مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Simultaneous Nitrification and Denitrification in Aerobic Moving-Bed Sequencing Batch Reactor under the Effect of COD/Nشورهسازی و شورهزدایی همزمان در راکتور ناپیوسته متوالی هوازی با بستر متحرک تحت تأثیر COD/N11510318310.22093/wwj.2019.191231.2892FAسید محمدجواد حسینی شمس آبادیدانشجوی کارشناسی ارشد، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانمریم حسنی زنوزیاستادیار، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0002-4392-6925Journal Article20190623Nitrogen compounds such as ammonium and nitrate are among the most common pollutants in wastewater and water resources. Removal of these substances is essential for reducing their adverse environmental and health effects. One of the biological methods for eliminating nitrogen is the simultaneous nitrification and denitrification process (SND) which, due to simplicity and cost effectiveness has attracted much interest. The SND can be performed by using bacterial attachment growth. The COD/N ratio is one of the effective parameters on the SND process. It can influence the process performance by changing the biofilm mass and the bacterial population. For this reason, the purpose of this study was to investigate the effect of COD/N ratio on simultaneous nitrification and denitrification in aerobic moving-bed sequencing batch reactor (MBSBR). For this purpose, an aerobic MBSBR reactor was operated in two phases. The selected values for COD/N in phases 1 and 2 were 10 and 20, respectively. According to the results, doubling of COD/N significantly increased the biofilm mass from 15 mg/media to 25 mg/media and increased the effluent COD from 22 mg/L to 192 mg/L as well, for phases 1 and 2, respectively. However, it had trivial effect on the concentration of suspended solids. The ammonium concentration in effluent of phase 2 was around 30 mg N/L which was about 33% more than that of phase 1 (10 mg N/L). This indicates a decrease in the rate of ammonium oxidation in phase 2 which most probably was attributed to increase of the population of heterotrophic bacteria and inhibition of the growth of autotrophs as a result of the higher abundance of organic matter in this phase compared with phase 1. In phase 2, in spite of increasing biofilm mass and part of the organic matter remaining until the end of the cycle (the factors that make the conditions more desirable for denitrification), denitrification decreased and from about 39% in phase 1 reached 12 % in this phase. The reason for this observation was the lack of proper nitrification and low concentration of nitrate in phase 2. Therefore, it can be said that by increasing COD/N ratio, the nitrate concentration, or in the other words the nitrification process, has become the controlling factor of the denitrification process. In general, in phase 1 (COD/N of 10) simultaneous nitrification and denitrification took place much better so that more than three-fold nitrogen removal efficiency was achieved compared with phase 2 (COD/N of 20).<strong>ترکیبات نیتروژنی نظیر آمونیوم و نیترات، از جمله متداولترین آلایندههای موجود در فاضلابها و منابع آب هستند. حذف این ترکیبات از محیطهای آبی، بهمنظور کاهش اثرات سوء محیطزیستی و بهداشتی آنها اهمیت بهسزایی دارد. یکی از روشهای بیولوژیکی حذف نیتروژن که بهدلیل راهبری ساده و کم هزینه، امروزه مورد توجه قرار گرفته است، فرایند شورهسازی و شورهزدایی همزمان (</strong><strong>SND</strong><strong>) است که بهواسطه رشد چسبیده باکتریایی، امکانپذیر میشود. نسبت </strong><strong>COD/N</strong><strong> یکی از پارامترهای اثرگذار بر فرایند </strong><strong>SND</strong><strong> است که میتواند با اثرگذاری بر جرم بیوفیلم و جمعیت باکتریایی، عملکرد فرایند را تحت تأثیر قرار دهد. ازاینرو هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تأثیر نسبت </strong><strong>COD/N</strong><strong> بر شورهسازی و شورهزدایی همزمان در راکتور ناپیوسته متوالی هوازی با بستر متحرک (</strong><strong>MBSBR</strong><strong>) است. به این منظور یک راکتور </strong><strong>MBSBR</strong><strong> هوازی در دو فاز بهرهبرداری شد. نسبت </strong><strong>COD/N</strong><strong> در فازهای 1 و 2 بهترتیب برابر با 10 و 20 در نظر گرفته شد. طبق نتایج بهدستآمده، افزایش دو برابری </strong><strong>COD/N</strong><strong> در خوراک ورودی به سیستم، موجب افزایش جرم بیوفیلم از 15 به</strong><strong>mg/media </strong><strong> 25 و نیز افزایش قابل توجه </strong><strong>COD</strong><strong> خروجی از سیستم از 22 به 192 میلیگرم در لیتر، بهترتیب برای فازهای 1 و 2 شد، اما تأثیر قابل توجهی بر غلظت جامدات معلق نداشت. غلظت آمونیوم در جریان خروجی از سیستم در فاز 2 در حدود </strong><strong>mg N/L</strong><strong> 30 بود که به میزان 33 درصد نسبت به فاز 1 (</strong><strong>mg N/L</strong><strong>10) افزایش نشان داد. این مسئله نشاندهنده کاهش نرخ شورهسازی در فاز 2 بود که دلیل آن، افزایش جمعیت باکتریهای هتروتروف و محدود شدن رشد اتوتروفها در اثر وفور و افزایش قابل توجه غلظت ماده آلی در فاز 2 نسبت به فاز 1 تشخیص داده شد. همچنین در فاز 2، علیرغم افزایش جرم بیوفیلم و باقی ماندن بخشی از ماده آلی تا انتهای سیکل (عواملی که شرایط را برای شورهزدایی مطلوبتر مینماید)، شورهزدایی نیز با کاهش مواجه شد و از حدود 39 درصد در فاز 1 به 12 درصد در فاز 2 رسید. دلیل کاهش شورهزدایی در فاز 2، عدم انجام مناسب شورهسازی و کم بودن غلظت نیترات در این فاز بود. در نتیجه میتوان گفت با افزایش </strong><strong>COD/N</strong><strong>، غلظت نیترات و یا بهعبارت دیگر فرایند شورهسازی، به عامل کنترلکننده فرایند شورهزدایی تبدیل شده است. بهطورکلی، در فاز 1 فرایند شورهسازی و شورهزدایی همزمان به شکل مطلوبتری انجام شد و بازدهی حذف نیتروژن نسبت به فاز 2، بیش از سه برابر بود.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_103183_aed737b40603e488b2e24b932bfff473.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Application of Immobilized Tyrosinase for Phenol Degradation in Batch and Continuous Operation Modesبهکارگیری آنزیم تایروزیناز تثبیت شده برای تخریب فنل در فرایند ناپیوسته و پیوسته162610373110.22093/wwj.2019.200946.2922FAناهید سلطانی فیروزکارشناسی ارشد مهندسی شیمی، پژوهشکده مهندسی نفت،
پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایرانرضا پناهیاستادیار، پژوهشکده مهندسی نفت، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایرانبابک مختارانیاستاد، پژوهشکده مهندسی نفت، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایرانفرشاد یزدانیاستادیار، پژوهشکده مهندسی نفت، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایرانJournal Article20190908Conventional technologies for degradation of phenolic compounds encounter several challenges such as large energy consumption and sludge production. Enzymes, natural catalysts displaying a superb selectivity, can be used for phenol removal. In the present work, tyrosinase immobilized on cellulosic support was used for degradation of phenol in batch and continuous operation modes in different conditions. In this regard, the effect of concentration, flow rate and pH on degradation yield were investigated. The results proved that higher oxidation rates were clearly achieved in continuous operation compared with batch experiments. The pH of 6 and 7 were suitable for phenol removal. In continuous mode, the complete phenol degradation was observed where the initial phenol concentration of 25 ppm was applied at residence times between 3.1 and 6.4 min. However, the greatest overall degradation yield of 71% was obtained with the initial concentration of 25 ppm by utilizing the flow rate of 18 ml/h. The degradation yield of 54% was found in recycling modes at initial phenol concentration of 25 ppm and a flow rate of 30 ml/h. Based on the results, degradation of phenol using tyrosinase can be considered as a valuable and green method.<strong>فناوریهای مرسوم در زمینه حذف ترکیبات فنلی دارای چالشهایی نظیر مصرف انرژی زیاد و لجن تولیدی هستند. آنزیمها بهعنوان کاتالیستهای طبیعی با انتخابگری بسیار زیاد میتوانند برای حذف فنل استفاده شوند. در این پژوهش تایروزیناز بر روی بستر سلولزی تثبیت شد و برای حذف فنل در فرایند ناپیوسته و پیوسته تحت شرایط مختلف استفاده شد. تأثیر غلظت فنل، دبی و اسیدیته محیط بر بازده فرایند بررسی شد. نتایج نشان داد در مقایسه با فرایند ناپیوسته، نرخ حذف فنل در فرایند پیوسته، بیشتر است. برای حذف فنل، </strong><strong>pH</strong><strong>های 6 و 7 مناسب بودند. در فرایند پیوسته بیشترین میزان بازده کلی حذف فنل معادل 71 درصد با محلول فنلی 25 میلیگرم در لیتر و دبی 18 میلیلیتر در ساعت حاصل شد. در فرایند با جریان بازگشتی بازده حذف 54 درصد با غلظت اولیه 25 میلیگرم در لیتر و دبی 30 میلیلیتر در ساعت بود. نتایج نشان داد حذف فنل با استفاده از آنزیم تایروزیناز میتواند بهعنوان یک روش سبز مدنظر باشد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_103731_2e58411a41b9eeb1d8c0014cc44021d3.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Molecular Dynamics Simulation of Separation of Water-Acetone Mixture Using Carbon Nanotubes and Investigating the Effect of Nanotubes Size and Applied Pressure on the Separation Processشبیهسازی دینامیک مولکولی جداسازی مخلوط آب- استون توسط نانولولههای کربنی و بررسی تأثیر اندازه نانولولهها و فشار هیدرواستاتیک اعمالی در روند جداسازی273910379510.22093/wwj.2019.194617.2899FAجعفر عظمتاستادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه فرهنگیان، تهران، ایران0000-0003-3939-6455Journal Article20190717In many industrial processes, the acetone solvent is mixed with water in various proportions, and it is not possible to separate these mixtures without consuming a great deal of cost and energy. Nowadays, scientists are looking at some methods to separate solvents more efficiently without consuming too much energy. Therefore, given the importance of different solvent separation processes and their reuse in industry, in this research, for the first-time molecular dynamics simulation of water-acetone mixture separation using armchair carbon nanotube was performed. To separate the water-acetone mixture, the (5,5) and (6,6) armchair carbon nanotube was used so that these nanotubes acted as a separator filter for the water-acetone mixture. For this, we used molecular dynamics simulation method. Also, the hydrostatic pressure, as an external force, was applied to the desired system to separate water and acetone from each other with selectively passing them through the nanotubes. The results showed that by changing the type of the nanotube, the process of separating this mixture showed a different behavior; so that, this mixture was completely separated using the (5,5) carbon nanotube with small diameter, while in the presence of (6.6) carbon nanotube with large diameter, the separation was not complete and both solvents passed through this type of nanotube in different proportions, which was not desirable. To better understand the results and their interpretation, some analyses including the permeated water or acetone molecules through nanotubes, the density profile, the potential of the mean force, retention time, and hydrogen bonds of the system were also extracted. According to the results of the present study, armchair carbon nanotubes with suitable diameter can be used for separation of some aqueous mixtures, including water-acetone mixture, which will enable us to obtain pure species of each solvent, allowing them to be reused and save costs.<strong>در بسیاری از فرایندهای صنعتی، حلّال استون به نسبتهای مختلف با آب مخلوط میشود و جداسازی این مخلوطها بدون صرف هزینه و انرژی زیاد ممکن نیست. امروزه پژوهشگران در پی یافتن روشهایی هستند که بدون صرف انرژی زیاد، امکان جداسازی کاملتر و بهتر حلّالها فراهم شود. لذا با توجه به اهمیت فرایندهای جداسازی حلّالهای مختلف از همدیگر و استفاده دوباره از آنها در صنعت، در این پژوهش برای اولین بار شبیهسازی دینامیک مولکولی جداسازی مخلوط آب- استون با استفاده از نانولولههای کربنی صندلیشکل انجام شد. بهمنظور جداسازی مخلوط آب- استون نانولولههای کربنی صندلیشکل با کایرالیته (5،5) و (6،6) استفاده شد که در واقع نانولولههای کربنی بهعنوان فیلتر جداکننده برای مخلوط آب- استون عمل کردند. برای این منظور از روش شبیهسازی دینامیک مولکولی استفاده شد. همچنین فشار هیدرواستاتیک، بهعنوان یک نیروی خارجی، به سیستم مورد نظر اعمال شد تا گونههای موجود در سیستم با عبور انتخابپذیر از داخل نانولولهها از همدیگر جدا شوند. نتایج شبیهسازی نشان داد که با تغییر نوع نانولوله، فرایند جداسازی این مخلوط، رفتار متفاوتی نشان میدهد، بهطوری که با استفاده از نانولولههای کربنی (5،5) با قطر کوچکتر، جداسازی کامل این مخلوط انجام شد، در حالی که در حضور نانولولههای کربنی (6،6) با قطر بزرگتر، جداسازی به صورت کامل انجام نشد و از هر دو حلّال به نسبتهای مختلف از این نوع نانولوله عبور کردند که مطلوب نبود. برای درک بهتر نتایج و تفسیر آنها، برخی آنالیزها شامل مقدار عبوری مولکولهای آب و استون، پروفایل دانسیته، پتانسیل نیروی میانگین، زمان بازداری و پیوندهای هیدروژنی بین گونههای سیستم نیز استخراج شد. با توجه به نتایج این پژوهش، از نانولولههای کربنی با قطر مناسب برای جداسازی برخی مخلوطهای آبی از جمله مخلوط آب- استون میتوان استفاده کرد و به گونههای خالص هر یک از حلّالها دست یافت که این امر باعث استفاده مجدد از آنها و صرفهجویی در هزینهها خواهد شد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_103795_3b962a411414b35c452f045617de6f1e.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Effects of Iron and Graphene Oxide on the Photocatalytic activity of Titanium Dioxide for Methylene Blue Degradationبررسی تأثیر استفاده از آهن و گرافن اکسید بر فعالیت فتوکاتالیستی تیتانیمدیاکسید بهمنظور تخریب ماده رنگزای متیلن آبی405610392310.22093/wwj.2019.188383.2879FAلیلا زادمهردانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایرانشیوا سالمدانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایرانJournal Article20190601Among the photocatalysts, Titanium dioxide (TiO<sub>2</sub>) is mostly used for wastewater treatment. Nevertheless, large band gap, rapid recombination of electron–hole along with difficult separation process limits TiO<sub>2</sub> applications in industrial scale. In this study, the photocatalytic activity and separation of TiO<sub>2</sub> were improved by combined application of Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> and graphene oxide. X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (FESEM), and magnetization measurement (VSM) was utilized to characterize the sample and the photocatalytic degradation of methylene blue under visible light irradiation was evaluated by UV-vis spectrophotometer. The results indicate the successful preparation of purified TiO<sub>2</sub>/Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>/GO nanocomposite by a two-step sol gel-hydrothermal method. The enhanced photocatalytic activity of nanocomposite is attributed to the simultaneous application of iron oxide and graphene oxide. The maximum photocatalytic decoloration (90%) is achieved within 80 min under lamp irradiation. The superparamagnetism of nanocomposites provided a convenient route for separation of the catalyst from the reaction mixture by an external magnet.