فهرست مطالب

آب و فاضلاب - پیاپی 146 (امرداد و شهریور 1402)

مجله آب و فاضلاب
پیاپی 146 (امرداد و شهریور 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/08/13
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محسن اسماعیل پور*، مجید قهرمان افشار، مرتضی فقیهی، مهدی رفیعی صفحات 1-20
    کمبود آب، مهمترین تهدید برای بقای بشر و اکوسیستم طبیعی به شمار می آید. امنیت غذایی و انرژی، بهداشت و پیشرفت صنایع که جزء مولفه های اصلی توسعه پایدار جوامع به شمار می آیند، بیش از هر چیزی به آب وابسته اند. مصرف آب در نیروگاه لوشان، L/MWh 2600 آب خام است که نسبت به ظرفیت تولید و به علت داشتن برج تر در سیستم خنک کن آن بسیار زیاد است. با توجه به حجم بالای آب مصرفی در این نیروگاه نسبت به بازده تولید و از طرف دیگر، کاهش میزان بارندگی و خشک سالی های به وجود آمده، ارایه راهکار اصلاح الگوی مصرف برای این نیروگاه امری ضروری است. در این پژوهش، با در نظر گرفتن موقعیت خاص این نیروگاه راهکارهایی برای اصلاح الگوی مصرف آب، از جمله: بازچرخانی بلودان بویلرها، تصفیه و بازچرخانی بلودان برج خنک کننده به سیکل آب، خرید پمپ چاه فلمن با دبی کمتر به منظور تنظیم دبی آب خام ورودی و جلوگیری از هدررفت آب در فصول مختلف، بهینه سازی برج های خنک کن، از جمله: تعویض قطره گیرها، تعویض نازل ها و بهینه سازی در توزیع آب برای افزایش کارایی بر افزایش سیکل تغلیظ برج های خنک کننده و استفاده از نازل چرخان به منظور افزایش زمان و سرعت برخورد قطرات آب با هوا و در نتیجه انتقال حرارت بیشتر با در نظر گرفتن شرایط فنی و اقتصادی پیشنهاد شد. بر اساس نتایج این پژوهش، میزان هدایت بلودان بویلر برابر μs/cm10 بود که هزینه بازچرخانی بلودان بویلر با به کارگیری مبدل حرارتی 324.425.000 ریال برآورد شد.
    کلیدواژگان: نیروگاه لوشان، برج های خنک کن، بلودان بویلر، بلودان برج، بهینه سازی برج های خنک کن
  • آتنا میرزائی*، بهرام ثقفیان، محمدرضا فدائی تهرانی صفحات 21-30
    در راستای اهداف سازمان ملل متحد برای توسعه پایدار جوامع در هزاره سوم، رویکرد همبست آب و غذا، یکی از دیدگاه های مهم میان رشته ای برای تعادل پویای تولید و مصرف منابع تلقی می شود. به دلیل مصرف بیش از 90 درصد منابع آب کشور در بخش کشاورزی، دسترسی به آمار دقیق حوزه آب و غذا، برای ایجاد تعادل بین تولید و مصرف آب در رویکرد همبست آب و غذا اهمیت حیاتی دارد. به نحوی که ارایه آمار نادرست یا دارای خطای زیاد، به ویژه توسط مراجع رسمی، با ورود به مدل های مختلفی که توسط پژوهشگران توسعه می یابد، منجر به نتایج مخدوش، تصمیم گیری های اشتباه و در نهایت آسیب های اقتصادی و محیط زیستی و بروز تنش های اجتماعی خواهد شد. در این پژوهش، با رویکرد لزوم استفاده از ارتباطات زیست بوم ها، به بررسی همبست آب و غذا پرداخته