فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 135 (مهر و آبان 1400)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 135 (مهر و آبان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • احمد جوهری، امیر منصوری زاده*، داریوش عمادزاده صفحات 1-20

    آلودگی آب با ترکیبات نفتی یکی از مهم ترین معضلات محیط زیستی در کشورهای نفت خیز محسوب می شود، زیرا می تواند تاثیرات نامطلوبی بر سلامت انسان و محیط زیست بر جای بگذارد. غشاهای الیاف توخالی آب دوست از ترکیب پلی آمید ایمید با پلی (اتراترکتون) سولفونه شده ساخته شدند. ساختار و عملکرد غشاها توسط آنالیز FESEM، نفوذ N2، تخلخل کلی، فشار فروریختگی، زاویه تماس با آب، شار آب خالص و تست های دفع مواد نفتی بررسی شد. نتایج نشان داد که با مشاهده تصاویر سطح مقطع غشاها دیده می شود که با افزایش نسبت PAI/SPEEK حفره های بندانگشتی بزرگتری از سطح خارجی به سمت ضخامت غشا رشد کرده اند. با نسبت 15/85 از PAI/SPEEK، زاویه تماس آب غشا از 74 به 58 کاهش یافت که بهبود قابل توجهی در آب دوستی نشان داد. شار آب غشاها در مدت زمان 5/2 ساعت از عملیات کاهش تدریجی نشان داد و سپس به حالت پایدار با کمترین تغییرات رسید. غشای PAI ساده و غشای مخلوط PAI-SPEEK به ترتیب حدود 35 درصد و 21 درصد کاهش شار آب را نشان دادند. در فشار 5 اتمسفر با افزودن 30 میلی گرم در لیتر از آنزیم OSEII نسبت نفت به آب از 36ppm به 2/1ppm  کاهش پیدا کرد که در این شرایط درصد حذف نفت در آب 97 درصد بود. در این کار حالت بهینه در شرایط افزودن OSEII و اعمال هوادهی حاصل شد.

    کلیدواژگان: غشای الیاف توخالی، پلی آمید ایمید، پلی (اتر اترکتون) سولفونه شده، بیوراکتور، تصفیه پساب نفتی
  • رحمت الله محمدی، بابک امین نژاد* صفحات 21-33

    یکی از چالش های مهم در بهره برداری از تصفیه خانه های فاضلاب، فقدان نیروی انسانی متخصص و عدم استفاده از روش های نو در راهبری از این سیستم است که در گذشته خیلی کم به این موضوع پرداخته شده است. بنابراین به کارگیری روش های جدید در امر بهره برداری اهمیت بسیار زیادی دارد و در این راستا، در این پژوهش با بهره گیری از رویکرد شار جرمی، سرعت و رفتار ته نشینی ذرات و توده های لجن در حوض ته نشینی ثانویه با انجام آزمایش ستون ته نشینی و با رعایت قرارگیری محدوده شاخص لجن بین 150 تا 250 میلی گرم در لیتر با تهیه 6 غلظت مختلف از فاضلاب خام ورودی، پساب خروجی و لجن برگشتی و به صورت مستمر بیش از 18 ماه (551 روز) و در شرایط مختلف آب و هوایی بررسی شد و با ترسیم نمودارهای ارتفاع زمان، غلظت- سرعت، غلظت- شار جرمی، ارتباط بین پارامترهای مهم با استفاده از نرم افزار MATLAB به دست آمد و مدل های ریاضی و تجربی جدیدی که قابلیت تخمین سرعت در طیف وسیعی از غلظت های مختلف را داشت، ارایه و مشاهده شد که در شرایط غیرعادی می توان با تعیین درست نقطه بهینه بهره برداری، ظرفیت تصفیه خانه ها را بدون هزینه کرد، بین 15 تا 20 درصد ارتقا داد.

    کلیدواژگان: مدیریت یکپارچه منابع آب، فرایند تصفیه، لجن فعال، شار جرمی و مدل های ریاضی و تجربی
  • فرهنگ مراقی*، آرمین منیر عباسی صفحات 34-46

    با توجه به افزایش زندگی شهرنشینی به خصوص تهران و مشکلات محیط زیستی، نیاز بیشتر به اجرای طرح های انتقال فاضلاب شهری وجود دارد. بنابراین با توجه به تعداد زیاد این پروژه ها در حال و آینده، مدیریت ریسک این پروژه ها اهمیت خاصی دارد. در این پژوهش ابتدا ریسک های پروژه با بررسی اسناد چند پروژه مشابه و سپس مصاحبه با افراد خبره و کارشناسان، شناسایی شد. بعد از آن با دو روش مختلف، یکی به روش تحلیل شبکه ای و دیگری، ویکور فازی به عنوان روشی جدیدتر، تحلیل کیفی ریسک ها و مقایسه انجام شد. ریسک های اولویت بندی شده در هر دو روش شباهت زیادی داشت. در روش تحلیل شبکه ای، هر ریسک در رتبه مشخص قرار گرفت در حالی که در روش ویکور فازی بعضی از ریسک ها که اختلاف جزیی داشتند در یک رتبه قرار گرفتند. ریسک هایی مانند تاخیر در پرداخت صورت وضعیت ها، تاخیر در صدور مجوز شهرداری و سایر ریسک هایی که در رتبه بالا قرار داشتند باید برنامه ریزی و مدیریت شوند. ریسک تاخیر در پرداخت صورت وضعیت ها با مقدار ایده آل 1 در روش تحلیل شبکه ای و همچنین با مقدار کمینه S، R و Q به ترتیب 011/0 ، 011/0 و 032/0- در روش ویکور فازی، رتبه نخست، در هر دو روش شد. لازم به ذکر است ریسک های شناسایی شده و اولویت بندی شده در زمان تهیه این پژوهش بوده است. در آخر پیشنهاداتی برای ریسک هایی که در اولویت بالا قرار داشتند، ارایه شد.