<strong>تیتانیمدیاکسید از جمله فتوکاتالیستهایی است که بهدلیل خواص منحصر بهفرد، بیشترین کاربرد را در فرایندهای تصفیه پسابهای صنعتی دارد. گاف انرژی بالا، بازترکیب الکترون-حفره و عدم قابلیت جداسازی پودر از فاضلاب تصفیه شده از جمله موانع گسترش استفاده از </strong><strong>TiO<sub>2</sub></strong><strong> در مقیاس صنعتی است. در پژوهش حاضر از </strong><strong>Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub></strong><strong> و گرافن اکسید بهمنظور جداسازی و بهبود خواص فتوکاتالیستی </strong><strong>TiO<sub>2</sub></strong><strong> استفاده شد. مشخصهیابی نمونهها با استفاده از پراش اشعه ایکس، طیفسنج فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه مغناطیسسنج انجام شد و عملکرد فتوکاتالیستی کامپوزیتها در حذف متیلن آبی تحت تابش نور مرئی توسط روش اسپکتروفتومتری </strong><strong>UV-vis</strong><strong> ارزیابی شد. نتایج حاصل نشان دهنده سنتز موفق نانوکامپوزیت </strong><strong>TiO<sub>2</sub>/Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>/GO</strong><strong> با استفاده از روش دو مرحلهای سل ژل- هیدروترمال با خلوص بالا است. استفاده همزمان از </strong><strong>GO</strong><strong> و </strong><strong>Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub></strong><strong> فعالیت فتوکاتالیستی را بهصورت قابل توجهی بهبود میبخشد بهطوری که در مدت 80 دقیقه پرتودهی، امکان دستیابی به تخریب 90 درصد از ماده رنگزا امکانپذیر میشود. بهدلیل خواص سوپرپارامغناطیسی محصول سنتز شده، نانوکامپوزیت پس از انجام عملیات تخریب بهراحتی با استفاده از میدان مغناطیسی قابل جداسازی است.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_103923_e430a186953d6f2ca44de34517a84ee5.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Experimental Study of Air Flow in a Vortex Structure Using Full Factorial Methodمطالعه آزمایشگاهی جریان هوا در شفت ریزشی گردابی با استفاده از روش فاکتوریل کامل577010392410.22093/wwj.2019.190172.2886FAمحمد محمودی راددانشجوی دکترای سازههای هیدرولیکی، بخش مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران0000-0002-8274-098xمحمد جواد خانجانیاستاد، بخش مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایرانJournal Article20190615Vortex drop shaft (Vortex structure) is used in sewage and drainage systems to transfer fluid from surface conduit to deep underground tunnels. During the plunge, large volume of air is entrained into the water and then released of the drop shaft downstream. In the current research, an experimental model, made of Plexiglas segments, was set up to investigate hydraulic performance of vortex structure. Dimensional analysis results illustrated that ratio of sump depth to shaft diameter (H<sub>s</sub>/D), ratio of drop total height to shaft diameter (L/D), and Froude number (F<sub>r</sub>) were considered effective variables on relative air discharge (β=Q<sub>a</sub>/Q). The ability of the full factorial method (FFM), to describe this structure’s hydraulic characteristics, was validated using experimental data. The results indicated that the relative air discharge changed from 0.048 to 0.278 and increased with an increase in F<sub>r</sub>, L/D and H<sub>s</sub>/D factors. With respect to the maximum velocity of air outflow from the structure of the air vent pipes (with the same diameter D<sub>a</sub>), located between the 4D<sub>a</sub> and 9D<sub>a</sub> from the axis of the vertical shaft, this range is recommended for installation of air vent pipes. Furthermore, a regression-based-equation in the form of a quadratic polynomial as a function of H<sub>s</sub>/D, L/D and F<sub>r</sub> was proposed to estimate relative air discharge (β).<strong>شفت ریزشی گردابی (سازه ورتکس) در سیستمهای جمعآوری فاضلاب و زهکشی شهری بهمنظور انتقال سیال از مجاری سطحی به تونلهای زیرزمینی عمیق بهکار میرود. در طول ریزش، مقدار زیادی هوا به داخل آب نفوذ میکند و در پاییندست شفت ریزشی آزاد میشود. در این پژوهش، با ساخت مدل فیزیکی سازه از قطعات پلکسیگلاس، جریان هوا در سازه مطالعه شد. با استفاده از آنالیز ابعادی نشان داده شد که عدد فرود جریان (</strong><strong>F<sub>r</sub></strong><strong>)، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت (</strong><strong>L/D</strong><strong>) و نسبت عمق چاهک به قطر شفت (</strong><strong>H<sub>s</sub>/D</strong><strong>)، عوامل مؤثر بر دبی نسبی هوا (</strong><strong>b</strong><strong>=Q<sub>a</sub>/Q</strong><strong>) در سازه هستند. دقت و توانایی روش فاکتوریل کامل برای توصیف عملکرد سازه در میزان هوای خروجی از آن با استفاده از دادههای آزمایشگاهی تأیید شد. نتایج نشان داد که دبی نسبی هوا در سازه بین 048/0 تا 278/0 تغییر میکند و با افزایش عوامل</strong><strong>F<sub>r</sub> </strong><strong>، </strong><strong>L/D</strong><strong> و </strong><strong>H<sub>s</sub>/D</strong><strong> افزایش مییابد. همچنین با توجه به این که بیشترین سرعت خروج هوا از سازه مربوط به لولههای هواگیری (با قطر یکسان </strong><strong>D<sub>a</sub></strong><strong>) است که در فاصله بین </strong><strong>D<sub>a</sub></strong><strong>4 تا </strong><strong>D<sub>a</sub></strong><strong>9 از محور شفت قائم قرار دارند، لذا محل مناسب استقرار مجرای هواگیری برای سازه در این محدوده تعیین شد. علاوه بر این معادلهای غیر خطی به صورت تابعی از </strong><strong>F<sub>r</sub></strong><strong>، </strong><strong>L/D</strong><strong> و </strong><strong>H<sub>s</sub>/D</strong><strong> برای تخمین دبی نسبی هوا در سازه ورتکس با استفاده از آنالیز رگرسیون ارائه شد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_103924_ceece6c876303b0ee3249701b3d7b01b.