شد؛ به نحوی که هم بستگی بین آمار ارایه شده بخش تولید غذا و بخش مصرف آب، با استفاده از همبست آب و غذا به روش محاسبات غیر پیچیده تحلیل شد و با استفاده از روش معکوس و نتایج ارایه شده در بخش تولید غذا، حجم آب مصرفی برای تولید اعلامی غذا محاسبه شد. با توجه به نتایج به دست آمده حجم آب مصرفی برای تولید حجمی از غذا که در آمار اعلام شده، با آمار اعلامی حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی هم خوانی ندارد. با توجه به آمار تولید محصولات در سال های 93 و 98، سطح زیر کشت در بخش کشاورزی در سال 98 نسبت به سال 93 حدود 1 درصد رشد داشته است و در 13 استان سطح زیر کشت افزایش و در سایر استان ها سطح زیر کشت در بخش کشاورزی کاهش داشته است. آب مصرفی در بخش کشاورزی حدود 10 درصد رشد داشته، به نحوی که در 23 استان مصرف آب در بخش کشاورزی افزایش و در 8 استان مصرف آب در بخش کشاورزی کاهش داشته است. این تفاوت به علت تغییر در الگوی کشت و محصول انتخابی کشاورزان برای کشت در سطح کشور است. همچنین با توجه به حجم آب قابل برنامه ریزی که به تفکیک استان ها توسط وزارت نیرو ابلاغ شده است، در 12 استان حجم آب قابل برنامه ریزی کفاف تامین نیاز خالص آبیاری محصولات کشت شده را نیز نمی دهد و حتی در برخی استان ها حجم آب قابل برنامه ریزی تنها برای تامین محصولات باغی کفایت دارد. این یافته مهم و پایه ای بر لزوم رفع ایرادات آمار مراجع مختلف کشور دلالت و تاکید دارد.
    کلیدواژگان: همبست آب و غذا، بیلان، آمار، منابع و مصارف
  • نوروز هاشمی، امیرحسین چشمه خاور، داریوش عمادزاده* صفحات 31-43
    در این پژوهش، ابتدا فرایند تصفیه آب توسط هیبرید غشای اسمز مستقیم و اولترافیلتراسیون مدل سازی شد، سپس این سیستم از نظر کنترل کیفیت و هزینه ها با نتایج تجربی مقایسه شد. در فرایند اسمز مستقیم از محلول پلی آکریلات سدیم بسیار غلیظ به عنوان محلول کشنده استفاده شد. هنگامی که طرف FO غشای هیبریدی با فاضلاب، آب دریا یا آب شور تماس پیدا می کند، آب تمیز از طریق غشای FO در حدود 1 گرم  به محلول SPAA کشیده می شود. سپس آب تمیز از محلول SPAA از طریق غشای UF با اعمال فشار، که می تواند هیدرولیکی یا مکانیکی کمتر از bar 1 باشد، خارج می شود. مدل سازی برای اثبات اعتبار مفهوم طراحی انجام شد. برخی از معادلات مدل برای شبیه سازی عملکرد غشای هیبریدی استخراج شد و داده های تجربی بر اساس معادلات مدل، تجزیه و تحلیل شد. هدف بر این است که این روش اجازه تولید آب با کیفیت RO را در فشار UF بسیار کمتر از فشارRO دهد و بنابراین منجر به کاهش قابل توجه مصرف انرژی برای تولید آب شود. روندی مشاهده شد که وقتیCSPA,0 کمتر از 75/15 درصد وزنی بود، آب بیشتری (از مقدار محاسبه شده) توانست به محلول SPAA کشیده شود، در حالی که وقتی CSPA,0 بیش از 75/15 درصد وزنی بود، آب کمتری کشیده شد.
