2024-03-29T19:35:43Z
https://www.wwjournal.ir/?_action=export&rf=summon&issue=10205
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
نگرشی جدید بر تصفیه آب با استفاده از غشاهای اسمز معکوس پوشش یافته با نانولولههای کربنی اصلاح شده از طریق روش پلیمریزاسیون سطحی
محمد
دلنواز
وحید
وطن پور
جواد
فرحبخش
استفاده از سیستمهای نمکزدایی آب یکی از روشهای تولید آب برای مصارف خانگی، کشاورزی و صنعتی است. یکی از این سیستمها، اسمز معکوس است که به علت کاهش در مصرف انرژی و بازده زیاد و عملکرد بهینه آن، مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با هدف ساخت نانوکامپوزیت حاوی نانو لولههای کربنی به منظور افزایش عملکرد غشا انجام شد. همچنین افزایش شار ناشی از تغییرات و کاهش میزان گرفتگی سطح غشا بررسی شد. در این پژوهش غشاهای پلیآمیدی نانوکامپوزیتی اسمز معکوس حاوی نانولولههای کربنی چند دیواره ساخته شد و برای تصفیه آب لب شور حاوی نمک NaCl و هدایت الکتریکی به میزان 4000 میکروزیمنس بر سانتیمتر مورد بررسی قرار گرفت. نانولولههای کربن چند دیواره خام با پوشش پلی پیرول از طریق روش پلیمریزاسیون سطحی روی غشاهای پلیآمیدی اسمز معکوس برای افزایش تخلخل و همچنین آب دوستی نشانده شدند. آنالیزهای زاویه تماس، SEM، FTIR و AFM بر روی غشاهای نانوکامپوزیت برای تشخیص پیوندهای تشکیل شده و آبدوست بودن غشا انجام شد. پس از سنتز غشاهای اسمز معکوس با استفاده از روش پلیمریزاسیون سطحی شامل سه حمام MPD، TMC و هگزان، از دستگاه آزمایش که متشکل از سه سلول بود، بهمنظور بررسی میزان شار آب عبوری، درصد نمک تصفیه شده و گرفتگی بر روی هر غشا استفاده شد. نتایج نشان داد که غشاهای ساخته شده دارای سطح نرم و آبدوست است و میزان شار با افزایش غلظت نانولولهها تا یک حد مشخص، افزایش یافته است. در غشاهای نانولوله خام با پیرول، میزان شار تا مقدارL/m2 h 30/8 افزایش یافت که نسبت به غشاهای پلیآمیدی ساده برتری قابل ملاحظهای داشت. نتایج نشان داد که غشاهای نانوکامپوزیت ساخته شده میزان گرفتگی را بهبود دادهاند. درصد پسزنی نمک (در تمام غشاهای آزمایش شده) بیشتر از 97 درصد برای غشاهای نانوکامپوزیت همراه با پیرول بود که شرط غشاها برای استفاده در فرایند اسمز معکوس را تأیید میکند.