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Membrane Fouling Reduction in a MBR Process by Combination of NaOCl Oxidation and FeCl3 Flocculation Agentsکاهش گرفتگی غشا در فرایند MBR با استفاده تلفیقی از NaOCl بهعنوان اکسیدان و FeCl3 بهعنوان لختهساز718610411610.22093/wwj.2019.187404.2876FAمحمد صبوحیدانشجوی دکترا، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایرانعلی ترابیاناستاد، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایرانناصر مهردادیاستاد، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایرانعلی بزرگاستادیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایرانJournal Article20190528The combination of oxidation and flocculation has been used to alleviate the membrane fouling in MBR systems. As common and cheap additives, NaOCl and FeCl<sub>3</sub> were employed to prolong the operation life of the membranes. To achieve the highest performance in terms of the SMPs and COD removal, the optimum dosages of FeCl<sub>3</sub> and NaOCl additives were first evaluated. To do so, using the jar test, optimum dosages of 2 mg/L and 2 mg/L were respectively determined for the FeCl<sub>3</sub> and NaOCl, leading to the highest possible SMPs and turbidity removals of 20.1% and 91%. Using such optimal dosages, different scenarios were examined and the MBR experiments were then conducted in three stages designed to have no chemical addition (stage 1), FeCl<sub>3</sub> (stage 2), and a combination of FeCl<sub>3</sub> and NaOCl (stage 3) to assess the effect of the additives on membrane performance under continuous flow condition. The results revealed that, although at such dosages, the additives were not able to affect the nitrifying and heterotrophic bacteria, when simultaneously employed (stage 3), they were able to significantly lower the cake layer resistance and the operating time by 4.3 and 2.6 times when compared to the conventional MBR systems (stage 1) and the ones flocculated by FeCl<sub>3 </sub>(stage 2).<strong>در این پژوهش استفاده تلفیقی از فرایندهای اکسیداسیون و لختهسازی بهمنظور کاهش گرفتگی غشا در یک بیوراکتور غشایی بررسی شد. </strong><strong>NaOCl</strong><strong> بهعنوان اکسیدان و </strong><strong>FeCl<sub>3</sub></strong><strong> بهعنوان لختهساز ارزان قیمت و متداول در صنعت برای پیش تصفیه و افزایش زمان بهرهبرداری از غشا استفاده شد. دز بهینه </strong><strong>FeCl<sub>3</sub></strong><strong> و </strong><strong>NaOCl</strong><strong> از طریق آزمایشهای جار بهترتیب 2 و 2 میلیگرم در لیتر محاسبه شد که منجر به کارایی حذف 1/20 درصد مواد محلول ترشح شده از میکربها و 91 درصد کدورت شد. سپس با استفاده از دز بهینه، مواد افزودنی سناریوهای مختلف بررسی شد و سناریوهای برتر برای انجام آزمایشهای بلندمدت انتخاب شدند. آزمایشهای بلندمدت در سه مرحله بدون تزریق ماده شیمیایی (مرحله اول)، با تزریق </strong><strong>FeCl<sub>3</sub></strong><strong> (مرحله دوم) و با تزریق همزمان </strong><strong>NaOCl</strong><strong> و </strong><strong>FeCl<sub>3</sub></strong><strong> (مرحله سوم) انجام شد. نتایج نشان داد که تزریق مواد افزودنی، تأثیر منفی بر باکتریهای نیتریفای و هتروتروف ندارد. روش جدید توسعه داده شده در این پژوهش بهطور چشمگیری فشار انتقال غشایی را کاهش داد بهطوری که زمان بهرهبرداری از غشا در مرحله سوم، 3/4 برابر نسبت به مرحله اول و 6/2 برابر نسبت به مرحله دوم افزایش یافت.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_104116_7c1792b888a7e5d5de0663cfb26eb77a.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Study of Photocatalytic Activity of Zinc Oxide Nanoparticles Extracted from Leaching Residue of Zinc Melting Factory to Remove NB21 dye in UV lightمطالعه فعالیت فوتوکاتالیزوری نانوذرات اکسید روی بهدست آمده از پسماند لیچینگ کارخانه ذوب روی برای حذف رنگ NB21 در نور فرابنفش879810411010.22093/wwj.2020.187540.2875FAسمانه السادات گجراتیدانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی معدن، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایرانمحمود حاجی صفریدانشیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایرانمحمد مهدی خسروی راددانشجوی دکترا، گروه مهندسی معدن، واحد بافق، دانشگاه آزاد اسلامی، بافق، ایرانJournal Article20190526Textile and dyeing industries are important industries in every country. Reactive colors soluble in water due to high brightness, low energy consumption and simple application method are one of the most important groups of colors used in the textile industries. Wastewater containing colors such as R198 is hazardous to the ecosystem and health, so a way to remove color from the wastewater is needed. The photocatalytic process is one of the advanced oxidation processes, that has shown the capability for eliminating various toxic and degradable compounds. In this study, zinc oxide nanoparticles were obtained from the purified solution of the residue of Zinc melting factory in Bafgh. The nanoparticles obtained by various devices were studied and analyzed. The formation, purity and optical properties of Zinc Oxide nanoparticles were investigated by Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR) test. Finally, in order to investigate the photocatalytic properties of the nanostructures, NB21 reactive color, which is one of the most applicable and important colors in the textile industry, and is harmful to the environment was removed. The three parameters of color concentration, pH and amount of nanoparticle on its dye under UV rays were studied. The results of X-Ray Diffraction pattern (XRD), represents the crystalline and hexagonal structure of the samples. According to the Transmitted Electron Microscope (TEM) images, the sample has clear spherical shapes and distinct hexagonal dimensions in the range of 40-120 nm. Under optimum conditions, with 15 ml of color solution with concentration 0.1912 g/L, pH=5 and nanoparticle 0.06 gram at time interval of 120 minutes with application of bleaching process under UV rays, 94% of the color was degraded.<strong>صنایع نساجی و رنگرزی یکی از صنایع مهم و پایه در هر کشوری است. رنگهای راکتیو محلول در آب بهدلیل درخشندگی زیاد، مصرف انرژی کم و روشهای کاربردی ساده، یکی از مهمترین گروه رنگهای مورد استفاده در فرایند رنگرزی در صنعت نساجی هستند. پساب حاوی رنگهایی مانند </strong><strong>NB21</strong><strong> برای اکوسیستم و سلامت عمومی خطرناک است و لازم است قبل از ورود پساب به اکوسیستم، رنگهای موجود در آن با روشی حذف شوند. فرایند فتوکاتالیستی یکی از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته است که توانایی آن برای حذف انواع ترکیبات سمّی و سخت تجزیهپذیر اثبات شده است. در این پژوهش نانوذرات اکسید روی از محلول خالصسازی شده حاصل از پسماند کارخانه ذوب روی بافق بهدست آمد. نانوذره بهدست آمده توسط دستگاههای مختلفی بررسی و آنالیز شد. تشکیل، خلوص و خواص نوری نانوذرات اکسید روی توسط طیفسنج مادون قرمز بررسی شد. در نهایت این نانوساختارها بهمنظور بررسی خواص فتوکاتالیستی آنها، حذف رنگ راکتیو </strong><strong>NB21</strong><strong> و بررسی سه پارامتر غلظت رنگ، </strong><strong>pH</strong><strong> و میزان نانوذره بر رنگبری آن، تحت پرتو </strong><strong>UV</strong><strong>، بهکار برده شدند. نتایج الگوهای پراش پرتو ایکس، نشاندهنده ساختار ورتزیت و شش وجهی نمونه و بلوری بودن آن بود. با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری، نمونه دارای شکلهای واضح کروی و ابعاد شش گوش کاملاً مشخصی در محدوده بین 40 تا 120 نانومتر بود. در شرایط بهینه شامل 15 میلیلیتر رنگ با غلظت 1912/0 گرم در لیتر، </strong><strong>pH</strong><strong> برابر 5 و میزان نانو ذره 06/0 گرم طی مدت زمان 120 دقیقه اعمال فرایند رنگبری تحت پرتو </strong><strong>UV</strong><strong>، 94 درصد از رنگ تخریب شد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_104110_831c759f53e148b23061d8e757d17e07.