    کلیدواژگان: مدل سازی، غشا، اسمز، اولترافیلتراسیون
  • علیرضا نظری علوی*، شهناز قاسمی صفحات 44-56
    روغن های برش در عملیات ماشین کاری برای کاهش اصطکاک، ایجاد خواص روان کاری و خنک کنندگی و جلوگیری از خوردگی استفاده می شوند. روش های بیولوژیکی برای تصفیه پساب حاصل از این روغن ها کارایی پایینی دارند، بنابراین برای تصفیه این نوع پساب ها باید روش های دیگری در نظر گرفته شود. در این پژوهش، استفاده از روش انعقاد الکتریکی برای تصفیه پساب حاوی روغن برش شد. به این منظور از یک راکتور منقطع الکتروشیمیایی مجهز به دو الکترود آلومینیم و منبع برق مستقیم استفاده شد. بازده فرایند با اندازه گیری درصد حذف اکسیژن خواهی شیمیایی و یا زمان لازم برای حذف بررسی شد. تاثیر پارامترهای عملیاتی مختلف مانند غلظت روغن، ولتاژ اعمالی، سرعت هم زدن، pH اولیه، فاصله و سطح الکترودها در بازده فرایند انعقاد الکتریکی بررسی شد. نتایج آزمایش های انجام شده نشان داد که کاهش غلظت امولسیون از 3 به 5/0 درصد حجمی منجر به افزایش کارایی فرایند تصفیه تا 3/97 درصد شد. افزایش ولتاژ از 40 به 60 ولت زمان لازم برای تصفیه پساب با همین کارایی را از 50 به 20 دقیقه کاهش داد. کاهش فاصله بین الکترودها از 6 به 2 سانتی متر و افزایش سطح موثر الکترودها از 60 به 180 سانتی متر مربع زمان لازم برای تصفیه را به 20 دقیقه کاهش داد. همچنین نتایج آزمایش ها نشان داد که زمان لازم برای تصفیه فرایند در سرعت های متوسط هم زدن (150 دور در دقیقه) کمتر است. نتایج به دست آمده بیانگر بالا بودن درصد حذف اکسیژن خواهی شیمیایی فرایند تصفیه در محیط خنثی (9/95 درصد) بود. بنابراین با توجه به سادگی روش، هزینه عملیاتی پایین و قابلیت طراحی در مقیاس صنعتی، روش انعقاد الکتریکی برای تصفیه پساب های حاوی روغن برش استفاده شد.
    کلیدواژگان: روغن برش، امولسیون روغن-آب، انعقاد الکتریکی، اکسیژن خواهی شیمیایی
  • بهناز کریم پور، علی دهنوی*، شروین جمشیدی صفحات 57-71

    امروزه اهمیت تامین استانداردهای پساب خروجی تصفیه خانه های فاضلاب بر کسی پوشیده نیست. توجه به انتخاب فرایند تصفیه بیولوژیکی با در نظر گرفتن معیارهای مختلف و متنوع، امری ضروری است. زیرا، انتخاب نادرست فرایند باعث افزایش هزینه ها و عدم دستیابی به نتیجه موردنظر می شود. در این پژوهش، از تکنیک فرایند تحلیل سلسله مراتبی و ترکیب آن با روش تاگوچی استفاده شد. با وزن دهی و اولویت بندی معیارها و گزینه ها توسط دو دسته از کارشناسان شامل گروه علمی و گروه اجرایی، وزن هر معیار و گزینه محاسبه شد. در این پژوهش، گزینه ها (در دو حالت شامل 7 گزینه مرسوم و 7 گزینه پیشرفته)، معیارها (4 مورد) و زیرمعیارهای جامع و کاملی (13 مورد) برای انتخاب فرایندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب در مناطق روستایی تحت شرایط متنوع، در نظر گرفته شد. در نهایت، نتیجه شد که در هر دو دیدگاه، زیرمعیارهای تامین ضوابط و استانداردهای دفع و قابلیت استفاده مجدد از پساب و شرایط اقلیمی در اولویت اول و دوم قرار گرفتند. این زیرمعیارها به ترتیب در دیدگاه علمی وزن های 113/0 و 108/0 و در دیدگاه اجرایی، وزن های 122/0 و 106/0 را کسب