مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Tehran's Drinking Water Supply Management in Pre Crisis Situations Using the Fuzzy PROMETHEE II Methodمدیریت تأمین آب شرب شهر تهران در شرایط پیش از بحران با استفاده از روش PROMETHEE II فازی1158770810.22093/wwj.2018.133679.2692FAمهسا قندیدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایرانعباس روزبهانیدانشیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-8458-4538Journal Article20180527Water crisis and its management techniques in urban water supply systems is a crucial issue. Many different natural and unnatural disasters, including earthquake and terrorist attacks, cause the greatest damages to these systems. Before the crises occur, Prioritizing effective strategies by experts can greatly reduce these damages. In this study, Fuzzy PROMTHEE II method has been used for the ranking of Tehran City’s water supply risk management scenarios including prevention and preparedness in pre-crisis conditions, with consideration of experts’ opinions in Tehran Province Water & Wastewater Company. Due to the uncertainties in experts’ opinions and parameters required for urban water supply risk management, fuzzy theory is applied. The results show that the reliability of the water supply and cost of project implementation criteria have the highest importance, respectively. By ranking of scenarios, it was found that measures such as strengthening passive defense in supply and distribution systems, and consumption management and encouraging people to save the emergency water as well as contract with the companies producing water packaging with score of 0.192, 0.176 and 0.132, have the highest ranks among actions before the crisis, respectively. The proposed decision-making model can help decision makers to prioritize drinking water supply scenarios under the emergency conditions.<strong>بحران آب و روشهای مدیریت آن در سیستمهای تأمین آب شهری موضوعی حائز اهمیت است. در خطرات طبیعی و غیرطبیعی مختلفی </strong><strong>مانند </strong><strong>زلزله و حملات تروریستی، بیشترین آسیب به سیستمهای تأمین آب شهری وارد میشود. اولویتبندی راهکارهای مؤثر توسط تصمیمگیرندگان متخصص قبل از وقوع این بحرانها تا حد زیادی این آسیب را کاهش میدهد. در این پژوهش از روش تصمیمگیری چند معیاره </strong><strong>PROMTHEE II</strong><strong> با رویکرد فازی و با تجمیع و در نظر گرفتن نظرات کارشناسان و مدیران تأمین و تصفیه شرکت آب و فاضلاب استان تهران برای رتبهبندی سناریوهای مدیریت ریسک تأمین آب شرب شهر تهران شامل پیشگیری و آمادگی برای شرایط قبل از بحران استفاده شد. بهدلیل عدم قطعیتهای موجود در نظرات کارشناسی و پارامترهای مورد نیاز برای مدیریت ریسک تأمین آب شهری، تئوری فازی بهکار گرفته شد. نتایج پژوهش نشان میدهد که معیار قابلیت اطمینان تأمین مقدار آب و پس از آن هزینه اجرای طرح بهترتیب بیشترین وزن را در سناریوها به خود اختصاص دادند. با رتبهبندی سناریوها مشخص شد اقداماتی مانند تقویت پدافند غیر عامل در سیستمهای تأمین و توزیع و مدیریت مصرف و ایجاد فرهنگ صرفهجویی و تشویق مردم برای ذخیره آب اضطراری و قرارداد با شرکتهای تولید آب بستهبندی، بهترتیب با امتیاز 192/0، 176/0 و 132/0 بالاترین اولویت را در اقدامات پیش از بحران دارند. مدل تصمیمگیری ارائه شده میتواند به تصمیمگیرندگان در اولویتبندی سناریوهای تأمین آب شرب در شرایط اضطرار کمک کند.