    کلیدواژگان: Fuzzy VIKOR، ANP، شناسایی ریسک، تحلیل کیفی، شبکه فاضلاب
  • رضا عبدالهی، نگین سهرابی، رضا محمدی* صفحات 47-66

    رنگ‏زا‏ها از مهم ترین آلاینده‏های صنعتی راه یافته به محیط‏زیست به حساب می‏آیند و ازاین‏رو حذف آنها از پساب‏های صنعتی امری بسیار مهم است. در این میان ارایه روشی اقتصادی و با کارایی زیاد برای حذف رنگ‏زا مالاشیت سبز که از رنگ‏زا‏های بسیار سمی برای محیط‏زیست و انسان است، مهم و ضروری است. در این پژوهش حذف رنگ‏زا مالاشیت سبز با استفاده از یک جاذب مقرون به صرفه و موثر بررسی شد که در راستای آن از کربن فعال حاصل از هسته خرما استفاده شد. کربن فعال حاصل از هسته خرما با استفاده از نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 و اکسید کلسیم به روش رسوب‏دهی شیمیایی اصلاح شد. خواص و ویژگی‏های این سه جاذب با استفاده از آنالیزهای FTIR، VSM، TGA، XRD و SEM بررسی شد. پارامترهای موثر بر فرایند جذب از جمله pH، مقدار جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه رنگ‏زا مالاشیت سبز بهینه‏سازی شدند. پژوهش های تعادلی و سینتیکی فرایند جذب با استفاده از مدل‏های رایج و مختلف انجام شد. نتایج به‏دست آمده نشان داد شرایط بهینه برای جذب رنگ‏زای مالاشیت سبز با استفاده از جاذب مورد بررسی عبارت است از: غلظت اولیه برابر با 10 میلی‏گرم در لیتر، pH برابر 7، زمان تماس برابر با 20 دقیقه، دوز جاذب برای AC، AC/Fe3O4 و AC/Fe3O4/CaO به‏ترتیب برابر با 3، 3 و 2 گرم بر لیتر. همچنین مدل فروندلیچ توانایی بیشتری برای توصیف رفتار تعادلی فرایند و مدل سینتیک شبه درجه دوم توانایی مناسبی برای بیان سینتیک واکنش دارد. بیشینه ظرفیت جذب تعیین شده با استفاده از مدل لانگمیر برای AC، AC/Fe3O4 و AC/Fe3O4/CaO به‏ترتیب برابر با 9/50، 7/85 و 4/107 میلی‏گرم بر گرم به‏دست آمد. توانایی واجذبی و استفاده مجدد AC/Fe3O4/CaO تا 8 مرحله بررسی شد که نتایج نشان داد جاذب‏ مذکور توانایی چندین مرتبه استفاده مجدد در فرایند جذب سطحی را دارد. نتایج نشان داد اصلاح کربن فعال با نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 و اکسید کلسیم موجب افزایش بازدهی جذب آن می شود و آن ‏را به یک جاذب مناسب برای تجاری سازی تبدیل می ‏سازد.

    کلیدواژگان: کربن فعال، Fe3O4، اکسید کلسیم، جذب سطحی، مالاشیت سبز
  • مهناز مترقی، خوشناز پاینده* صفحات 67-78

