system efficiency criteria it can be observed that the network resiliency and nodal resiliency for most of the scenarios with demand driven hydraulic analysis are more than their values for scenarios with pressure driven hydraulic analysis. This is because of the independency of nodal discharge from nodal pressure in demand driven hydraulic analysis that leads to unreal values for nodal discharges and therefore, hydraulic failure accrues rarely. The maximum value achieved for resiliency is around 99% which is relevant to efficiency threshold of 70% in nodal form. Uniformity and equity of water distribution between demand nodes and as a result satisfaction of stakeholders can be maximized by using optimization models. Employing pressure driven hydraulic analysis models makes it possible to simulate the behavior of water distribution networks realistically.
    Keywords: water shortage, Intermittent Supply, Pressure Driven Hydraulic Analysis, Particle Swarm Optimization Algorithm, resiliency
  • Mahsa Astaneh, Faezeh Taghipour *, Hamid Davazdah Emami Pages 26-42
    Social and economic development of societies is based on water. To achieve this, in the dry and semi-arid climate of Iran, adaptation to water shortage is one of the ways to facilitate water crisis management. The purpose of the present study is to provide a model based on a media strategy with regard to water shortage adaptation. For this purpose, first qualitative methodology was used based on Grounded Theory Methodology with Strauss and Corbin's Systematic Approach, and finally, in order to weigh the obtained causal conditions and strategies, the analytic hierarchy process [AHP] was used. According to the obtained results, the most important causal conditions with weighting are: 1. Gatekeeping and Secrecy, 2. Trusting alternative media, 3. Lack of media democracy. Also the most important strategies with weighting are as follows: 1. Promoting social capital through the media; 2. Creating media trust; 3. Effective communication; 4. The scientific approach of the media and the use of media tactics.
    Keywords: Adaptation to Water Shortage, water crisis, Media, Water Dialoge, Grounded theory
  • Zahra Soltani, Ali Khani *, Kazem Mahanpoor, Azam Marjani Pages 43-50
    The extremely high rate of evaporation from water surfaces greatly reduces optimal utilization of water reservoirs. One of the biggest problems of water in dams in Iran is the huge amount of water loss through evaporation due to high evaporation rate. In this study, the efficiency of duckweed (Lemna gibba L.) as an environmentally friendly cover on water in reducing water evaporation has been investigated. For this purpose, a pilot system was designed that consisted of two glassy ponds. One pond as duckweed culture medium filled with raw water of the dam without the addition of any duckweed nutrients (plant pond), and another pond filled with raw water of the dam without duckweed (unplanted pond). Duckweed (Lemna gibba L.) was purchased from a typical aquarium market, and it was then cultured and used for batch experiments. The raw water of Aydoghmush dam (Miyaneh, Iran) was used for culture medium. The walls of the ponds were covered to prevent light from entering except at the top and the tow fluorescent lamps (36 W, Pars Co.) as artificial light at the top of each pond were also located (simulating natural climatic conditions). Temperature was maintained at 25 °C, and 14 hours of photoperiod was applied to duckweed. Both ponds were also equipped with an aeration system installed at the bottom of the pond. One of the aquariums as a growth medium and plant covering (planted aquarium) and the other without duckweed as unplanted aquarium were selected (both aquariums were filled with the raw water of the dam without the addition of any duckweed nutrients). For one month, every 24 hours, the amount of water evaporation was measured using the amount of change of water height in the ponds. The effect of plant covering, aeration and comparison of fresh and non-living duckweed covering on reducing surface water evaporation were studied. The effect of plant covering on reducing surface water evaporation in open air (outside) was also investigated.  The results showed that the rate of evaporation in the plant pond is lower than unplanted pond. The content of evaporation in the plant and unplanted ponds is 23.75 and 32.60%, respectively. So, plant growth and creating coverage on the water’s surface can be effective in reducing the surface evaporation of water storages such as dams. The effect of aeration on reduction of evaporation was also investigated. The results indicated that aeration enhanced growth rate of the plant and consequently, reduced the water evaporation. This can be due to the following main reasons: 1) increasing the growth rate of the plant and the formation of more plant covering on the surface of the water; 2) the formation of turbulent flow in the surface layer of water and the replacement of water molecules with those molecules that have the potential to escape from the surface of the water. The results also showed that non-living duckweed can be used as a cover on water to reduce water evaporation, and in the open air, by creating plant covering on the surface of the water, 23.53% of the surface water evaporation can be prevented. By comparing the results obtained in the laboratory and in the open air, it is evident that the evaporation rate in both plant and unplanted aquariums is higher than in the laboratory environment, which can be due to exposure to sunlight and wind.
    Keywords: Duckweed, Evaporation, cover, Dam Water
  • Sadegh Alizadeh, Hamid Zafari Koloukhi, Masoud Rouhbakhsh, Fatemeh Rostami, Akram Avami * Pages 51-67