نمکزدایی
غشاهای پلیآمیدی اسمز معکوس
نانولولههای کربنی
2018
11
22
1
11
https://www.wwjournal.ir/article_55944_67dcdb0f32423ac1113632f574a0468a.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
تهیه و بررسی نانوکامپوزیت مغناطیسی کیتوسان/کاپا-کاراگینان و کاربرد آن در حذف رنگ اریوکروم بلاک تی
غلامرضا
مهدوی نیا
رنگ آلایندهای است که بهدلیل عدم تجزیهپذیری زیستی باعث آلودگی محیطزیست و آبهای سطحی میشود. پژوهشهای زیادی بهمنظور حذف این مواد از فاضلاب توسط فرایند جذب سطحی انجام شده است. در این پژوهش جاذب مغناطیسی بر پایه کیتوزان برای حذف رنگ آنیونی اریوکروم بلک تی تهیه و بررسی شد. نانوذرات مغناطیسی بهصورت درجا در حضور کیتوسان تهیه شد و کیتوسان مغناطیسی بهدست آمده با کاپا-کاراگینان شبکهای شد تا مشکل انحلال آن در محیط اسیدی برطرف شود. ساختار نانوکامپوزیت مغناطیسی کیتوسان با استفاده از روشهای معمول شامل XRD، SEM، TEM، FT-IR و VSM شناسایی شد. اثر عوامل مختلف از جمله غلظت رنگ، زمان تماس، pH محلول، دما و اثر نیروی یونی در جذب رنگ بررسی شد. نتایج آزمایشها نشان داد که دادههای جذب همدما به خوبی با همدمای لانگمیـر مطابقت دارد. حداکثر ظرفیت جذب جاذب تحت شرایط بهینه بر مبنـای ایزوتـرم لانگمیـر 150 میلیگرم بر گرم بود. سینتیک جذب اریوکروم بلاک تی برروی نانو کامپوزیت مغناطیسی با مدل شبه درجه دوم مطابقت داشت. با افزایش pH مقدار جذب سطحی رنگ بر روی کیتوسان مغناطیسی کاهش یافت. با توجه به روش تهیه آسان جاذب مغناطیسی کیتوسان و راندمان جذب بالای آن برای رنگ اریو کروم بلاک تی میتوان این نمونه جاذب را برای مصارف کاربردی پیشنهاد داد.
مغناطیسی
کیتوسان
کاپا-کاراگینان
اریوکروم بلک تی
2018
11
22
12
26
https://www.wwjournal.ir/article_58356_973993fde930abe73197a44627f5f240.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
بهینهسازی تحرک و پراکندگی نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی در گندزدایی پساب شهری توسط تزریق پنوماتیک گاز نیتروژن
ناصر
مهردادی
غلام رضا
نبی بیدهندی
مجید
بغدادی
رحیم
عالی
جابر
یگانه
پایدارسازی نانوذره آهن صفر ظرفیتی در محیطهای آبی با پوششهای مختلف، کارایی آن را تا حدود زیادی کاهش میدهد. پژوهش حاضر با هدف بهینهسازی تحرک و پراکندگی نانوذره برای افزایش راندمان غیر فعالسازی باکتریهای هتروتروف پساب فاضلابهای شهری، انجام شد. طراحی آزمایش، بهروش سطح پاسخ و متد مکعب مرکزی با استفاده از نرمافزار دیزاین اکسپرت انجام شد. نانوذره آهن در دو نوع پوششدار با کربوکسی متیل سلولز و نوع ساده سنتز شد. nZVIB-با تزریق پنوماتیک توسط گاز نیتروژن وارد پساب شد و CMC-nZVI نیز توسط میکسر در پساب مخلوط شد. مقایسه نتایج با دو روش HPC و سلولی، مولکولی (ردیابی ژنتیکی توالی 16s rRNA باکتریها) صورت گرفت. بیشترین راندمان غیر فعالسازی در تزریق پنوماتیک B-nZVI، توسط گاز نیتروژن در فلوی جریان 10 لیتر در دقیقه مشاهده شد که به میزان 90 درصد در 23 دقیقه بود و نهایتاً با بهبود فشار و سرعت جریان گاز، راندمان غیرفعال سازی 6/95 درصد در 32 دقیقه ثبت شد. مدل نهایی بهدست آمده از این فرایند از معادله درجه دوم تبعیت میکند. پیشبینی کلی مدل با ضریب تعیین (R2=0.9447) برازش بسیار خوبی با دادههای پاسخ نشان داد و اهمیت آماری آن بهوسیله آزمون آماری فیشر (F-value=13.29) مشخص شد. برای بهکارگیری بهینه nZVI در فرایند غیر فعالسازی باکتریهای هتروتروف پساب شهری میتوان nZVI را در دو مرحله از طریق تزریق پنوماتیک مخلوط nZVI با یک گاز بی اثر مانند نیتروژن به پساب وارد نمود. راندمان غیرفعالسازی باکتریهای تصفیهخانههای پساب شهری در تزریق پنوماتیک nZVI نسبت به استفاده nZVI پوششدار مانندCMC ، 17 تا 39 درصد بهبود یافت.