    با توجه به بحران کمبود آب استفاده مجدد از پساب شهری بسیار مهم و ضروری است. استفاده از گیاهان در فرایند تصفیه فاضلاب مناسب است و می تواند در کاهش و حذف آلودگی موجود در فاضلاب های شهری و روستایی کمک شایانی کند. این پژوهش در سال 1397 با هدف گیاه پالایی لویی و علف هفت بند در حذف فلزات سرب و نیکل از پساب تصفیه خانه شهر اهواز انجام شد. در این پژوهش از طرح کاملا تصادفی در قالب 4 تیمار و 3 تکرار استفاده شد و مراحل فعالیت های آزمایشگاهی در آزمایشگاه خاک شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز انجام شد. عناصر سنگین به روش جذب اتمی به کمک دستگاه PG Instruments Limited سنجش شدند. میانگین میزان سرب و نیکل در پساب شهر اهواز 35/96 و 57/102 میکروگرم در لیتر بود. میزان فلز سرب در تیمارهای بررسی شده در دامنه 85/17 تا 85/96 میکروگرم در لیتر و مقدار نیکل 91/18 تا 87/102 میکروگرم در لیتر به دست آمد. در این پژوهش در تیمار چهارم در زمان ماند 90، درصد حذف سرب و نیکل به وسیله گیاه لویی به ترتیب 66/62 و 18/70 درصد به دست آمد. همچنین کارایی حذف پارامترهای مورد بررسی به وسیله گیاه علف هفت بند نیز به ترتیب 26/29 و 22/44 درصد بود. مقدار جذب نیکل به وسیله گیاهان بالاتر از جذب فلز سرب بود. کارایی حذف فلزات سرب 66/62 و نیکل 18/70 از پساب شهری به وسیله گیاه لویی بیشتر از گیاه علف هفت بند به دست آمد. در مجموع گیاهان لویی و علف هفت بند توانایی گیاه پالایی فلزات سرب و نیکل را از پساب شهری داشتند، به طوری که مقدار این فلزات طی 90 روز زمان ماند در تیمار دوم و چهارم کاهش یافت.

    کلیدواژگان: نیکل، سرب، لویی، علف هفت بند، پساب شهری، تصفیه خانه فاضلاب
  • سید محمدمهدی نوری*، زهرا فضائلی پور، ناهید مهری، حمید حیدرزاده درزی صفحات 79-92

    آنتی بیوتیک ها با توجه به میزان بالای آنها در پساب های شرکت های دارویی و بیمارستان ها از آلاینده های مهم دارویی به شمار می روند. تتراسایکلین ها به عنوان یک مهارگر باکتریایی نسبتا ارزان قیمت یکی از پرکاربردترین آنتی بیوتیک های مورد استفاده برای انسان و مکمل غذایی و دارویی دام است که موجب انتشار گسترده آن به محیط زیست شده است. در این پژوهش از زیولیت 4A به دلیل سطح مخصوص و قابلیت تعویض یونی بالا استفاده شد و برای افزایش ظرفیت جذب تتراسایکلین با مس اصلاح شد. روش تلقیح به عنوان یکی از روش های ساده و تکرارپذیر برای افزودن مس با نسبت های مختلف به ساختار زیولیت استفاده شد. جاذب مورد استفاده با آنالیزهای FESEM، FTIR، XRD و BET تعیین مشخصه شد. آزمایش های جذب با بررسی اثر نسبت جرمی مس به زیولیت، وزن جاذب، در pH های مختلف طی زمان انجام شد. ایزوترم و سینتیک جذب به منظور بررسی ظرفیت جذب و مکانیسم انتقال تتراسایکلین از توده به سطح جاذب و نفوذ درون حفره ای بررسی شد. سطح مخصوص جاذب طی فرایند اصلاح با مس از m2/g 36 به m2/g 635 افزایش یافت. حداکثر میزان جذب در pH برابر 8/6 و نسبت وزنی نیترات مس به زیولیت 4/0 بر اساس تیوری لانگمیر از 41 به مقدار حدود mg/g 416 حاصل شد و پس از آن میزان جذب با کاهش مواجه شد. ایزوترم فرندلیش مطابقت بهتری با داده های تعادلی نشان داد و سینتیک درجه دوم سرعت واکنش را به خوبی پیش بینی کرد. آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز نشان داد که پیوند الکتراستاتیکی بین گروه های کربونیل و فنول تتراسایکلین با مس یک از مکانیسم های اصلی جذب تتراسایکلین بر روی زیولیت اصلاح شده است. نتایج نشان دادند که مس با تغییر ساختار داخلی به صورت کاهش شعاع حفرات و افزایش سطح مخصوص، ظرفیت جذب زیولیت را به مقدار قابل توجهی افزایش داده است.

    کلیدواژگان: تتراسایکلین، زئولیت، اصلاح سطح، جذب سطحی، تصفیه آب
  • فرزاد هاشم زاده، امیرحسام حسنی*، علی ترابیان، سید مهدی برقعی، امیرهومن حمصی صفحات 93-107