کردند. همچنین این پژوهش نشان داد که الگوی تلفیق روش تحلیل سلسله مراتبی و تاگوچی، الگوی موفقی برای تعیین روش تصفیه بیولوژیکی فاضلاب برای لحاظ شرایط متنوع است. در نهایت با توجه به نتایج این پژوهش، اولویتبندی گزینه های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب برای تصفیه فاضلاب روستای آهار به عنوان یک مطالعه موردی انجام شد و نتایج خروجی نشان داد که از دید همه کارشناسان و به ترتیب روش های مرسوم و پیشرفته، روش تالاب مصنوعی و راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک، از نظر دیدگاه علمی، روش های لجن فعال هوادهی گسترده، ترکیب تالاب مصنوعی، راکتور بافل دار بی هوازی و نیز از نظر دیدگاه اجرایی، روش های تالاب مصنوعی و A2O در اولویت اول قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: تصفیه خانه فاضلاب، فاضلاب روستایی، تصمیم گیری چند معیاره، روش تاگوچی، گزینه های تصفیه فاضلاب
  • حمید اصفهانی*، صبا افزا، سروش آذرتکین، حنانه مظفرنیا، فاطمه بختیارگنبدی، احد احدی ایمان صفحات 72-88
    با توجه به کمبود منابع آب و خشک سالی های پیاپی، تامین آب آشامیدنی سالم یکی از ضرورت های جوامع امروز بشری است. آرسنیک عنصری سمی است که در مقدار بیش از حد مجاز در آب آشامیدنی و با مصرف درازمدت آن، عارضه های جدی همچون سرطان بروز می کند. در این پژوهش، به بررسی حذف آرسنیک به کمک نانوغشای تک فاز نایلون6 و هیبرید نایلون6/ زیرکونیا پرداخته شد. به کمک روش نوین الکتروریسی نانوغشای تک فاز نایلون6 و هیبرید نایلون6/ زیرکونیا سنتز شدند. به کمک میکروسوپ الکترونی روبشی، طیف سنج افت انرژی پرتو ایکس و طیف سنج فروسرخ فوریه ریزساختار و حضور نانوذرات زیرکونیا در غشا بررسی شد. همچنین خواص مکانیکی نانوغشاها نیز بررسی شد. مقدار پتانسیل زتا (ξ) به عنوان عامل مهم در جذب آرسنیک اندازه گیری شد. فرایند فیلتراسیون با فشار ثابت 82/0 بار و با غلظت اولیه آرسنیک برابر 05/0 میلی گرم در لیتر انجام شد. مشخصه یابی نانوغشای تک فاز نایلون6 و نانوغشای هیبرید نایلون 6/ زیرکونیا نشان داد که متوسط قطر الیاف در دو نانوغشای فوق به ترتیب برابر 15±163 و nm  38±180 است. همچنین حضور نانوذرات زیرکونیا در نانوغشای هیبرید به کمک نتایج طیف سنجی فروسرخ تایید شد. پتانسیل زتا نانوذرات زیرکونیا به عنوان عامل کلیدی در ایجاد نیروی محرکه برای جذب آرسنیک اندازه گیری شد. مقدار پتانسیل زتا برابر mV14- در محیط آب با pH خنثی محاسبه شد. نتایج آزمون تنش-کرنش نشان داد استحکام کشش نانوغشای تک فاز نایلون6 و نانوغشای هیبرید نایلون 6/ زیرکونیا به ترتیب برابر 6/9 و MPa 1/3 است. عملکرد فیلتراسیون هر دو غشا ارزیابی و مشخص شد که ضریب بهره وری نانوغشای تک فاز نایلون6 برابر 01/25 درصد و نانوغشای نایلون 6/ زیرکونیا 61/31 درصد است. برازش مدل های انسداد روی نتایج آزمایشگاهی نشان داد که مدل انسداد میانی مدل حاکم است. با توجه به ضریب بهره وری بهینه 61/31 درصد برای حذف آرسنیک و با توجه به یافته های این پژوهش مشخص شد که افزودن نانوذرات زیرکونیا به دیواره های نانوالیاف نایلون6 می تواند باعث تقویت فرایند فیلتراسیون برای حذف آرسنیک از منابع آب شود.