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Study of the Status of Resources and Water Consumption in Iran and Improving the Situationبررسی وضعیت منابع و مصارف آب در ایران و راهکارهای بهبود وضعیت16328852410.22093/wwj.2018.126649.2663FAحسین مرزباندانشیار، گروه اقتصاد، دانشکده اقتصاد، مدیریت و علوم اجتماعی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایراناحمد صدرایی جواهریدانشیار، گروه اقتصاد، دانشکده اقتصاد، مدیریت و علوم اجتماعی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایرانمنصور زیباییاستاد، گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایرانسید محمد جعفر ناظم الساداتاستاد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایرانلیلا کریمیدانشجوی دکترای اقتصاد انرژی، دانشکده اقتصاد، مدیریت و علوم اجتماعی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایرانJournal Article20180410In recent years, due to excessive consumption and unbalance between water consumption and water resources, Iran has led to a severe shortage of renewable water sources. Therefore, in this situation, analyzing the status and presenting appropriate strategies is the main priority for policymakers. For this purpose, by designing a dynamic stochastic general equilibrium model, status of consumption of water resources has been studied in the household, agriculture and industry sectors. The existence and definite status of the stable situation, both parametric and numerically, has been investigated according to estimated values for Iran's economic parameters. According to the results of the research, it should be noted that at present, per capita water consumption is 1000 cubic meters per year. In other words, with current domestic consumption per capita, water per capita is less than that on the optimal Path. It is expected to achieve sustainable equilibrium in a long-term horizons by reforming consumption and providing policy solutions. Also, based on the simulation, from different policies, Establishing a 8-year limit on agricultural products with high water consumption is the most important policy for achieving the above equilibrium.<strong>در سالهای اخیر بهعلت برداشت و مصرف بیرویه و عدم توازن میان مصرف و منابع آب، کشور ایران به سمت کمبود شدید منابع آب تجدیدپذیر رفته است. لذا در این شرایط تحلیل وضعیت موجود و ارائه راهکارهای مناسب از اولویت اصلی سیاستگذاران محسوب میشود. برای این منظور با طراحی یک الگوی تعادل عمومی پویای تصادفی، وضعیت مصرف منابع آب در بخشهای خانگی، کشاورزی و صنعت مورد بررسی قرار گرفت. همچنین وجود و معلوم بودن وضعیت پایدار، بهصورت پارامتریک عددی و با توجه به مقادیر برآورد شده برای پارامترهای اقتصادی ایران، بررسی شد. با توجه به نتایج حاصل از پژوهش، سرانه مصرف آب 1000 مترمکعب در سال است؛ در حالی که میزان منابع آب تجدیدپذیر سرانه در وضعیت پایدار باید 1850 مترمکعب باشد، در حال حاضر سرانه منابع تجدید</strong><strong>پذیر برابر 1300 مترمکعب است. بهعبارت دیگر با سرانه مصرف خانگی فعلی، سرانه منابع آب کمتر از حالت بهینه است. انتظار میرود با اصلاح مصرف و ارائه راهکارهای سیاستی، در یک افق بلندمدت بتوان به تعادل پایدار دست یافت. همچنین بر اساس شبیهسازی صورت گرفته، از میان سیاستهای مختلف، ایجاد محدودیت 8 ساله بر محصولات کشاورزی با مصرف زیاد آب، مهمترین سیاست برای رسیدن به این تعادل است.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Examining the Influence of Data Uncertainty and Hydraulic Simulation Method on the Results of Modeling and Performance Evaluation of Water Distribution Networksبررسی تأثیر عدم قطعیت دادهها و نوع شبیهسازی هیدرولیکی بر نتایج مدلسازی و ارزیابی عملکرد شبکههای توزیع آب33508829810.22093/wwj.2018.87938.2417FAمسعود تابشاستاد دانشکده مهندسی عمران و عضو قطب علمی مهندسی و مدیریت زیرساختهای عمرانی، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-8982-8941مژگان عسکرزادهدانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایراناکبر شیرزاداستادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایرانJournal Article20170701Water distribution networks (WDNs) are complicated infrastructures which their construction, operation and maintenance have considerable costs. Since most of the variables effective on the design and operation of WDNs cannot be computed and achieved accurately and definitely, uncertainty subject should be considered as an inseparable issue