    در سال های اخیر توسعه سیستم های غشایی غوطه ور منجر به توسعه درخور توجه بازار اولترافیلتراسیون/تصفیه آب شده است. هدف از این پژوهش بررسی کارایی تصفیه آب ها با کدورت های مختلف با استفاده از پایلوت مستغرق غشایی به منظور انعقاد و لخته سازی فیلتراسیون هم زمان و تعیین مقدار بهینه پارامترهای عملکردی آن بود. در این پژوهش برای تصفیه آب با کدورت های مختلف در ابتدا توسط آزمون جارتست به بررسی منعقدکننده پلی آلومینیوم کلراید به همراه آهک و پلی الکترولیت برای انعقاد و لخته سازی در هر کدورت پرداخته شد. پارامترهای pH معادل 5 تا 10، پلی آلومینیوم کلراید 1  تا 50 میلی گرم در لیتر و کمک منعقدکننده های آهک 5/0 تا 15 میلی گرم در لیتر و پلی الکترولیت 1/0 تا 2 میلی گرم در لیتر بررسی شدند. در مرحله بعد پایلوت مستغرق غشایی برای انعقاد و لخته سازی و فیلتراسیون غشایی طراحی شد. آزمایش های پایلوت به صورت سیستم بسته بهره برداری شد و پارامترهای شار جریان، میزان آلومینیوم در آب تصفیه شده، نحوه گرفتگی غشاها در تصفیه آب بررسی شدند. نتایج آزمایش جارتست نشان داد پلی آلومینیوم کلراید عملکرد مطلوبی را در حذف کدورت داشته است. همچنین استفاده از آهک و پلی الکترولیت باعث افزایش 3 درصدی در درصدهای حذف شده اند. pH برابر 8 نیز به عنوان pH بهینه انتخاب شد. پایلوت مستغرق غشایی در کدورت های کمتر از NTU 100 بهترین عملکرد از نظر شار جریان را داشت. شار جریان در 8 ساعت زمان بهره برداری تنها 5 درصد کاهش یافت در حالی که در کدورت های بالای NTU 200 کاهش شار تا 50 درصد نیز گزارش شده است. درصدهای حذف کدورت ثابت و بیش از 5/99 درصد، میزان حذف آلومینیوم کل نیز توسط فرایند غشایی بیش از 99 درصد، نوع گرفتگی غشاها از نوع رسوبات سطحی با قابلیت برگشت پذیری بود. این پژوهش نشان داد از پایلوت مستغرق غشایی هم زمان با انعقاد و لخته سازی می توان به عنوان یک روش کارامد و قابل انعطاف به منظور تصفیه آب با کدورت های مختلف استفاده شد.

    کلیدواژگان: انعقاد و لخته سازی، تصفیه آب، کدورت، الترافیلتراسیون، غشا
  • فرزاد وزیری علمدارلو، قهرمان سلوکی نژاد، فاضل ضحاکی فر*، مسعود رضوانی جلال، مسعود جباری صفحات 108-121

    یکی از مهم ترین چالش های محیط زیستی دنیا، آلودگی محیط زیست به فلزات سنگین سمی و خطرناک است که موجب بروز اثرات محیط زیستی گوناگونی می شود. سرب یکی از فلزت سنگین است که حذف آن با روش های مختلفی انجام می شود. در این پژوهش، جاذب گرافن اکساید با روش هامرز اصلاح شده تهیه شد و با آمینومتیل فسفنیک اسید عاملدار شده و کاربرد آن در جذب یون های سرب از محلول های آبی در فرایند ناپیوسته بررسی شد. اثر پارامترهای موثر بر میزان جذب یون های سرب توسط جاذب تهیه شده از قبیل زمان تماس، pH، مقدار جاذب، غلظت اولیه محلول سرب و دمای محلول محاسبه شد. داده های سینتیکی با سه مدل شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و دو نمایی آنالیز شد. نتایج نشان دادند که داده های آزمایشگاهی تطابق بهتری با مدل شبه مرتبه دوم دارد. دو مدل ایزوترم هم دمای فروندلیچ و لانگمیر برای توصیف داده های تعادلی استفاده شد. حداکثر میزان جذب یون سرب توسط جاذب گرافن اکساید و گرافن اکساید عاملدار شده به ترتیب 80/187 و 41/209 میلی گرم در گرم در دمای 45 درجه سلسیوس و pH برابر 2 به دست آمد. علاوه بر این، جاذب ها توسط محلول اسید نیتریک/اسید هیدروکلریک، احیا شدند و در 7 چرخه جذب-دفع استفاده شدند که تغییر چندانی در ظرفیت جذب مشاهده نشد.

    کلیدواژگان: گرافن اکساید عاملدار شده، آمینومتیل فسفنیک اسید، محلول آبی، سرب، ظرفیت جذب
  • سعید غفوری، حسین حسن پور درویشی*، حسین محمدولی سامانی صفحات 122-135