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Urban Surface Runoff Simulation and Prioritization of Critical Sub Catchments Using SWMM Model and TOPSIS Method (Case Study: Shahrekord City)شبیهسازی رواناب سطحی شهری و اولویتبندی زیرحوضههای بحرانی با استفاده از مدل SWMM و روش TOPSIS (مطالعه موردی: شهر شهرکرد)9911310592410.22093/wwj.2020.209846.2957FAمجید امیدی ارجنکیدانشجوی کارشناسی ارشد عمران، گرایش آب و سازه هیدرولیکی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایرانحامدرضا ظریف صنایعیاستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایرانهیثم حیدرزادهاستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایرانJournal Article20191130Runoff in urban areas causes road flooding. This issue has many problems in itself. Identifying areas prone to urban floods and flood-prone areas can greatly assist in planning of prevention and control of possible floods. In this study, using SWMM model, Shahrekord surface runoff collection network was simulated in 2, 5 and 10 year return periods. Model calibration was performed on 2 rainfall events on runoff depth parameter in several canal and random nodes. Sensitivity analysis was performed on the parameters affecting the total runoff of the catchment, and the equivalent width parameter was identified as the most sensitive parameter of the catchment. After calibration, validation was performed with optimum values in 2 other rainfall events. NSE, RMSE, and BIAS% coefficients were used to determine the modeling error in the calibration and validation steps in witch the values of the coefficient of NSE obtained more than 0.8 in calibration and more than 0.9 in validation. These results showed that the simulation has a good accuracy. Results of SWMM model showed that surface runoff collection network is not sufficient for passing surface runoff during different return periods and the sub catchments 20, 90, 25, 39 and 99 have the highest amount of runoff, respectively. The results of TOPSIS method also showed that the most critical sub catchments are 92, 20, 25, 39 and 90, respectively. Most of these sub catchments are located in the southern part of the city. Due to the high density of residential and commercial areas and the lack of enough green space, the percentage of impermeable areas has been developed and as a result, the production of runoff has been increased. Comparison of SWMM model and TOPSIS method results shows 80% compliance in the selection of critical sub catchments. Therefore, using multi-criteria decision making algorithms such as TOPSIS can increase the accuracy of SWMM model in selecting and prioritizing the critical sub catchments. As a result, using this approach improves the decision making process in critical times.<strong>جاری شدن رواناب در نواحی شهری، باعث آبگرفتگی معابر میشود. این موضوع همواره مشکلات زیادی را به همراه دارد. شناسایی مناطق مستعد وقوع سیلابهای شهری و نقاط دارای آبگرفتگی، میتواند کمک زیادی به برنامهریزی برای جلوگیری و کنترل سیلابهای احتمالی کند. در این پژوهش با استفاده از مدل </strong><strong>SWMM</strong><strong>، شبکه جمعآوری رواناب سطحی شهر شهرکرد، در دوره بازگشتهای 2، 5 و 10 ساله شبیهسازی شد. واسنجی مدل در 2 رویداد رگباری بر روی پارامتر عمق رواناب در چند کانال و گره تصادفی انجام شد. با انجام آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای تأثیرگذار بر میزان رواناب کل حوضه، پارامتر عرض معادل بهعنوان حساسترین پارامتر حوضه شناخته شد. پس از انجام کالیبراسیون، صحتسنجی با مقدار بهینه در 2 رویداد رگباری دیگر انجام شد. برای تعیین خطای مدلسازی از ضرایب </strong><strong>NSE</strong><strong>، </strong><strong>RMSE</strong><strong>، و درصد </strong><strong>BIAS</strong><strong>، در مراحل واسنجی و صحتسنجی استفاده شد که بهعنوان نمونه مقدار ضریب </strong><strong>NSE</strong><strong>، در مرحله واسنجی بیشتر از 8/0 و در مرحله صحتسنجی بیش از 9/0 به دست آمد. این نتایج نشان از دقت خوب شبیهسازی دارد. نتایج مدل </strong><strong>SWMM</strong><strong> نشان داد شبکه جمعآوری رواناب سطحی کفایت لازم را برای عبور رواناب سطحی در دوره بازگشتهای مختلف ندارد و زیرحوضههای 20، 90، 25، 39 و 99 بهترتیب دارای بیشترین مقدار رواناب هستند. نتایج روش </strong><strong>TOPSIS</strong><strong> نیز نشان داد که بحرانیترین زیرحوضهها، بهترتیب 92، 20، 25، 39 و 90 هستند. اغلب این زیرحوضهها در مناطق جنوبی شهر واقع شدهاند. در این مناطق بهدلیل تراکم زیاد مناطق مسکونی و تجاری و عدم وجود فضای سبز کافی درصد مناطق نفوذناپذیر و در نتیجه میزان رواناب تولیدی، افزایش یافته است. مقایسه نتایج مدل </strong><strong>SWMM</strong><strong> و روش </strong><strong>TOPSIS</strong><strong> نشان از تطابق 80 درصدی در انتخاب زیرحوضههای بحرانی دارد. بنابراین استفاده از الگوریتمهای تصمیمگیری چند شاخصهای مانند روش </strong><strong>TOPSIS</strong><strong> میتواند دقت مدل </strong><strong>SWMM</strong><strong> را در انتخاب و اولویتبندی زیرحوضههای بحرانی، افزایش دهد. در نتیجه استفاده از این روش باعث بهبود روند تصمیمگیری در مواقع بحرانی میشود.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_105924_93fb2c21889ca5a6c9c43cfaad998e74.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Removal of Methylene Blue Pollutant from Wastewater Using ZnFe2O4-ZnO-Perlite Nanocomposite in Batch Reactorحذف آلاینده متیلن بلو از پساب با استفاده از نانو کامپوزیتZnFe2O4-ZnO-perlite در راکتور ناپیوسته (Batch)11412610956010.22093/wwj.2020.188320.2878FAراحله بیاتگروه شیمی کاربردی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایرانپیروز درخشیاستادیار، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایرانرحمت الله رحیمیاستاد، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده شیمی، تهران، ایرانعلی اکبر سیف کردیاستاد، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایرانمحبوبه ربانیاستادیار، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانJournal Article20190601Methylene blue is the most common colored material that is used to stain cotton, wool and silk; it has a high global consumption, and is found in high-tech textile wastewater. In this study, the photocatalysis degradation reaction of methylene blue (MB) in polluted water was performed using a ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>-ZnO-perlite nanocomposite in suspension condition under UV and visible LED illumination in a batch photoreactor. To prepare ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>-ZnO-perlite nanocomposite, first, ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4 </sub>nanospheres were synthesized by hydrothermal route, ZnO nanoparticles were prepared via sol-gel method in media containing perlite and ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>. To detect prepared nanocomposite, scanning electron microscopy (SEM) images, Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray powder diffraction (XRD) pattern were used. Effects of operating factors on photocatalyst degradation such as catalyst amount, powers of UV and visible LED lamps, radiation duration and reaction temperature were investigated. The highest efficiency was obtained under optimal conditions (3 g/L photocatalyst amount, UV power and LED power of 20 watts, the radiation time of 120 minutes and temperature of 35 ºC). The kinetic reaction was investigated in optimal conditions and the results showed that its kinetics was first order and the results were acceptable in these studies. Based on these results, a method for photocatalytic degradation was obtained using a ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>-ZnO-perlite nanocomposite, which can be used to expand it into industrial form, for wastewater treatment in industry.