    کلیدواژگان: آرسنیک، الکتروریسی، پتانسیل زتا، زیرکونیا، نانوغشای هیبریدی، فیلتراسیون
  • مسعود وفاداری، سمیه طورانی* صفحات 89-103
    بدون شک فرایند لجن فعال یکی از متداول ترین روش های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب است. از جمله شایع ترین مشکلات سیستم های فرایند لجن فعال، حجیم شدن لجن (بالکینگ) است، که بیش از 50 درصد تصفیه خانه های فاضلاب به روش لجن فعال در سراسر جهان دایما و یا گهگاه با این مشکل مواجه هستند. در این حالت چگالی نسبی لخته ها کم بوده، باعث ته نشینی نامناسب در حوضچه های ثانویه می شود و باعث مشکلاتی مانند کاهش بازده تصفیه، تحمیل هزینه های اضافی در تصفیه و دفع لجن مازاد فعال می شود. در این پژوهش که در مقیاس آزمایشگاهی (پایلوت) در واحد تصفیه خانه شرکت پتروشیمی شهید تندگویان انجام شد، به بررسی عوامل موثر بر ایجاد بالکینگ، که شامل پارامترهای فرایندی مانند تنظیم نسبت خوراک ورودی به میکروارگانیسم، غلظت میکروارگانیسم، تامین میزان مواد مغذی نیتروژن و فسفر، اکسیژن محلول، دما، pH و کمک منعقدکننده پلی الکترولیت کاتیونی برای بهبود میزان ته نشینی لجن فعال پرداخته شد. پارامترهای بهینه در میزان ته نشینی به ترتیب F/M برابر با 35/0، MLSS در محدوده 2500 تا ppm 3000، مواد مغذی نیتروژن و فسفر نسبت به میزان آلودگی (COD/N/P) در محدوده1/4/100 تا 1/5/100، DO از 2 تا mg/L 3، دمای 25 تا 35 درجه سلسیوس، pH معادل 5/8 و در میزان دوز TSS/L، mg/gr 8/4 از کمک ماده منعقدکننده پلی الکترولیتی در مدت زمان 180 دقیقه بود. به طورکلی می توان نتیجه گرفت که با تنظیم پارامترهای فرایندی در محدوده اشاره شده می توان میزان SVI را در محدوده مطلوب نزدیک بهmg/L 150 کنترل کرد.
    کلیدواژگان: لجن فعال، بالکینگ، SVI، غلظت میکروارگانیسم
  • میثم عبدالکریمی مه آبادی*، احمد بیات صفحات 104-124

    شناورسازی کف، یک روش موثر برای جداسازی ذرات جامد ریز از محلول های آبی بر اساس خواص سطحی است. مهم ترین پدیده این بحث، تشکیل یک تجمع جامد-حباب گاز است. انتخاب مناسب شرایط عملیاتی مانند اندازه، شکل، بار و آب گریزی نانوذرات، غلظت، pH محلول، دبی و سرعت گاز، اندازه حباب و معرف های شناورسازی مانند سورفکتانت ها برای آب گریز کردن ذرات به منظور افزایش جذب توسط حباب های گاز و جمع آوری آنها در کف ضروری است. در این پژوهش سعی شد تا پتانسیل و محدودیت های موجود برای فرایند شناورسازی نانوذرات و جداسازی آنها از محلول ها و یا به کارگیری نانوذرات به عنوان جمع کننده، تقویت کننده و تثبیت کننده کف شناورسازی بررسی شود و چالش های موجود و راهکارهای فایق آمدن بر آنها تبیین شوند. با توجه به پیشرفت های انجام شده در حوزه تجهیزات و معرف های استفاده شده، روش شناورسازی، روشی امیدوارکننده برای حذف، جداسازی، بازیابی و خالص سازی نانوذرات از محلول خواهد بود.

    کلیدواژگان: خالص سازی، جداسازی، شناورسازی، سورفکتانت، نانوذرات
|
  • Mohsen Esamaeilpour *, Majid Ghahraman Afshar, Morteza Faghihi, Mehdi Rafiei Pages 1-20
    Lack of water is considered the most important threat to the survival of human beings and natural ecosystems. Food and energy security, health and industrial progress, which are the main components of the sustainable development of societies, depend on water more than anything else. Water consumption in Loshan power plant is 2600 L/MWh raw water, which is very high compared to the production capacity and is due to having a tower in its cooling system. Considering the high volume of water consumed in this power plant compared to the production efficiency and on the other hand, reducing the amount of rainfall and droughts that have occurred, it is necessary to provide a solution to modify the consumption pattern for this power plant. Considering the special position of this power plant, solutions to modify the water consumption pattern by recycling clean drains (blow down of boilers, back wash of sand filters and water sampling), purification and recycling the blow down of cooling towers into the water cycle and optimization of cooling towers (replacing drippers, replacing nozzles and optimizing water distribution to increase efficiency, using a rotating nozzle to increase the time and speed of the water droplets hitting the air in order to transfer more heat) are suggested. According to the experimental data, the conductivity of boiler blowdown is about 10 μs/cm and the expenses of recycling the blowdown of boiler by using heat exchanger is estimated about 324.425.000 Rials.