    گسترش جمعیت شهری و افزایش پوشش شبکه های آب رسانی داخلی و شبکه های فاضلاب باعث افزایش مقدار بیشتری از فاضلاب های شهری می شود که می تواند به منبع آبی جدید، به ویژه برای مصارف غیرشرب استفاده شود. در این پژوهش، شهر جدید پردیس به عنوان اولین مطالعه موردی برای طرح ریزی سامانه استفاده مجدد از پساب و بازچرخانی به عنوان حلقه مهم مدیریت پایدار منابع آب، انتخاب شد. برای پیشبرد اهداف این پژوهش، تدوین و به کارگیری روش زمین عوارضی در بازچرخانی پساب در نظر گرفته شد. در این خصوص به منظور امکان بررسی اقتصادی استفاده از پساب منطقه ای به جای تصفیه متمرکز (در تصفیه خانه مرکزی شهر) و نیز مواردی از قبیل صرفه جویی هزینه ها، افزایش درآمد محلی ساکنان، هزینه های محیط زیستی و نیز شاخص های مرتبط در استفاده از پساب تعیین و ارزیابی شد. روش طبقه بندی شاخص ها نیز با استفاده از تحلیل های آماری برای امکان ارزیابی استفاده از پساب استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان صرفه جویی و اضافه درآمد مالی، به ترتیب 17/36 و 25/31 درصد، از مجموع کل صرفه جویی و درآمد به عنوان اولویت اصلی و توصیه به عنوان منبع جایگزین در محدوده مطالعه اتفاق خواهد افتاد. از طرفی سطح، صرفه جویی و اضافه درآمد مالی برای گروهی که نیازی به استفاده از پساب ندارد، صرفا برای 15/1درصد سطح کل محدوده مطالعه در اولویت آخر قرار گرفت. اولویت بندی استفاده غیرمتمرکز از پساب برای مناطق شهری، نشان داد که این طرح برای بخش قابل توجهی از مناطق مسکونی (ضمن کاهش مصارف آب در کنار صرفه جویی اقتصادی و افزایش درآمد منطقه ای) دارای اولویت گروه اول (بالا) است. در ضمن این طرح می تواند ارایه راهکاری برای مسیولان در تصمیم گیری منابع آبی شهر پردیس و راه حل پایدار آن باشد.

    کلیدواژگان: پساب، استفاده مجدد، خوشه بندی، مدیریت منابع آب
  • امیرحسین نظری، عباس روزبهانی*، سید مهدی هاشمی شاهدانی صفحات 136-151

    توسعه سریع و ناپایدار شهر ها منجر به تغییر خصوصیات هیدرولوژیکی حوضه ها شده و ریسک وقوع آب گرفتگی ناشی از رواناب های شهری را افزایش داده است. یکی از راه حل های به کار گرفته شده برای کنترل کمی و کیفی رواناب های شهری، رویکرد های مبتنی بر زیرساخت های سبز و روش های توسعه کم اثر است که توجه پژوهشگران زیادی را به خود جلب کرده است. در این پژوهش، از مدل SWMM به منظور شبیه سازی فرایند بارش رواناب در ناحیه یک منطقه 11 شهرداری تهران استفاده شد. 6 سناریو شامل ترکیبات مختلفی از انواع LID شامل بام سبز، مخزن باران، سلول نگهداشت زیستی، معابر نفوذپذیر، جوی باغچه و حوضچه نفوذ در نظر گرفته شد. سپس مدل SUSTAIN به منظور ارزیابی عملکرد هر سناریو به کار گرفته شد. در گام بعد پاسخ های بهینه از طریق الگوریتم بهینه سازی NSGA-II به دست آمد و برای هر سناریو یک منحنی پارتوی هزینه-عملکرد ارایه شد. نتایج نشان داد پاسخ های منتخب پیاده سازی سناریوهای 1 تا 6 به ترتیب حجم رواناب را به میزان 53، 4، 66، 72، 31 و 34 درصد کاهش دادند. سناریوی 4 با ترکیبی از مخازن باران، معابر نفوذپذیر و جوی باغچه با 72 درصد و هزینه 2/12 میلیون دلار، بهینه ترین عملکرد را نسبت به پاسخ های متناظر از سناریو های دیگر نشان داد و سناریوی 6 نیز با 34 درصد کاهش حجم رواناب و هزینه 1/7 میلیون دلار در رتبه بعدی قرار گرفت. به کارگیری تلفیقی مدل های SUSTAIN و SWMM کمک کرد تا علاوه بر عملکرد فنی، هزینه و عملکرد هر سناریو ارزیابی و امکان بهینه سازی آن فراهم شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش می تواند مدیران شهری و تصمیم گیرندگان را در طراحی، تخمین عملکرد و هزینه های اجرایی سناریو های LID یاری کند.

    کلیدواژگان: مدیریت رواناب شهری، روش های توسعه کم اثر، SUSTAIN، زیرساخت سبز، الگوریتم NSGA-II
|
  • Ahmad Johari, Amir Mansourizadeh *, Dariush Emadzadeh Pages 1-20

    Water pollution with petroleum compounds is one of the most important environmental problems in oil-rich countries, due to its adverse effect on soil, water, and human beings. The hydrophilic hollow fiber membranes were produced by polymer blending of polyamide imide and sulfonated poly ether ether ketone. Membrane structure and function were investigated by field emission scanning electron microscopy analysis, N2 permeation, overall porosity, collapse pressure, water contact angle, pure water flux tests. A membrane bioreactor system was used for oily wastewater treatment. From FESEM, a more open structure with larger finger-like was observed by increasing the PAI / SPEEK ratio. Using the PAI / SPEEK ratio of 85/15, the water contact angle of the membrane was decreased from 74° to 58° which showed a significant hydrophilicity improvement. From compaction test, pure water flux of the membranes showed a gradual decrease during 2.5 h and then reached a steady state with minimal changes. During a period of about 5 hours of the oil separation through the MBR process, the plain PAI membrane and the blend PAI-SPEEK membrane showed water flux reduction of about 35% and 21%, respectively. Under 5 bar transmembrane pressure and the addition of 30 mg/l of oil spill eater (OSEII) enzyme, the oil concentration decreased from 36 ppm to 1.2 ppm in the wastewater, which represents the oil removal efficiency of about 97%. In this work, the optimum state for oil removal was obtained in terms of adding OSEII and aeration.