<strong>متیلن ﺑﻠﻮ رایجترین ﻣﺎده رﻧﮕﯽ در جهان برای رﻧﮓآمیزی پنبه، ﭘﺸﻢ و اﺑﺮیشم با مصرف زیاد است که در پساب صنایع نساجی به مقدار زیاد یافت میشود. در این پژوهش واکنش تجزیه فوتوکاتالیزگری متیلن بلو در پساب با استفاده از نانوکامپوزیت </strong><strong>ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>-ZnO-perlite</strong><strong> در حالت سوسپانسیون و تابش نورهای فرابنفش و مرئی </strong><strong>LED</strong><strong> در فوتوراکتور ناپیوسته انجام شد. برای تهیه نانوکامپوزیت </strong><strong>ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>-ZnO-perlite</strong><strong>، ابتدا ترکیب نانوگویهای </strong><strong>ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub></strong><strong> با استفاده از روش هیدروترمال سنتز شد. در ادامه، نانوذرات اکسید روی در محیط حاوی پرلیت و </strong><strong>ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub></strong><strong> با روش سل-ژل سنتز شد. برای شناسایی نانوکامپوزیت تهیه شده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی تبدیل فوریه-زیر قرمز و همچنین الگوی پراش پرتو ایکس استفاده شد. تأثیر عوامل عملیاتی در تجزیه فوتوکاتالیزگری نظیر مقدار کاتالیزگر، توان لامپهای </strong><strong>UV</strong><strong> و مرئی </strong><strong>LED</strong><strong>، مدت زمان تابش و دمای واکنش بررسی شد و بیشترین کارایی در شرایط بهینه با مقدار نانو فوتوکاتالیزگر 3 گرم در لیتر، توان لامپهای فرابنفش و مرئی </strong><strong>LED</strong><strong> 20 وات، مدت زمان تابش 120دقیقه و دمای 35 درجه سلسیوس مشاهده شد. واکنش از نظر سینتیکی در شرایط بهینه بررسی شد و نتایج نشان داد که سینتیک آن شبه مرتبه اول بود و نتایج قابل قبولی در این بررسیها به دست آمد. بر اساس این نتایج روشی برای تجزیه فوتوکاتالیزگری با استفاده از نانوکامپوزیت </strong><strong>ZnFe2O4-ZnO-perlite</strong><strong> بهدست آمد که میتوان با گسترش آن به شکل صنعتی، برای تجزیه پسابهای رنگی در صنایع استفاده نمود.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_109560_6d5487c3f6383da42eac218fc2d6bd3f.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Synthesis of Nanozeolite and its Efficiency in Reducing the Ca2+ of Shiraz Oil Refinery Wastewaterسنتز نانوزئولیت و مطالعه مقایسهای کارایی زئولیت سنتزی و طبیعی در کاهش یون کلسیم از پساب پالایشگاه نفت شیراز12714211171310.22093/wwj.2020.206120.2939FAسمیه محمدیاستادیار، گروه محیطزیست انسانی، دانشکده محیطزیست، کرج، ایرانسارا زارعدانشآموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی-HSE، گروه محیطزیست انسانی، دانشکده محیطزیست، کرج، ایرانJournal Article20191022The production of industrial wastewater with a variety of compounds is one of the major environmental challenges of human societies, posing a great threat to the health of society. In this study, synthesis of Y-type nanozeolite and its efficiency in reducing the Ca<sup>2+</sup> of Shiraz oil refinery effluent compared to acid treated natural zeolite was investigated. Synthensis of nanozeolites was performed by sol-gel method using sodium silicate and sodium aluminate solution. The synthesized samples were analyzed by X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy, and Brunauer-Emmett-Teller (BET) test. The X-ray diffraction results confirmed the crystalline structure of Y-type nanozeolites. The scanning electron microscopy images showed the formation of mesoporous particles. The specific porosity of the synthesized nanozeolite and also the total porosity were determined as 805.4m<sup>2</sup>/g and 0.4222 m<sup>3</sup>/g, respectively by BET analysis. Based on the nitrogen gas absorption / desorption isotherm, the presence of mesopores along the micro-pore in synthesized nanozeolite was confirmed. Kinetic studies showed the adsorption kinetics of both adsorbents are fit well with pseudo-second-order model, indicating that the interaction between the absorber surface and the adsorbent is the determining factor in adsorption process and diffusion of the Ca<sup>2+ </sup>ions to the inside of mesoporous zeolite canals is fast. The removal amount of Ca<sup>2+</sup> from wastewater of oil-refinery for natural zeolite(50 g) and nano zeolite(5 g) in 1 L wastewater after equilibrium time was determined as 60% and 95%, respectively and pH=7 was determined as the optimum pH.<strong>تولید فاضلابهای صنعتی با ترکیبات متنوع یکی از چالشهای بزرگ محیطزیستی جوامع بشری است که سلامت جامعه را به خطر میاندازد. با توجه به کمآبی کشور و مسئله تغییر اقلیم، راهکار استفاده مجدد از پساب صنایع و ورود مجدد پساب تولیدی بهچرخه مصرف صنعتی آن بسیار باارزش است. در این پژوهش زئولیت نانومتخلخل نوع </strong><strong>Y</strong><strong> سنتز شد و کارایی آن در کاهش سختی پساب پالایشگاه نفت شیراز در مقایسه با زئولیت طبیعی بررسی شد. سنتز زئولیت نانوحفره به روش سل-ژل با استفاده از محلول سیلیکات سدیم و آلومینات سدیم انجام شد. نمونه سنتز شده با آنالیز پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و سنجشگر تخلخل و سطح ویژه بررسی شد. نتایج پراش اشعه ایکس ساختار بلورین زئولیت نانوحفره نوع </strong><strong>Y</strong><strong> را تأیید کرد. تصاویر بهدست آمده از میکروسکوب الکترونی روبشی تشکیل نانوذرات متخلخل را نشان داد و سنجشگر تخلخل سطح ویژه نمونه سنتز شده و حجم کلی تخلخل را بهترتیب 4/805 مترمربع بر گرم و4222/0 مترمکعب بر گرم تعیین کرد. همچنین بر اساس سنجش مقدار گاز نیتروژن جذب/ واجذب شده توسط سطح ماده، وجود مزوحفره بههمراه میکروحفره در ذرات سنتز شده مشخص شد. پژوهشهای سینتیکی تابعیت سرعت جذب با مدل شبه مرتبه دو را تأیید کرد که نشان داد برقراری برهمکنش بین سطح جاذب و جذب شونده مرحله تعیین کننده سرعت بوده است. مقدار حذف یون کلسیم از پساب پالایشگاه بعد از زمان تعادل 120 دقیقه برای 2 جاذب زئولیت طبیعی (50 گرم) و نانوزئولیت (5 گرم) در 1 لیتر پساب و </strong><strong>pH</strong><strong> خنثی برابر با حدود 65 درصد و 95 درصد تعیین شد. </strong><strong>pH</strong><strong> خنثی بهعنوان </strong><strong>pH</strong><strong> بهینه برای جذب تعیین شد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_111713_73f97d2414678830e82e7d680242145d.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Optimal Quality Sensor Placement in Water Distribution Networks under Temporal and Spatial Uncertain Contaminationجانمایی بهینه حسگرهای کیفی در شبکههای توزیع آب با عدم قطعیت محل و زمان ورود آلودگی14315511137710.22093/wwj.2020.202339.2931FAمحمدعلی گرانمهرپژوهشگر، پژوهشکده آب و فاضلاب دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0000-0001-7075-915Xمحمد یوسفی خرایمپژوهشگر، پژوهشکده آیندهپژوهی، دانشگاه بینالمللی امامخمینی، قزوین، ایرانJournal Article20190923Contamination of a water distribution network (WDN) is one of the most dangerous events which may occur in accidental or deliberate conditions. The contamination spreads across the network based on the water flow and, as a result, has negative consequences on public health. In this regard, one of the most effective strategies is to install quality sensors. These sensors could reduce the damage due to detecting the contamination and applying appropriate policies. In this study, an optimization approach for quality sensor placement is presented. In this model, based on spatial and temporal uncertainty of input contaminant, a new parameter called maximum possible damage is introduced. Using EPANET as a hydraulic and quality simulator, the damage matrices are calculated for all possible values of temporal and spatial input contamination. In the following, these matrices are used in an optimization model in order to calculate the maximum possible damage. The genetic algorithm is implemented here to solve the problem. The presented method is investigated on a case study network, and results show that this method could find the optimal sensor placement and reduce the damage caused by contamination. As an example, it can be seen that installing one or two sensors could reduce the contaminated water damage by 56% and 78%, respectively.