    Keywords: Loshan Power Plant, Recycle, Clean Drain, Purification, Optimization of Cooling Tower
  • Atena Mirzaei *, Bahram Saghafian, Mohamad Reza Fadaei Tehrani Pages 21-30
    In the goals of the United Nations for the sustainable development of societies in the third millennium, the approach of water and food nexus is considered one of the important interdisciplinary perspectives in the direction of the dynamic balance of production and consumption of resources. Due to the consumption of more than 90% of the country's water resources in the agricultural sector, access to accurate statistics of this field is vitally important in creating a balance between water production and consumption in the water-food nexus approach. In such a way, the presentation of incorrect statistics or statistics with many errors, especially by official authorities, by entering into different models developed by researchers, will lead to distorted results, wrong decisions and ultimately economic and environmental damages and social tensions. In this research, with the approach of using the connections of ecosystems, water-food nexus was investigated; Thus, the correlation between the presented statistics of the production sector and the water consumption sector was analyzed by using water-food nexus with the method of uncomplicated calculations. Based on the information, the inconsisitency of the statistics provided by different departments is evident. According to the statistics of crop production in 2014-2015 and 2019-2020, the undercultivated area in the agricultural sector in 2019-2020 has grown by about 1% compared to 2014-2015, and in 13 provinces the undercultivated area has increased and in other provinces the undercultivated area in the agricultural sector has decreased. Water consumption in the agricultural sector has grown by about 10%, so that in 23 provinces, water consumption in the agricultural sector has increased and in 8 provinces, water consumption in the agricultural sector has decreased. This difference is due to the change in the cultivation pattern and the crop selected by farmers in the country. Also, according to the amount of programmable water that has been announced by the Ministry of Energy, in 12 provinces, the amount of programmable water is not enough to meet the Pure water consumption for crops, and even in some provinces, the amount of programmable water is only enough to supply garden products. This important and basic finding implies and emphasizes the need to solve the problems of statistics of different authorities of the country.
    Keywords: Water-Food Nexus, Balance, statistics, Resources, Consumptions
  • Nourooz Hashemi, Amir Hossein Cheshme Khavar, Daryoush Emadzadeh * Pages 31-43
    In this study, first, the water purification process was modeled by the hybrid of direct osmosis membrane and ultrafiltration, then the current system was compared with experimental results in terms of quality control and costs. In the direct osmosis process, a highly concentrated sodium polyacrylate solution was used as the draw solution. When the FO side of the hybrid membrane met wastewater, seawater, or saltwater, clean water was drawn through the FO membrane into the SPA solution. Then, the clean water was removed from the SPA solution through the UF membrane by applying pressure, which can be hydraulic or mechanical, less than 1 bar. Modeling was done to prove the validity of the design concept. Some model equations were extracted to simulate the performance of the hybrid membrane, and the experimental data were analyzed based on the model equations. It is believed that this method allows the production of RO quality water at a UF pressure much lower than the RO pressure and thus leads to a significant reduction in energy consumption for water production. It was noticed that more water (than the calculated value) could be drawn to the SPA solution when the CSPA,0 was<15.75 wt% while less water was drawn when CSPA,0 was>15.75 wt%.