    Wastewater treatment plants require the use of materials and energy, manpower, and initial investment to carry out the treatment and disposal of contaminants. In the present study, the economic and environmental aspects of Al-Teymour and KhinArab wastewater treatment plants have been evaluated using the eco-efficiency index. The results represent that the eco-efficiency index of KhinArab treatment plant based on the removed organic matter and nutrients, as well as the environmental impacts of the life cycle is greater than Al-Teymour treatment plant. In order to improve sustainability, three scenarios are analyzed including the construction of composting unit, reduction of energy consumption, and reduction of chlorination. The results show that if the removed organic load or nutrients are selected as the environmental index, the first scenario with the eco-efficiency index of 0.09 and 0.14 million Rials per the removed organic load or 1.22 and 1.48 million Rials per the removed nutrients, it is the most suitable option for Al-Teymour and KhinArab treatment plants, respectively. In addition, if the eco-efficiency index based on life cycle environmental impacts is considered, the second scenario is the best option with eco-efficiency index of 2.44×103 and 2.90×103 million Rials per the environment impact index of the life cycle for Al-Teymour and KhinArab treatment plants, respectively. This study represents that the WWTPs should be considered not only from an environmental viewpoint but also from an economic viewpoint; as a result, in order to provide a comprehensive analysis of the WWTPs, these two aspects should be considered together.