نانوذرات آهن صفرظرفیتی
گندزدایی
تزریق پنوماتیک
گاز نیتروژن
PCR
2018
11
22
27
40
https://www.wwjournal.ir/article_60169_50c47c4dfefe0663f42576a78a1c5030.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
ساخت پایلوت هیبرید فرایندهای نانوفیلتراسیون و میکروفیلتراسیون بهمنظور حذف کروم شش ظرفیتی از آب
مهدی
کارگر
قاسم
ذوالفقاری
فلز سنگین کروم شش ظرفیتی یک ترکیب بسیار سمی است. این فلز مطابق استاندارد سازمان بهداشت جهانی در غلظتهای بالاتر از 50 میکروگرم در لیتر منجر به واکنشهای آلرژیک، سرطان پوست، سرطان ریه، آسیب به کلیهها، کبد و همچنین ایجاد تغییر شکل ژنتیکی DNA میشود. هدف از این پژوهش بررسی عملکرد سیستم هیبرید فرایندهای نانوفیلتراسیون و میکروفیلتراسیون بهمنظور حذف کروم شش ظرفیتی از آب بود. پایلوت شامل فیلترهای 1 و 5 میکرون، فیلتر شن، فیلتر کربن فعال و نانوفیلتر (NF 90-400) ساخته شد و تأثیر پارامترهای مختلف از قبیل pH، فشار، غلظت کروم، غلظت سولفات و جامدات محلول کل (TDS) بر راندمان حذف کروم شش ظرفیتی از آب آشامیدنی بررسی شد. پارامتر فشار در محدوده 1/0 تا 4/0 مگاپاسکال، pH در محدوده 2 تا 10، غلظت کروم شش ظرفیتی در 100 تا 400 میکروگرم در لیتر و محدوده غلظت سولفات محلول خوراک 40 تا 500 میلیگرم در لیتر انتخاب شد. نتایج نشان داد که با افزایش pH، راندمان حذف کروم افزایش مییابد. همچنین با افزایش فشار از 1/0 تا 4/0 مگاپاسکال ، از میزان حذف کروم کاسته میشود. در مورد تأثیر غلظت کروم و غلظت سولفات، نتایج نشان دهنده کاهش میزان راندمان حذف با افزایش غلظت بود. سطح بهینه غلظت کروم شش ظرفیتی در حدود 100 میکروگرم در لیتر، فشار 1/0 مگاپاسکال، pH برابر 10 و غلظت سولفات در حدود 40 میلیگرم در لیتر تعیین شد. بهطور کلی نتایج ساخت پایلوت و اجرای آزمایشها نشان داد که سیستم ارائه شده قابلیت حذف کروم از آب آشامیدنی (آب شهر و آب مقطر) را به میزان 99 درصد دارد.
تصفیه آب
فرایندهای غشایی
نانوفیلتراسیون
کروم شش ظرفیتی
میکروفیلتراسیون
پایلوت هیبرید
2018
11
22
41
50
https://www.wwjournal.ir/article_58464_95b1e71a965107ed8c1096b4c2cd9d9f.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
بررسی عددی تغییرات فشار انتقال غشایی در سیستمهای اولترافیلتراسیون با تغییر در هندسه سطح داخلی الیاف توخالی
بهاره
پیرزاده
داود
محبی کلهری
سمیرا
قطبی
اعظم
عبدالهی
فرایندهای غشایی از جمله مهمترین روشهای جداسازی هستند که در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند. غشاهای الیاف توخالی بهدلیل داشتن نسبت سطح به حجم بالا در بسیاری از فرایندهای جداسازی استفاده میشوند. با توجه به اینکه تخلخل و نفوذپذیری محیط متخلخل به مشخصات هندسی آن بستگی دارد، تغییر در هندسه محیط، باعث تغییر در مقدار و عملکرد تخلخل و نفوذپذیری میشود. در این پژوهش، مدلسازی ریاضی بر اساس هندسه الیاف، به سه دسته دایروی، مربعی و بیضوی تقسیمبندی شد و مشخصات هندسی آنها بر اساس سه استراتژی محاسبه شد. بهمنظور بررسی اثر مورد نظر، محیط شامل الیاف توخالی، بهصورت یک محیط دومتخلخله در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که نسبت سطح به حجم غشای الیاف توخالی و نفوذپذیری محوری در هندسههای مربعی و بیضوی، از الیاف دایروی معمول بزرگتر بوده و به ترتیب تا حداکثر 27 و 63 درصد افزایش یافته است. همچنین هم ارزی شعاع دایره محاطی هندسه جدید با شعاع داخلی الیاف معمولی برای همه الیاف، از دایره کمتر بود که نتیجه مطلوبی است و باعث کاهش انرژی مصرفی و هزینه بهرهبرداری از سیستم میشود.