in the calculation of these networks. In this study, using the fuzzy logic concept and genetic optimization algorithm, the impact of uncertainties of input variables (nodal demands and pipe roughness coefficients) on the results of hydraulic analysis of two sample networks have been examined. In this regard, first, the fuzzy membership functions of input variables have been determined and by considering the simultaneous impacts of these variables' uncertainties, the output variables of hydraulic analysis have been calculated more accurately. Afterwards, variables of pressure, velocity and energy loss have been considered as representers for evaluating the hydraulic performance of network elements (nodal demand and pipes). In order to calculate the hydraulic performance indices of these elements, after analyzing the network based on the pressure driven simulation method, penalty curves defined according to the available standards, have been employed and the obtained results have been compared to the results of the demand driven simulation method. In addition, a new relation for combining the performance indices of network elements and obtaining an index for evaluating the total pipe performance and calculating the total hydraulic performance index of network has been introduced. According to the obtained results, slight uncertainties in the input variables of hydraulic analysis lead to high uncertainties in the outputs of the hydraulic analysis of WDNs. Meanwhile, velocity in pipes more than nodal pressures are affected by the uncertainties of input variables of hydraulic analysis. Also, implementing the pressure driven simulation method in performance evaluation of WDNs in their operation period leads to more reasonable and real results. For instance the total performance of network was 0.56 for 9-loop network and was 0.26 and 0.59 for 2-loop network, respectively, based on demand and pressure driven simulation methods.<strong>شبکههای توزیع آب زیرساخت</strong><strong>های</strong><strong> پیچیدهای هستند که ساخت، بهرهبرداری و نگهداری از آنها نیازمند صرف هزینههای قابل توجهی است. از آنجایی که اکثر متغیرهای مؤثر در طراحی و بهرهبرداری از شبکههای توزیع آب بهطور دقیق و قطعی قابل محاسبه و دستیابی نیستند، لذا بحث عدم قطعیت بهعنوان یک موضوع جدا نشدنی در زمیـنه محاسبات این شبکهها نیز باید مـد نظر قرار گیرد</strong><strong>.</strong><strong> در این پژوهش با استفاده از مفهوم منطق فازی و بهکارگیری الگوریتم بهینهسازی ژنتیک، تأثیر عدم قطعیتهای موجود در متغیرهای ورودی شبکه (تقاضای گرهی و ضریب زبری لوله) بر نتایج تحلیل هیدرولیکی دو شبکه توزیع آب نمونه بررسی شد. در ابتدا توابع عضویت فازی متغیرهای ورودی بهدست آمد و با منظور نمودن تأثیر توأم عدم قطعیت این متغیرها، متغیرهای خروجی تحلیل هیدرولیکی با دقت بیشتری محاسبه شد. در ادامه متغیرهای فشار، سرعت و افت انرژی بهعنوان نشانگرهایی برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی اجزای شبکه (گرههای مصرف و لولهها) در نظر گرفته شد. بهمنظور محاسبه شاخص عملکرد هیدرولیکی این اجزا، پس از تحلیل هیدرولیکی شبکه با استفاده از مدل تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، از منحنیهای جریمه تعریف شده مطابق با استانداردهای موجود، استفاده شد و نتایج با خروجیهای تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا مقایسه شد. بهعلاوه معادله جدیدی برای تلفیق عملکرد اجزای شبکه و بهدست آوردن شاخصی برای ارزیابی عملکرد کل لوله و محاسبه اندیس عملکرد هیدرولیکی کل شبکه معرفی شد. طبق نتایج حاصل، مقادیر عدم قطعیت جزئی در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی، عدم قطعیت بالایی در نتایج تحلیل هیدرولیکی شبکههای توزیع آب بهدنبال داشت. البته متغیر سرعت جریان در لولهها بیشتر از متغیر فشار گرهی تحت تأثیر عدم قطعیت موجود در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی قرار میگیرد. همچنین استفاده از روش تحلیل مبتنی بر فشار در ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شـبکههای توزیع آب در طول دوره بهرهبرداری منجر به نتایج منطقیتر و نزدیکتر به واقعیت میشود.