    Keywords: Blend Hollow Fiber Membrane, Polyamide Imide, Sulfonated Poly (Ether Ether Ketone), Membrane bioreactor, Oily wastewater treatment
  • Rahmatallah Mohammadi, Babak Amhnnejad * Pages 21-33

    One of the major challenges in the operation of wastewater treatment plants is the lack of experts and the lack of use of new methods in the management of this system, which has rarely been addressed in the past. Therefore, the application of new methods in exploitation is of great importance and in this regard, in the present study, using the mass flux approach, velocity and behavior of sediment particles and sludge masses in the secondary sedimentation pond by performing Settling column experiment with observance of the sludge index range between 150 and 250 mg/L, with the preparation of 6 different concentrations of raw wastewater, effluent and returned sludge continuously for more than 18 months (551 days) and in different climatic conditions were studied. By drawing graphs of height-time, concentration-velocity, concentration- mass flux, the relationships between important parameters were obtained using MATLAB software and new mathematical and experimental models that could estimate velocity in a wide range of different concentrations were presented and observed in unusual conditions. By determining the optimal operating point (sp), the capacity of wastewater treatment plants can be increased between 15 and 20% at no cost.

    Keywords: Integrated Water Resources Management, Treatment Process, Activated sludge, Mass Flux, Mathematical, Experimental Models
  • Farhang Maraghi *, Armin Monirabbasi Pages 34-46

    Due to the increase in urban life (especially Tehran) and environmental problems, there is a great need to implement urban sewerage projects. One of the most important things about these kinds of projects is risk management. In this study, at first we reviewed similar projects and interviewed experts to identify project risk. Then we analyzed them in two methods, Analytical Network Process and FUZZY VIKOR. Prioritized risks were very similar in both methods. In ANP method, each risk was ranked but in FUZZY VIKOR method, some of the risks that were slightly different were ranked in the same category. Risks such as delays in paying bills, delays in issuing municipal permits, and other high-ranking risks need to be planned and managed. The risk of delay in payment of status statements with the ideal value of 1 in the ANP method and also with the minimum values of S, R, Q 0.011,0.011,-0.032 respectively, in the FUZZY VIKOR method, ranked first in both methods. It should be noted that the risks were identified and rated at the time of writing this paper. There are some suggestions and advice at the end.

    Keywords: Fuzzy VIKOR, ANP, Risk Identification, Qualitative analysis, Sewerage Network
  • Reza Abdollahi, Negin Sohrabi, Reza Mohammadi * Pages 47-66

    Dyes are one of the most important industrial environmental pollutants, and therefore their removal from industrial wastewater is very important. The malachite green is a very toxic dye for the environment and humans, therefore an economical and high-efficiency method to remove this dye from water solutions is necessary. In this study, the removal of malachite green was investigated using a economical and effective adsorbent, in which activated carbon from date kernel was used. Activated carbon from date kernel was modified by Fe3O4 magnetic nanoparticles and calcium oxide. The properties and characteristics of these adsorbents were investigated using FTIR, VSM, TGA, XRD and SEM analyzes. Parameters affecting the adsorption process such as pH, adsorbent dosage, contact time and initial concentration of malachite green were optimized. Equilibrium and kinetic study of adsorption process was performed using common models. The results showed optimal conditions for adsorption of malachite green using the adsorbent are: initial concentration equal to 10 mg/l, pH=7, contact time equal to 20 minutes, adsorbent dose for AC, AC/Fe3O4 and AC/Fe3O4/CaO equal to 3, 3 and 2 g/l, respectively. The Freundlich model also has a higher ability to describe process equilibrium behavior and the pseudo-second-order kinetics model has a good ability to express reaction kinetics. The Langmuir adsorption capacity of malachite green by the AC, AC/Fe3O4 and AC/Fe3O4/CaO was determined to be 50.9 mg/g, 85.7 mg/g and 107.4 mg/g respectively. The desorption and reuse ability of AC/Fe3O4/CaO was investigated up to 8 steps, which showed that the adsorbent has the ability to be reused several times in the adsorption process. The results showed that modification of activated carbon with magnetic Fe3O4 nanoparticles and calcium oxide increases its adsorption efficiency and makes it a suitable adsorbent for commercialization.