الیاف توخالی
هندسه داخلی
سطح مقطع
فیلتراسیون
فشار انتقال غشایی
2018
11
22
51
60
https://www.wwjournal.ir/article_60167_8da65e70d625cd447f574bc09c1cdaf7.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
کمّیسازی بازگشتپذیری سیستم زهکشی شهری بر اساس ارزیابی عملکرد هیدرولیکی
نگین
بینش
محمد حسین
نیک سخن
امین
سارنگ
با وجود پیشرفتهای قابل توجه در زمینه مدیریت پایدار سیستمهای زهکشی رواناب شهری (UDSs)، این قبیل زیرساختها در معرض تهدید روزافزون محرکهای غیر قطعی تغییرات آینده قرار دارند. کمّیسازی بازگشتپذیری، گامی مهم در راستای افزایش بلندمدت پایداری مناطق شهری تحت پوشش سیستمهای زهکشی رواناب است. در پژوهش حاضر از طریق ترکیب عملکرد هیدرولیکی شبکه زهکشی رواناب سطحی با تابع عملکرد سیستم، به کمّیسازی بازگشتپذیری این شبکهها در مقابله با سیل پرداخته شد. به این منظور پس از تعیین مقادیر بارش، حدّی برای دوره بازگشتهای مختلف، شبیهسازی هیدرولوژیکی و هیدرودینامیکی سیستم جمعآوری آبهای سطحی حوضه سیلبرگردان غرب در تهران با دو سناریوی وجود و عدم وجود بهترین اقدامات مدیریتی (BMP) صورت گرفت. سپس این روش برای یکی از گرههای سیلابی شبکه بهکار گرفته شد و میزان عملکرد و بازگشتپذیری سیستم در این گره انتخابی تحت بارشهای حدی با دورهبازگشتهای مختلف برآورد شد. نتایج نشان داد که با اضافه نمودن یک جویباغچه به سیستم زهکشی شهری، مدت سیل گرفتگی در گره منتخب شبکه و حجم آبگرفتگی بهترتیب تا میزان 15 و 47 درصد کاهش یافته و بازگشتپذیری نسبت به سیل از 37/0 درصد تا 89/5 درصد افزایش مییابد. بنابراین وجود راهکارهای توسعه کماثر (LID)همراه شبکه سنتی زهکشی شهری میتواند در افزایش پایداری سیستم مؤثر باشد.