    Keywords: Sustainability, Wastewater, Treatment Plant, Eco-efficiency
  • Maryam Afshari, Azam Haddadi *, Mahmoud Shavandi Pages 68-76
    Hospitals are hotspots for antimicrobial-resistant bacteria and will be expelled from hospitals via wastewater systems. In this study, we present ESBLs prevalence in Entrobacteriaceae strains isolated from hospitals and urban wastewaters in Karaj.A total of 100 Entrobacteriaceae strains were isolated from hospitals and urban wastewater in Alborz province during the summer of 2018. Bacterial strains were identified by standard microbiological and biochemical tests. The antimicrobial susceptibility test was determined according to Kirby Baur assay. ESBLs producers were screened by disc diffusion and combined disc and were studied by using specific primers for blaTEM and blaSHV genes. Among the organisms cultured, Escherichia coli (73%) was the most common organism followed by Klebsiella oxytoka (7%). Antibiotic resistance patterns were observed as follows: cefotaxim 26%, ceftriaxone 21%, ceftazidim 15% and cefepim 9%. Thirteen percent of isolates were detected as ESBLs producers. Based on the PCR results the frequency of blaTEM and blaSHV among the ESBLs producer isolates were 92.3% and 100% respectively. Antimicrobial resistance should now be seen as an environmental pollutant and new wastewater treatment processes must be assessed for their capability in eliminating antimicrobial-resistant bacteria, especially from hospital effluents.
    Keywords: ESBL, Entrobacteriaceae, Wastewater, Antibiotic Resistance
  • Faranak Akhlaghian *, Maysam Moradi Pages 77-87
    Chromium (VI) enters water resources via effluents of metallurgical, chemical pigments, electroplating, and tanning industries. The chromium accumulation in animal and plant tissues can cause serious dangers. In human, chromium (VI) causes damage to liver, kidney, and lung. The aim of this research is the removal of chromium (VI) from water by Fe3O4/CoO nanostructured magnetic adsorbent. In this work, nano magnetic particles of Fe3O4/CoO were synthesized by co-precipitation method and were used for the adsorption of chromium (VI) from water. The Fe3O4/CoO adsorbent was characterized by ICP, XRD, TEM, and VSM methods. Effects of pH on chromium (VI) adsorption on Fe3O4/CoO were studied. The isotherm and kinetics of the adsorption were also studied. TEM images confirmed the formation of the core/shell structure of the nanoparticles. The VSM test showed the magnetic property of the Fe3O4/CoO adsorbent. The experimental data were better fitted to the Freundlich isotherm model. In a batch operation, by using 1.5 g of Fe3O4/CoO adsorbent, 100 mL of chromium (VI) solution with the concentration of 50 mg/L and pH 3, the chromium (VI) removal yield of 89.04% was obtained after 24 hours. The magnetic nanoparticles of Fe3O4/CoO are a good adsorbent to remove chromium (VI) from water with the advantage of easy separation from water by an external magnetic force.
    Keywords: Adsorption, Chromium (VI), Wastewater Treatment, Core, Shell Nano Magnetic Particles, Cobalt oxide
  • Ali Mehrizad * Pages 88-100
    Tetracycline (TC) is one of the most prevalent antibiotics which is used to treat the infectious diseases. Entrance of this pharmaceutical compound to the environment can lead to numerous problems. Therefore, this study was conducted with the aim of evaluation of the removal efficacy of TC by sonocatalytic process using samarium-doped zinc sulfide (Sm-ZnS). In this study, Sm-ZnS nanoparticles were synthesized through an ultrasound-assisted co-precipitation method and were used for sonocatalytic degradation of TC. The sonocatalytic experiments were conducted in a flask equipped with a water bath under the ultrasonic (US) waves resulting from a probe at different operational conditions. The results showed that the degradation efficiency increases with the increase of catalyst amount (0.2-1 g/L), US power (30-50 W) and time (10-30 min), and reduces with the increment of the TC initial concentration (10-30 mg/L). Modeling and optimization of the process by response surface methodology revealed that under the optimum conditions ([TC]0= 15 mg/L, [Sm-ZnS]0= 0.4 g/L, US power= 45 W and t= 15 min), degradation efficiency reached 97%. Kinetics studies showed that the sonocatalytic process follows the pseudo-first-order model with the rate constant of 0.223 min-1. Based on the results it can be concluded that the sonocatalytic process using Sm-ZnS catalyst can be used as an effective and available method to remove TC from sewage and pharmaceutical wastewater.
    Keywords: Tetracycline, Sonocatalyst, Sm-doped ZnS
  • Jahangir Abedi Koupai *, MohammadAli Jamalian, MohammadMahdi Dorafshan Pages 101-111

    Considering the severe shortage of water resources in Iran, the utilization of treated municipal wastewater in the agricultural sector is an effective way for supplying water requirement of plants and reducing environmental pollution. Phytoremediation is an environmentally- friendly method to eliminate many pollutants. Vetiver (Vetiver zizanioides L. Nash) and reed plant (Phragmites australis) are two special plants for phytoremediation because of their unique physiological and morphological characteristics. The present research was carried out to improve the quality of leachate by vetiver and reed plant and, using hydroponic system evaluate their efficiency in the removal of contaminants. For this purpose a pilot study (containers containing 200 L leachate) was conducted including two plants, two densities, four retention times (3, 7, 14, 21 day) and control (with no plants). All experiments were performed with three replications. At the end of each period, BOD, COD, nitrate and phosphate were determined and evaluated. Results showed that the amount of COD, BOD, phosphate and nitrate was decreased by 68, 60, 82 and 83%, respectively, for the vetiver grass after 21 days. Also, results showed that the amount of COD, BOD, phosphate and nitrate was decreased by 65, 30, 60 and 63%, respectively, for the reed plant after 21 days. Finally, the results indicated that the best density for the treatment of vetiver grass and reed plant was a density of 4 in a closed environment. According to the results of this study, the vetiver plant and the reed plant have good potential to reduce pollutants.