<strong>ورود آلودگی به شبکههای توزیع آب، یکی از خطرناکترین حوادث محتمل است که میتواند بهصورت تصادفی یا عمدی باشد. با توجه به جریان آب در شبکه، این آلودگی به نقاط مختلف منتقل میشود و سلامت مردم را به خطر میاندازد. در این راستا، نصب حسگرهای کیفی یکی از مؤثرترین راهکارهاست. با تشخیص آلودگی توسط این حسگرها و اعمال سیاستهای مناسب پس از آن، خسارت ناشی از مصرف آب آلوده کاهش مییابد. در این پژوهش، یک مدل بهینهساز برای جانمایی بهینه محل حسگرهای کیفی ارائه شد. به این منظور، با توجه به عدم قطعیت مربوط به محل ورود آلودگی و گام زمانی ورود آن، پارامتری با عنوان «بیشترین خسارت محتمل» معرفی شد. برای محاسبه این پارامتر، ابتدا ماتریسهای خسارت برای همه مقادیر محتمل محل و گام زمانی ورود آلودگی و به کمک شبیهساز EPANET محاسبه شدند. در ادامه این ماتریسها در مدل بهینهساز استفاده شده و طرح جانمایی حسگرها با هدف حداقلسازی بیشترین خسارت محتمل ارائه شد. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک برای بهینهسازی استفاده شد. نتایج تحلیل یک شبکه نمونه بهعنوان مورد مطالعاتی نشان داد جانمایی بهینه حسگر(های) کیفی بر اساس روش ارائه شده، تا حد زیادی توانست خسارت ناشی از ورود آلودگی به شبکه را کاهش دهد. بهعنوان نمونه مشاهده شد که اضافه کردن فقط یک یا دو حسگر کیفی در محلهای بهینه، میتواند خسارت ناشی از آلوده شدن آب را بهترتیب تا 56 و 78 درصد کاهش دهد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_111377_902a62ca84bea234f5487600df593b6b.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Investigation of the Behavior 2D of Trapped Air in the Water Conveyance Systems During Rapid Filling or Emptying Processبررسی رفتار دوبعدی هوای محبوس در خطوط انتقال طی فرایند پرشدن و تخلیه ناگهانی با روش عددی15617111138510.22093/wwj.2020.197239.2908FAرسول دانشفرازاستاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران0000-0003-1012-8342سعید دستگیریدانشجوی کارشناسی ارشد عمران آب و سازههای هیدرولیکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، ایرانبابک علی نژاداستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایرانمحسن بشارتدکترا سازههای هیدرولیکی، دانشگاه لیسبون، پرتقال0000-0001-5222-0679Journal Article20191130The trapped air in the water conveyance systems may cause the obstruction of flow, corrosion and adverse effect on the performance of valves and pumps. This study is part of the Abbas Abad Dam Drinking Water Transmission Line using Ansys Fluent Software, The behavior of air entrapped during the filling and discharging process and the effect of its existence on pressure changes were studied. Entrapped air was simulated at 0.5, 2, 3 m lengths and inlet pressures of 1.2456, 1.7456 and 2.2456 atmospheres for a 35-meter-long metal pipe with a discharge valve embedded in its outlet end. The effects of pressure-time changes were investigated in two ways: a) pressure changes in the pipe and drain valve and b) pressure changes inside the entrapped air. The results showed that the pressure changes in both cases were due to the large fluctuations in confined air and that the fluctuations continued until the drain valve was fully opened and the longer the confined air length was, the greater the amplitude and length of the created fluctuations. Modeling with similar boundary conditions without the presence of air indicates no pressure fluctuations. The results of the verification confirm the research results. Besides the Palau et al, 2019 results, calculation of relative error, RMSE and NRMSE were used in order to validate the numerical model results.<strong>هوای محبوس در سیستم لولههای انتقال آب میتواند باعث انسداد جریان، ایجاد خوردگی، تأثیر منفی بر عملکرد شیرآلات و پمپها شود. بنابراین در این پژوهش بخشی از خط انتقال آب شرب سد عباسآباد با استفاده از نرمافزار انسیس فلوئنت، رفتار هوای محبوس طی فرایند پرشدن و تخلیه ناگهانی و بررسی تأثیر وجود آن بر تغییرات فشار بررسی شد. هوای محبوس با طولهای 5/0، 2 ، 3 متر و فشار ورودی برابر 2456/1، 7456/1 و 2456/2 اتمسفر برای لولهای به طول 35 متر از نوع فلزی که شیر تخلیه در منتهیالیه خروجی آن تعبیه شده بود شبیهسازی شد. تأثیر تغییرات فشار-زمان به دو شیوه 1) تغییرات فشار در بدنه لوله و شیر تخلیه و 2) تغییرات فشار داخل هوای محبوس بررسی شد. نتایج نشان داد که تغییرات فشار در هر دو حالت بهدلیل وجود هوای محبوس با نوسانات بسیار زیادی توأم بود و این نوسانات تا باز شدن کامل شیر تخلیه ادامه داشت و هر اندازه طول هوای محبوس بزرگتر باشد دامنه و طول نوسانات ایجاد شده بیشتر خواهد بود. مدلسازی با شرایط مرزی مشابه و بدون حضور هوا نشاندهنده عدم وجود نوسانات فشاری است. برای صحتسنجی نتایج مدل عددی، از نتایج (Palau et al., 2019) و محاسبه درصد خطای نسبی و شاخصهای NRMSE , RMSE استفاده شد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_111385_d8a1a17c4bae106286d31ba2cfe888f4.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Determination of the Concentration of Linear Alkylbenzene Compounds in Surface Sediments of Rivers in the East of Mazandaranبررسی غلظت ترکیبات آلکیل بنزن خطی در رسوبات سطحی رودخانههای شرق استان مازندران17218311172310.22093/wwj.2020.192132.2895FAنعمت اله کمکیدانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه محیطزیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانعلیرضا ریاحی بختیاریاستاد، گروه محیطزیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانJournal Article20190526Linear alkylbenzenes is one of the most important surfactants in the industry. Due to their source specificity, degradation resistance and long-term survival in marine sediments, these compounds are unique molecular markers for studying organic matter input derivatives and their effects on aquatic environments. Due to the presence of multiple sources of these compounds in the study areas, this study was conducted to determine the linear alkyl benzene concentrations in the 5 rivers of Nekaroud, Tajan, Talaroud, Babolroud and Sorkhroud that lead to the Caspian Sea. In this study, 15 river samples were collected from the bottom of rivers (near estuaries) from 0-5 cm depth by Grab van veen device. After preparation, the extracted samples were injected into a gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS). Finally, the concentration of linear alkyl benzene compounds in surface sediments of 5 rivers leading to the Caspian Sea was determined. The average concentration of linear alkylbenzene compounds in rivers was determined in the range of 56730/28-91288/58 ng/g dry weight. Based on the results, stations in the densely populated and urban areas showed higher concentrations of these compounds. There was also a positive correlation between these compounds and total organic carbon (TOC) (p< 0.05). Therefore, the concentration changes of these compounds are a function of the TOC concentration changes in the sediments. The ratio of internal to external isomers (I/E) in the studied rivers ranged from 0.25 to 0.44. High concentrations of alkyl benzene with a low I/E ratio showed that the streams of Mazandaran province were heavily influenced by human activities. According to cluster analysis, Nekaroud and Tajan rivers have lower concentration than other rivers and are more desirable for release of fish than other rivers.