بازگشتپذیری
تابع عملکرد
سیستم زهکشی شهری
راهکارهای مدیریتی
2018
11
22
61
71
https://www.wwjournal.ir/article_56991_08968772335d5785ec32398f9b960664.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
بهکارگیری ساختارهای متخلخل برای حفاظت خط لوله در مقابل ضربه قوچ
پوریا
آسیابان
منوچهر
فتحی مقدم
هدفاین پژوهش بررسی امکان حفاظت بخشهایی از خط لوله در مقابل ضربه قوچ بود که با ایجاد ساختارهای متخلخل در مسیر خط لوله انجام شد و برای انجام آن از موجشکنهای متخلخل که برای حفاظت سواحل ایجاد میشود، الهام گرفته شد. از این رو در یک سامانه آزمایشگاهی که در آن خط لوله توسط یک پمپ تغذیه میشد و توسط شیری در بالادست امکان ایجاد ضربه قوچ وجود داشت، ساختارهای متخلخلی تعبیه شد. این ساختارهای متخلخل همگن توسط ذرات کاملاً کروی با قطرهای متفاوت، سنگدانههای تیزگوشه با قطرهای متفاوت و در طولهای متفاوت ایجاد شد و در خط لوله تحت شرایط وقوع ضربه قوچ مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشینه فشار در سیکل اول ضربه قوچ، در پاییندست ساختار متخلخل به مقدار 95/0 تا 6/0 از مقدار متناظر در بالادست ساختار متخلخل کمتر است؛ اما در سایر سیکلها فشار بالادست و پاییندست بسیار به هم نزدیک است. بهطور کلی نمیتوان گفت که یک ساختار متخلخل نواحی پاییندست خود را در مقابل امواج فشاری ضربه قوچ حفاظت میکند اما نوسانات فشاری در یک لوله حاوی ساختار متخلخل کمتر از نوسانات فشار در یک لوله با مسیر کاملاً باز در دبی مشابه است. این مسئله در بالادست و پاییندست ساختار متخلخل صادق است. مطابق نتایج، دلیل آن کاهش سرعت انتشار موج فشاری بر اثر وجود ساختار متخلخل تشخیص داده شد. نتایج نشان میدهد که ساختارهای متخلخل میتوانند در شرایط خاص برای کنترل نوسانات فشار در خطوط لوله بهکار برده شوند و پیشنهاد میشود در تحقیقات آینده، اجرای عملیاتی آن بررسی شود.
ساختار متخلخل
ضربه قوچ
نوسانات فشار
نرخ میرایی
2018
11
22
72
84
https://www.wwjournal.ir/article_58019_b9b209be54f032d52782b0155382a06b.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
نشتیابی در خطوط لوله ویسکوالاستیک با استفاده از حل معکوس جریان گذرا
مصطفی
رحمانشاهی
منوچهر
فتحی مقدم
علی
حقیقی
نشت در سیستمهای انتقال و شبکههای توزیع، علاوه بر هدررفت آب و انرژی، موجب کاهش کیفیت آب بهدلیل تماس با آلایندهها در شرایط کمفشار میشود. جادهها بناها و زیرساختها نیز در اثر نشت زیان میبینند. بنابراین، تعیین و کنترل نشت بهدلیل تأثیرات منفی اقتصادی، محیطزیستی، ایمنی و اجتماعی آن، یکی از مباحث مهم و پیچیده در مهندسی سیستمهای آبرسانی است. در این پژوهش به ارزیابی و تشخیص نشت بر پایه جریانگذرا در خطوط لوله پلیاتیلن پرداخته شد. برای این منظور در ابتدا یک مدل حل معکوس جریانگذرا توسعه داده شد و سپس برای ارزیابی این مدل، یک مدل آزمایشگاهی برای برداشت دادههای مورد نیاز نشتهای شبیهسازی شده در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز ساخته شد و مجموعهای از دادههای نشت در دو مکان و با اندازههای مختلف برای ارزیابی روش حل معکوس مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از یک سیکل (T=4L/a) از سیگنال فشار برداشت شده در مدل حل معکوس، مکان نشت برای نشتهای قابل توجه، با خطای بین 17/0 تا 17/2 درصد طول لوله قابل تشخیص است. همچنین با استفاده از دو سیکل (2T) از سیگنال فشار، اندازه نشت با خطای قابل قبولی کمتر از 23 درصد اندازه واقعی نشت قابل تشخیص است. علاوه بر این، مقایسه دادههای آزمایشگاهی با نتایج مدل هیدرولیکی در شرایط مختلف نشان میدهد که مدل عددی، تنها با اضافه کردن اثرات ویسکوالاستیک دیواره لوله، فشار گذار را با دقت خوبی توصیف میکند.