    Keywords: Activated carbon, Fe3O4, Calcium oxide, Adsorption, Malachite Green
  • Mahnaz Moteraghi, Khoshnaz Payandeh * Pages 67-78

    Due to the water shortage crisis, the reuse of municipal wastewater is essential. Planting plants in the wastewater treatment process is appropriate and can help to reduce and eliminate pollution in urban and rural wastewater. This study aimed to determine the phytoremediation of lead and nickel from Ahwaz wastewater treatment plant. In this study, a completely randomized design with 4 treatments and 3 replications was used, and the laboratory activities were performed in the soil laboratory of Islamic Azad University, Ahvaz Branch. Heavy metals were measured by atomic absorption method and PG Instruments Ltd. The average amount of lead and nickel in the effluent of Ahvaz was 96.35 and 102.57 μg/kg. The amount of lead metal in the studied treatments was 17.85-96.86 ppb, and nickel content was 18.91- 102.87 ppb. In this study, the percentage of the Lewis plant's removal of lead and nickel was 62.66% and 70.18%, respectively. Also, the removal efficiency of the studied parameters by the seven herbaceous plants was 29.26% and 44.22%, respectively. The amount of nickel adsorbed by plants was higher than that of lead metal. The removal efficiency of lead and nickel metals from municipal effluent obtained by Typha Latifolica was higher than Polygonum aviculare. In total, Typha Latifolica and Polygonum aviculare plants had the ability to purify lead and nickel metals from urban effluents so that the amounts of these metals were reduced in the second and fourth treatments within 90 days.

    Keywords: nickel, Lead, Typha Latifolica, Polygonum Aviculare, Municipal wastewater, Wastewater Treatment Plant
  • Seyed Mohammad Mahdi Nouri *, Zahra Fazaelipour, Nahid Mehri, Hamid Heydarzadeh Darzi Pages 79-92

    Antibiotics are common drug contaminants due to their high levels in the effluents of pharmaceutical companies and hospitals. Tetracyclines, as a relatively inexpensive bactericidal inhibitor, are one of the most widely used antibiotics for humans and animal food and pharmaceutical supplements, which have led to their widespread release into the environment. In this paper, zeolite 4A, due to its high specific surface area and ion exchangeability has been modified to increase the adsorption capacity of tetracycline using copper ion. Impregnation method as one of the simple and reproducible methods has been used to add copper with different ratios to the zeolite structure. The adsorbent characterizations were investigated using FESEM, FTIR, XRD and BET analyses. Adsorption experiments were performed by investigating the effect of copper to zeolite mass ratio, adsorbent weight, and different pH over time. Adsorption isotherms and kinetics have been investigated to investigate the adsorption capacity and transfer mechanism of tetracycline from liquid bulk to the adsorbent surface and intraparticle diffusion. The specific surface area of the adsorbent increased from 36 m2/g to 635 m2/g during the modification process. The maximum adsorption is achieved at pH 6.8 and the weight ratio of copper nitrate to zeolite is 0.4, which according to Langmuir's theory increases from 41 to about 416 mg/g and for higher copper to zeolite ratio the adsorption capacity decreases. The Freundlich isotherm showed better agreement with the equilibrium data and the second order kinetic model predicted the reaction rate data more accurately. FTIR analysis showed that the electrostatic bond between the carbonyl and phenol groups of tetracycline with copper is one of the main mechanisms of tetracycline adsorption on the modified zeolite. The results showed that copper has significantly increased the adsorption capacity of zeolite by changing the internal structure and reducing the radius of cavities and increasing the specific surface area.

    Keywords: Tetracycline, Zeolite, Surface modification, Adsorption, Water Treatment
  • Farzad Hashemzadeh, Amirhesam Hassani *, Ali Torabian, Seyd Mehdii Borgheie, Amir Hooman Hamsee Pages 93-107

    In recent years, the development of submerged membrane systems has led to the significant development of ultrafiltration/water purification markets. The study aimed to investigate the efficiency of Poly-Aluminum Chloride coagulant in removing turbidity using a submerged membrane reactor for simultaneous coagulation and flocculation of filtration and determine the optimal values of its performance parameters. In this study, the Poly-Aluminum Chloride coagulant along with lime and polyelectrolyte for water coagulation and flocculation was firstly evaluated by the Jar test in different turbidities. Also, pH (5-10), Poly-Aluminum Chloride (1-50 mg/L), and coagulant aids of lime (0.5-15 mg/L) and polyelectrolyte (0.1 to 2 mg/L) were examined. Then, a pilot-scale submerged membrane reactor was designed for coagulation, flocculation, and membrane filtration processes. Pilot experiments were used as closed systems, and then different parameters of flux, aluminum concentration in the treated water, and membrane fouling were investigated. Jar test results showed that Poly-Aluminum Chloride had a great performance in removing turbidity. In addition, the use of lime and polyelectrolyte coagulant aids improved the turbidity removal process by 3%. Furthermore, pH=8 was selected as the optimal range, and the best flux performance was obtained at turbidity less than 100NTU in a submerged membrane pilot. The flux reduction in eight hours of operation time was only 5% while this increased to 50% in turbidity above 200NTU. The turbidity removal percentages were reported to be constant and higher than 99.5%. The removal rate of total aluminum by the membrane process has been over 99%, and the type of membrane fouling is surface sediment and is reversible. Results indicated that the submerged membrane reactor along with coagulation and flocculation could be applied as an efficient method in water treatment with different turbidity.