    Keywords: Modeling, Membrane, Osmosis, Ultrafiltration
  • Alireza Nazari Alavi *, Shahnaz Ghasemi Pages 44-56
    Cutting oils are used in machining operations to reduce friction, provide lubrication and cooling properties, and prevent corrosion. Biological methods for treating wastewater from these oils have low efficiency. Therefore, other methods should be considered to treat this type of wastewater. The purpose of this study was to investigate the use of electrocoagulation for treatment of wastewater containing cutting oil. In this regard, an electrochemical reactor equipped with two aluminum electrodes and a direct power source was used. The efficiency of the electrocoagulation process was evaluated by measuring the removal percentage of chemical oxygen demand in a certain time range. The effect of various operating parameters such as oil concentration, applied voltage, stirring speed, initial pH, distance, and surface of electrodes on the efficiency of the electrocoagulation process was investigated. The results of the experiments showed that reducing the oil concentration from 3% by volume to 0.5% by volume led to an increase in the efficiency of the purification process up to 97.3%. Increasing the voltage from 40V to 60V reduced the time required for wastewater treatment with the same efficiency from 50 min to 20 min. Decreasing the distance between the electrodes from 6 cm to 2 cm and increasing the effective area of the electrodes from 60 cm2 to 180 cm2 reduced the time required for purification to 20 min. Also, the results of the tests showed that the time required for the purification process at medium stirring speeds (150 rpm) is low. The obtained results showed that the removal percentage of chemical oxygen demand in the neutral environment was high (95.9%). Therefore, due to the simplicity of the method, low operating cost, and the ability to design on an industrial scale, the electrocoagulation method can be used for the treatment of wastewater containing cutting oil.
    Keywords: Cutting Oil, Oil-Water Emulsion, Electrocoagulation, Chemical Oxygen demand
  • Behnaz Karimpour, Ali Dehnavi *, Shervin Jamshidi Pages 57-71

    Nowadays, the importance of ensuring the effluent standards of wastewater treatment plants is obvious. It is necessary to pay attention to the selection of the biological wastewater treatment process by considering different and diverse criteria. Because, the incorrect choice of the process increases costs and does not achieve the desired result. In this research, the technique of analytical hierarchy process and its combination with Taguchi method was used. By weighting and prioritizing the criteria and options by two groups of experts, including the scientific group and the executive group, the weight of each criterion and option was calculated. In the present study, options (in two cases including 7 conventional options and 7 advanced options), criteria (4 items) and comprehensive and complete sub-criteria (13 items) for selecting biological wastewater treatment processes in rural areas under various conditions have been considered. Finally, it was concluded that in both perspectives, the sub-criteria of providing disposal criteria and standards and the ability to reuse wastewater and climatic conditions were placed in the first and second priority. These sub-criteria received weights of 0.113 and 0.108 from the scientific point of view and 0.122 and 0.106 from the executive point of view. Also, the present study showed that the model of combining AHP and Taguchi method is a successful model for determining the method of biological wastewater treatment for various conditions. Finally, according to the results of this study, the prioritization of biological wastewater treatment options for wastewater treatment in Ahar village was done as a case study and the output results showed that the first priority of all experts is the artificial wetland method and MBBR, from a scientific point of view, Extended Aeration and ABR-Wetland, and in the executive point of view, artificial wetland and A2O methods were prioritized (conventional and advanced methods, respectively).