نشتیابی
تحلیل معکوس جریانگذرا
حوزه زمان
خطوط لوله ویسکوالاستیک
2018
11
22
85
97
https://www.wwjournal.ir/article_60170_fb6afb84ee8036ff8f92bff9ea6fa19f.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
مدل ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی- زمین آمار برای پیشبینی مصرف آب شهری: مطالعه موردی: شهر اسکو
رضا قلی
اجلالی
پیشبینی میزان مصرف در مدیریت منابع آب، بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک مانند کشور ایران اهمیت بسیار زیادی دارد و برنامهریزی مناسب بهمنظور بهرهبرداری مطمئن از این منابع مستلزم وجود ابزار توانمند پیشبینی در این زمینه است. در این پژوهش با توجه به توانایی شبکههای عصبی مصنوعی در مدلسازی سیستمهای پیچیده و قابلیت علم زمین آمار در مدلسازی دادههای مکانی، یک مدل تجربی ترکیبی بهمنظور پیشبینی زمانی و مکانی مصرف آب شهری تهیه و ارائه شده است. از دادههای ایستگاه هواشناسی سهند و مصارف آب بهدست آمده از شرکت آب و فاضلاب استان آذربایجان شرقی به منظور آموزش، صحتسنجی و ارزیابی نتایج مدل پیشنهادی استفاده شد. نتایج بهدست آمده از بهکارگیری مدل ترکیبی، نشاندهنده قابلیت بسیار زیاد مدل تهیه شده در پیشبینی مصرف آب شهری در محدوده مورد مطالعه است.
مصرف آب شهری
مدل ترکیبی
شبکه عصبی مصنوعی
زمین آمار
شهر اسکو
2018
11
22
98
111
https://www.wwjournal.ir/article_58333_1ddb3a0410bd85a53ea7e790cea6b78b.pdf
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
1024-5936
1397
29
5
تأثیر استفاده از مخازن آب داخل ساختمان بر کاهش نشت شبکههای توزیع در حال بهرهبرداری
محمد رضا
جلیلی قاضی زاده
شادی
شهروزی
با توجه به محدودیت منابع آب شرب، کاهش نشت در شبکههای آبرسانی اهمیت بسیار دارد. در حال حاضر شبکههای توزیع آب بر اساس حداکثر مصرف ساعتی طراحی میشوند، لذا تغییرات زمانی مصرف آب در ساعات مختلف سبب نوسان فشار و افزایش نشت در این شبکهها میشود. درصورت استفاده از مخازن داخلی آب در ساختمانها، میتوان شبکههای آبرسانی را بر مبنای حداکثر مصرف روزانه طراحی کرد تا نوسانهای ساعتی جریان در شبکه به حداقل برسد. در پژوهش حاضر، تأثیر استفاده از مخازن داخلی بر میزان نشت شبکه با استفاده از شبیهسازی هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بهکارگیری مخازن داخلی برای شبکههای درحال بهرهبرداری باعث کاهش قابل توجه نشت میشود. در شبکههای بررسی شده، برای حالتهای پیشنهادی قرارگیری مخزن بر روی بام و در محل پارکینگ حداقل میزان متوسط کاهش نشت شبکه بهترتیب 31 و 67 درصد بهدست آمد. همچنین نشان داده شد که شکل شبکه از نظر شاخهای و یا حلقوی بودن، تأثیر قابل توجهی بر میزان کاهش نشت ندارد. نتایج پژوهش حاضر توسعه روشهای جدید طراحی شبکههای توزیع آب با هدف مدیریت فشار و کاهش نشت را ممکن میسازد.
طراحی شبکه توزیع آب
نشت
مدیریت فشار
مخزن ذخیره
2018
11
22
112
119
https://www.wwjournal.ir/article_60168_4d153d935aea82442661fcd90c1c8bc0.pdf