    Keywords: Bioremediation, Leachate Treatment, Hydroponic, Phragmites
  • Ashraf Homayonfard, Mahsasadat Miralinaghi *, Reza Haji Seyed Mohammad Shirazi, Elham Moniri Pages 112-127

    Cadmium is one of the non-biodegradable and extremely toxic heavy metals that enter into the aquatic environment by various sources. In order to provide a safe and clean water supply to the public, there is a crucial need to take some measures for removal of cadmium from wastewaters prior to their disposal in the environment. In the present study, a NiFe2O4-CS magnetic nanocomposite was prepared by a cross–linking reaction of chitosan with nickel ferrite (NiFe2O4) nanoparticles using glutaraldehyde as the cross–linking agent. The structure, morphology, and magnetic behavior of the NiFe2O4-CS were characterized by FTIR, XRD, FE-SEM, EDX, VSM analysis. The adsorption property of Cd (II) onto NiFe2O4-CS composite and the different factors that affect the adsorption, such as pH value, contact time, initial Cd (II) concentration, and the presence of foreign metal ions were extensively investigated. The Cd (II) removal efficiency of 95% was obtained within 60 min at pH 7.0 with initial Cd (II) concentration of 10 mg/L using CS/NiFe2O4. High amine and hydroxyl density of chitosan facilitated the chelation with Cd (II) ions, resulting in efficient adsorption. The pseudo-second-order kinetic model provided the best fit to experimental adsorption data and the equilibrium data could be well described by Langmuir adsorption isotherm. Adsorption/desorption results demonstrated that reusability of prepared NiFe2O4-CS was considerable. The results showed that NiFe2O4-CS could be employed as an effective and potential adsorbent for application in the removal of Cd (II) from wastewater.

    Keywords: Wastewater Treatment, Adsorption, Magnetic nanocomposite, heavy metals
  • Farzad Hashemzadeh *, AmirHesam Hassani, Rana Ghaiomi Pages 128-137

    Today disposal wastewater containing mercury is a critical concern. Phytoremediation technique become well-known due to its cost-effectiveness and there is no need for advanced equipment and expert people. Basil is the best plant to alleviate heavy metal contamination and could be used as a reservoir plant in polluted area’s soil. The aim of this study was evaluating the possibility of reduction and removal of Mercury as a heavy metal from contaminated wastewater using phytoremediation approach with basil. In this study five levels of Mercury nitrate (0.5, 1, 3, 5 and 10mg/L) were examined on basil with 3 replications. Then sampling was performed from waters under pots, basil plant organs (root, stem, leaf) and pot soils. Collected samples were analyzed further. It could be found that by increasing mercury concentration, removal percentage of mercury from under-pot water increased, as the highest removal percentage in 10mg/L was 97%. The highest mercury residue percentage related to removal percentage in 10mg/L was equal to 98% and the lowest value was 0.5 mg/L mercury by 13%. In 10mg/L the highest residue percentage for mercury was observed in stem with 92% and the lowest percentage was observed in leaves with 42%. Totally, stem and leaves had lower mercury residue than roots. In conclusion, the feasibility of removing mercury from the basil plant is justified and could applied as an innovative and promising approach to alleviate mercury ion from industrial wastewater.