    Keywords: Wastewater Treatment Plant, Multi-Criteria Decision-Making, Taguchi method, Wastewater Treatment Options
  • Hamid Esfahani *, Saba Afza, Soroosh Azartakin, Hananeh Mozafarnia, Fatemeh Bakhtiar Gonbadi, Ahad Ahadi Iman Pages 72-88
    Supplying safe drinking water is one of the necessary actions of today's human societies because of the lack of water resources and successive droughts. Arsenic is a toxic element that can cause serious problems such as cancer if its amount was higher than the allowed limit, and it is used for the long term. In this study, the removal of arsenic by monolithic nylon 6 and hybrid nylon 6/zirconia nanomembrane was investigated. The monolithic nylon 6 and hybrid nylon 6/zirconia NMs were synthesized using a novel electrospinning method. The microstructure and presence of zirconia nanoparticles were evaluated by means of scanning electron microscope, X-ray energy dissipation spectrometer and Fourier transform infrared spectrometer. The mechanical properties of NMs were investigated. The value of zeta potential (ξ) was measured as an important factor in arsenic absorption. The filtration process was performed with a constant pressure of 0.82 bar and with an initial concentration of arsenic equal to 0.05 mg/L. Characterization of monolithic nylon 6 and hybrid nylon 6/zirconia nanomembrane (NMs) showed that the average fiber diameter was 163 ± 15 nm and 180 ± 38 nm, respectively. Also, the presence of zirconia nanoparticles within the hybrid NMs was confirmed by infrared spectroscopy analysis. The zeta potential of zirconia NPs was measured as a key factor to create the driving force for arsenic adsorption. The value of zeta potential was calculated as -14 mV at the neutral pH. The results of the stress-strain test showed that the tensile strength of monolithic nylon 6 and hybrid nylon 6/zirconia NMs is equal to 6.9 and 3.1 MPa, respectively. The filtration performance of both membranes was evaluated and it was found that the efficiency coefficient of monolithic nylon 6 and hybrid nylon 6/zirconia NMs is 25.01% and 31.61%., respectively. The fitting of blockage models on the experimental data showed that the intermediate blockage model was the dominant model. According to the 31.61% performance of arsenic removal, and also due to the findings of this research it is confirmed that the incorporation of zirconia NPs into the nylon 6 NFs can enhance the filtration ability to remove arsenic from the water sources.
    Keywords: ARSENIC, Electrospinning, Filtration, Hybrid Nanomembrane, Zeta potential, Zirconia
  • Masoud Vafadari, Somayeh Tourani * Pages 89-103
    Undoubtedly, the activated sludge process is one of the most common methods of biological wastewater treatment. Among the most common problems of activated sludge process systems is bulking of sludge (bulking). More than 50% of activated sludge wastewater treatment plants worldwide constantly or occasionally face this problem. In this case, the relative density of the flocs is low. It causes inappropriate sedimentation in secondary ponds and causes problems such as reducing treatment efficiency and imposing additional costs in the treatment and disposal of excess activated sludge. The current study, which was carried out on a laboratory scale (pilot) in the refinery unit of Shahid Tondgoyan Petrochemical Company, to investigate the factors affecting the creation of bulking. Factors include process parameters such as adjusting the ratio of input feed to microorganism (F/M), microorganism concentration, supply of nitrogen and phosphorus nutrients, dissolved oxygen, temperature, pH, and the use of cationic polyelectrolyte coagulant to improve the sedimentation rate of activated sludge. The optimal parameters in the amount of sedimentation are F/M equal to 0.35, MLSS in the range of ppm 2500 to 3000 ppm, nitrogen, and phosphorus nutrients relative to the amount of pollution (COD/N/P) in the range of 100/4/1 until 100/5/1, dissolved oxygen 2 to 3 mg/L, temperature 25-35 °C, pH range 8.5 and in the dose of 4.8 mg/gr TSS/L of cationic polyelectrolyte coagulant in 180 min. In general, by adjusting the process parameters in the indicated range, the amount of SVI can be controlled in the desired range of close to 150 mg/L.
    Keywords: Activated sludge, Bulking, SVI, Microorganism Concentration
  • Meisam Abdolkarimi-Mahabadi *, Ahmad Bayat Pages 104-124

    Froth flotation is an effective method for separating fine solid particles from aqueous solutions based on surface properties. The most important phenomenon in this issue is the formation of solid-gas bubble accumulation. Appropriate selection of operating conditions such as size, shape, charge and hydrophobicity of nanoparticles, concentration, pH solution, flow rate and gas velocity, bubble size and flotation reagents such as surfactants for hydrophobicizing particles is essential to increase absorption by gas bubbles and collect them in the froth. In this article, an attempt has been made to examine the potential and limitations of the process of flotation of nanoparticles and their separation from solutions, or the use of nanoparticles as collectors, reinforcements and stabilizers of the froth, and the existing challenges and solutions to overcome them should be explained. According to the progress made in the field of equipment and reagents used, the flotation method could be a promising method to remove, separate, recover and purify nanoparticles from the solution.

    Keywords: Purification, Separation, Flotation, Surfactant, Nanoparticles