<strong>آلکیل بنزنهای خطی یکی از سورفاکتانتهای مهم و پرمصرف در صنایع هستند. این ترکیبات با توجه به اختصاصی بودن منبع خود، مقاومت در برابر تجزیه و همچنین ماندگاری طولانیمدت در رسوبات دریایی، نشانگر ملکولی بینظیری برای مطالعه مشتقات ورودی مواد آلی و تأثیر آنها بر محیطهای آبی هستند. بهدلیل وجود منابع متعدد این ترکیبات در مناطق مورد مطالعه، این پژوهش با هدف تعیین غلظت آلکیل بنزن خطی در 5 رودخانه نکارود، تجن، تلارود، بابلرود و سرخرود که به دریای خزر منتهی میشوند، انجام شد. در این پژوهش 15 نمونه از رودخانههای مورد مطالعه از بخشهای انتهایی رودخانهها (نزدیک مصب) از عمق صفر تا 5 سانتیمتری توسط دستگاه گرابونوین جمعآوری شد. پس از انجام مراحل آمادهسازی، نمونههای حاصل از استخراج، به دستگاه گاز کروماتوگرافی با طیفسنج جرمی تزریق شد. در نهایت غلظت ترکیبات آلکیل بنزن خطی در رسوبات سطحی 5 رودخانه منتهی به دریای خزر تعیین شد. میانگین غلظت ترکیبات آلکیل بنزن خطی در رودخانهها در محدوده بین 58/91288-28/56730 نانوگرم به ازای هر گرم وزن خشک تعیین شد. بر اساس نتایج بهدست آمده ایستگاههای واقع در مناطق پرجمعیت و شهری غلظت بیشتری از این ترکیبات را نشان دادند. همچنین بین این ترکیبات و کربن آلی کل (</strong><strong>TOC</strong><strong>) همبستگی مثبت مشاهده شد (05/0< </strong><strong>p</strong><strong>). بنابراین تغییرات غلظت این ترکیبات تابعی از تغییرات غلظت </strong><strong>TOC</strong><strong> در رسوبات است. نسبت ایزومرهای داخلی به خارجی (</strong><strong>I/E</strong><strong>) در رودخانههای مورد مطالعه در محدوده 25/0 تا 44/0 محاسبه شد. غلظت زیاد آلکیل بنزن خطی با نسبت کم </strong><strong>I/E</strong><strong> نشان داد که رودخانههای استان مازندران بهشدت تحت تأثیر فعالیتهای انسانی قرار گرفته است. با توجه به آنالیز خوشهای انجام شده، رودخانههای نکارود و تجن نسبت به سایر رودخانهها غلظت کمتری دارند و برای رهاسازی بچه ماهیان نسبت به سایر رودخانهها مطلوبیت بیشتری دارند.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_111723_b8f6b92c7146ada793594b4b2f885df1.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593631420200922Modeling of Unauthorized Water Consumption Detection (Case Study: Qom)مدلسازی تشخیص مصرف غیرمجاز آب (مطالعه موردی: شهر قم)18419311265810.22093/wwj.2020.209875.2958FAقاسم امینیکارشناس ارشد آمار شرکت آب و فاضلاب شهری استان قم، قم، ایرانJournal Article20191130Detection of tampering in water meters as part of unauthorized usage is a key step in development of service delivery and increasing water resource productivity, and requires special attention. Data used to identify unauthorized water usage, due to tampering in water meters, include 671 subscribers with a history of meter tampering during the years 2017-2019 and a random sample of 3120 subscribers with no tampering record (clean) among Qom’s residential water users. Data analysis was conducted using subscriber’s water consumption and invoice payment history as well as supervised data mining techniques such as decision tree, support vector machine, neural network, logistic regression, K-nearest neighbor and unsupervised clustering method. The comparison of different data mining techniques between two groups of tampered and non-tampered water meters showed that among the supervised methods, the accuracy of the models is close to each other and there is a 1–3% difference between them. On the other hand, given the percentage of correct responses among the methods, logistic regression, as the best data mining model, with correct detection of 85% of tampered and 91% of non-tampered cases as well as 89% overall accuracy on the testing data, can be used for identification of tampered meters. The study used clustering as an unsupervised technique. The subscribers were grouped into six clusters. Cluster 3 (n=160 subscribers) showed distinct behavior from the other clusters. About 86% of subscriptions in cluster 3 are tampered cases. Moreover, 18% of the tampered cases detected by logistic regression are in this cluster. Data mining techniques for identification of water meter tampering were presented in this study. Findings of the study indicated that both supervised (including response variable) and unsupervised methods (no response variable) such as clustering can be used for the identification of unauthorized water consumption In this study, logistic regression, due to its high accuracy, was selected as the most appropriate model for detection of tampered meters.<strong>شناسایی کنتورهای دستکاری شده آب، بهعنوان بخشی از مصارف غیرمجاز یکی از گامهای اساسی در توسعه خدماترسانی و افزایش بهرهوری از منابع آب به حساب میآید که باید به آن توجه کرد. دادههای مورد استفاده برای شناسایی مصرف غیرمجاز حاصل از دستکاری کنتور شامل تعداد 671 مشترک با سابقه دستکاری کنتور در سالهای 98-96 و یک نمونه تصادفی 3120 تایی از مشترکان بدون سابقه دستکاری (سالم) در کاربری خانگی شهر قم است. بهمنظور تحلیل دادهها از سابقه مصرف و پرداخت صورتحساب مشترکان و همچنین روشهای با نظارت داده کاوی از قبیل درخت تصمیم، ماشینبردار پشتیبان، شبکه عصبی، رگرسیون لجستیک، نزدیکترین همسایگی و روش بدون نظارت خوشهبندی استفاده شد. مقایسه روشهای مختلف داده کاوی بین دو گروه کنتورهای دستکاری شده و سالم نشان داد در بین روشهای با نظارت، دقت مدلها نزدیک یکدیگر است و اختلاف 1 تا 3 درصدی بین آنها وجود دارد. از طرفی با توجه به درصد پاسخ صحیح در بین روشها، رگرسیون لجستیک با تشخیص صحیح 85 درصد موارد دستکاری شده و 91 درصد موارد سالم و دقت کلی 89 درصد بر روی دادههای تست بهعنوان بهترین مدل برای شناسایی کنتورهای دستکاری شده میتواند استفاده شود. همچنین با استفاده از خوشهبندی بهعنوان یک روش بدون نظارت، مشترکان در 6 خوشه دستهبندی و خوشه شماره 3 با تعداد 160 مشترک، رفتار مجزایی از سایر خوشهها نشان داد. 86 درصد اشتراکهای این خوشه شامل موارد دستکاری شده بودند و 18 درصد از موارد دستکاری تشخیص داده شده توسط رگرسیون لجستیک در این خوشه قرار گرفت. این پژوهش به ارائه مدلهایی برای شناسایی موارد دستکاری کنتور آب توسط تکنیکهای داده کاوی پرداخته است. با توجه به یافتههای پژوهش، بهمنظور شناسایی مصارف غیرمجاز آب، میتوان از هر دو روش با نظارت (شامل متغیر پاسخ) و بدون نظارت (بدون نیاز به متغیر پاسخ) مانند خوشهبندی استفاده کرد. در این پژوهش رگرسیون لجستیک با دقت زیاد بهعنوان مناسبترین مدل برای شناسایی کنتورهای دستکاری شده انتخاب شد.</strong>https://www.wwjournal.ir/article_112658_c9d0638e0da6109d2b44a649ef4b4619.pdf