    Keywords: heavy metals, Mercury, Phytoremediation, basil
  • Reza Moeinzadeh, Daryoush Emadzadeh, Abotaleb Ghadami Jadval Ghadam * Pages 138-146
    Petroleum effluent treatment uses ultrafiltration nanocomposite membrane made of polysulfone and cellulose nanocrystal. In this study, nanocomposite membranes were synthesized by adding different amounts of cellulose nanocrystals (CNCs) to polysulfone membrane (PSF) in order to enhance the membrane's anti-fouling properties against the accumulation of oil particles and then synthesize the membrane properties by spectral analysis. Scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy FTIR and contact angle test (CA) were applied to investigate membrane morphology. The results showed that the porosity and hydrophilicity of PSF/NC composite membrane were significantly improved. Experiments related to the performance of the petroleum effluent ultrafiltration system have shown that nanocomposite membranes with 1% cellulose nanocrystals (CNCs) increase the water flux by 60%, excreting about 100% of the petroleum compounds, and optimally recovering the water flow to 94.4%. The findings suggest that the newly developed nanocomposite membrane is an optimal choice for treatment of low concentrated oily wastewater.
    Keywords: Cellulose Nanocrystal, polysulfone, Nanocomposite Membranes, Water flux
  • Afshin Naderi, Mohsen Masoudian *, Mahmod Habibian Pages 147-153
    Some problems exist regarding this industry such as high water consumption, wastewater treatment and recycling. In this study, stone-cutting industry recycling and reuse by using hydrocyclone in different operational conditions have been investigated. The effect of operational parameters such as pressure drop and suspension concentration on separation efficiency of two kinds of hydrocyclone with different geometries in experimental conditions has been investigated. Experiments were designed with response surface methodology (RSM), CCD model using Design Expert software. Travertine powder particles with particle size less than 200 μm were used and particles size was measured by Particle Size Analysis machine, and particle shapes were imaged by SEM analysis. By increasing input pressure, the passing flow rate of hydrocyclone increased and the maximum flow rate for hydrocyclones type 1 and 2 were 203 and 268 ml/s, respectively. The results showed that the separation efficiency increases by increasing of input pressure. Analysis of results demonstrated that the best separation efficiency for hydrocyclones type 1 and type 2 were 90% and 90.4%, respectively. According to a comparison between hydrocyclone method and the traditional method of water recycling, it is concluded that hydrocyclone method reduces the water and energy consumption in stone cutting industries and is an economical and optimum method for wastewater recycling and water reuse in stone cutting industry.
    Keywords: Recycle, Wastewater, Separation, Hydrocyclone, Stone-cutting
  • Akbar Shirzad *, Kamran Rasoulinia Pages 154-160

    Hydraulic analysis methods of water distribution networks are divided into two types of demand driven simulation method (DDSM) and pressure driven simulation method (PDSM). In the DDSM analysis, it is assumed that nodal discharge is independent from nodal pressure and available discharge is always equal to demanded flow at consumption nodes. In PDSM analysis which results in much more realistic outputs than DDSM method, the assumption of nodal discharge independency from nodal pressure is rejected. In the recently proposed pressure-dependent relations, nodal discharge has been divided into two sections of volumetric and pressure-dependent discharges. In these relations, the exact contribution of volumetric and pressure-dependent discharges is not known and a portion of 50% has been considered for each of them. In the present study, by implementing field measurements, the portions of volumetric and pressure-dependent drinking water consumptions have been determined and the pressure-discharge relationship has been modified. Then, impact of the modification applied on pressure-discharge relationship on the output of PDSM model has been investigated. According to the obtained results, the considered portions for volumetric and pressure-dependent consumptions (50%) in previous pressure-discharge relations are inconsistent with reality. Using the modified pressure-discharge relation leads to increase in tank outlet discharge in the hydraulic model. Volumetric and pressure-dependent consumptions in cities like Oshnaviyeh can be considered approximately 13 and 87% of total drinking water consumption, respectively.

    Keywords: Volumetric Consumptions, Pressure-Dependent Consumptions, Pressure-Discharge Relationship, Pressure Driven Simulation Method