    Keywords: Coagulation, Flocculation, Water Treatment, Turbidity, Ultrafiltration, Membrane
  • Farzad Vaziri Alamdarlo, Ghahraman Solookinejad, Fazel Zahakifar *, Masoud Rezvani Jalal, Masoud Jabbari Pages 108-121

    One of the most important environmental challenges in the world is environmental pollution with toxic and dangerous heavy metals, which causes various environmental effects. Lead is a heavy metal that can be removed in a variety of methods. In this study, graphene oxide adsorbent was prepared by modified Hummers method and functionalized with aminomethyl phosphonic acid and its application for the adsorption of lead ions from aqueous solutions in a batch sorption process was investigated. The effect of several batch adsorption parameters such as contact time, pH, adsorbent dose, initial concentration and temperature were investigated. The kinetic data were analyzed by Pseudo-first-order, Pseudo-second-order and Double- exponential kinetic models. The results showed that experimental data was fitted well by Pseudo-second-order kinetic model. The Freundlich and Langmuir isotherm models were applied to describe the equilibrium data. The maximum adsorption capacity of lead ions with graphene oxide and functionalized-graphene oxide adsorbents was found to be 187.80 and 209.41 mg/g at a pH of 2.0 and temperature of 45 ºC, respectively. Furthermore, the graphene oxide and functionalized-graphene oxide adsorbents were regenerated by HCl/HNO3 solution and the adsorption capacity did not change remarkably after seven adsorption-desorption cycles.

    Keywords: functionalized graphene oxide, Aminomethylphosphonic Acid, Aqueous solution, Lead, Adsorption capacity
  • Saeid Ghafoori, Hossein Hassanpour Darvishi *, Hossein Mohammdvali Samani Pages 122-135

    Reuse of treated wastewater is becoming a common source of extra renewable water source in regions and countries with water-scarcity. The expansion of the urban population and the increase in the sewage networks will increase the amount of municipal wastewater. The produced wastewater can become a source of renewable water that can be used for various non-potable reuse, specifically. In the current research study, the newly established Pardis city has been selected as a case study for using recycled water (reuse of treated wastewater) for sustainable water resources management. To accomplish the overall objective of the study, Geo-land method for water reuse is employed. For this study the use of regional wastewater facility instead of centralized wastewater treatment facility as well as the related capital cost savings, job opportunities, and environmental benefits were evaluated. Statistical analyses were performed based on multiple factors and classification indicators. The results showed that the highest amount of savings and financial surplus income, 36.17% and 31.25%, respectively, of the overall savings and income as the main priority and recommendation in place of water source will occur in the study area. On the other hand, savings and financial surplus for the group that does not need to use treated wastewater is only for 1.15% of the total study area which stands as the last priority.Results obtained from this study revealed that prioritization of decentralized use of wastewater for urban areas was a highly efficient plan for a significant part of residential areas, while reducing water consumption along with economic savings and increasing regional income happened. The proposed study can also be used as a sustainable water resources management decision-making tool for Pardis city officials.

    Keywords: Wastewater Treatment, Reuse, Clustering, Water Resource Management
  • Amir Hossein Nazari, Abbas Roozbahani *, Seied Mehdy Hashemy Shahdany Pages 136-151

    Unsustainable development and rapid urbanization have led to changes in the hydrological characteristics of watersheds, and the risk of flooding has been increased consequently. One of the solutions used for quantitative and qualitative control of urban runoff is green infrastructure and low impact development (LID) based approaches that have attracted the attention of many researchers. In this study, SWMM was used to simulate the rainfall-runoff process in region 1, district 11, Tehran. Six scenarios, including different combinations of several LID types such as Green Roof, Rain Barrel, Bioretention Cell, Porous Pavement, Vegetated Swale, and Dry Pond were developed. Then the SUSTAIN model was utilized to assess each scenario's performance. Optimal solutions were then obtained using non-dominated sorting genetic algorithm-II (NSGA-II), and a cost-effectiveness Pareto frontier curve was performed for all scenarios. Results showed that the selected solutions of scenarios one to six reduced the runoff volume by 53%, 4%, 66%, 72%, 31%, 34%, respectively. Scenario 4, with a combination of rain barrels, porous pavements, and vegetated swales with a runoff volume reduction of 72% and an implementation cost of $ 12.2 million, showed the best performance, comparing the other scenarios' corresponding optimal solutions. Scenario 6 also came in next with a 34% effectiveness and a cost of $ 7.1 million. The combined use of SUSTAIN and SWMM, in addition to the technical evaluation, helped to attain optimized, cost-effective solutions for developed scenarios as well. The results of this study can also help relevant organizations and decision-makers to design, evaluate performance, and implement costs of different LID scenarios.

    Keywords: Urban Stormwater Management, LID, SUSTAIN, Green infrastructure, NSGA-II algorithm