</strong><strong>بهطور مثال شاخص عملکرد کل شبکه برای شبکه 9 حلقهای برابر 56/0 و برای شبکه دو حلقهای هم براساس روشهای تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا و مبتنی بر فشار به ترتیب برابر 26/0 و 59/0 بهدست آمد.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Pressure Fluctuations on the Bed of Submerged Hydraulic Jumpبررسی نوسانات فشار در بستر پرش هیدرولیکی مستغرق51668808810.22093/wwj.2018.137901.2707FAکامران یوسفیدانشجوی دکترای سازههای آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایرانمجید حیدریاستادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایرانحسین بانژاددانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایرانمهناز کریمیاستادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه پیام نور، انزلی، ایرانJournal Article20180628The hydraulic jump has many usages in transport and treatment of water and wastewater. It may be considered macroscopically as a rapidly varied flow with strong vortices those generate macro turbulent fluctuations. The pressure fluctuation due to turbulence must be carefully considered in designation of hydraulic structures. In addition; cavitation, abrasion, and vibration due to the intense turbulence and pressure fluctuation may also contribute significantly to damage of a stilling basin. This paper discusses the characteristics of pressure fluctuation in submerged hydraulic jump downstream of spillways and also the effects of submergence ratio on the pressure fluctuation. Method: The experiments were carried out in a rectangular conduit (constituted from a30<sup>o</sup>spillway by 1.8m height and a horizontal flume by 0.3m width and 3m length), for the Froude number of 7.07 and also different ratios of submergence. Pressure data were recorded by pressure transducers having sampling rate of 100 Hz. Results: Experiments show that intensity of pressure fluctuation on the hydraulic jump bed is a function of Froude number, relative distance from basin’s beginning and submergence ratio. Increasing of submergence ratio, decreases the coefficients of pressure fluctuation ( , , ) so that increasing the s. r. from 1 to 2, the decreases %89. Also the coefficient of standard deviation and the extreme coefficients of pressure fluctuation and decrease by increasing the s. r., and maximum value of and occur in the range of X/Y<sub>1</sub>£20. Discussion: Therefore, this range has more importance from the structural designation of view and the higher ratio of submergence supports the higher confidence for designation.<strong>پرش هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی در انتقال و تصفیه آب و فاضلاب است. این پدیده از دیدگاه ماکروسکوپی، یک جریان متغیر ناگهانی است که با گردابهای قوی همراه است و نوسانات تلاطمی بزرگی را ایجاد میکند. اثر فشارهای نوسانی ناشی از تلاطم در پرش با اهمیت است و باید در طراحی سازه مورد توجه قرار گیرد. نوسانات فشار میتواند با فرسایش و لرزش موجب آسیب در حوضچه آرامش شود. در این پژوهش به مشخصات تلاطمی پرش هیدرولیکی مستغرق در پاییندست یک سرریز بلند و بررسی اثرات درجه استغراق پرش در میزان ضرایب نوسانات فشار پرداخته شد. به این منظور آزمایشها در یک مجرای مستطیلی شامل سرریزی با زاویه 30 درجه و ارتفاع 8/1 متر و کانال افقی به عرض 3/0 و طول 3 متر، برای عدد فرود 07/7 با درجات مختلف استغراق انجام شد. دادههای فشار با استفاده از مبدل فشار با فرکانس نمونهبرداری 100 هرتز ثبت شد. آزمایشها نشان داد شدت نوسانات فشار در بستر پرش هیدرولیکی مستغرق تابعی از عدد فرود، فاصله نسبی از ابتدای حوضچه و درجه استغراق است. با افزایش درجه استغراق، ضرایب نوسانات فشار </strong>( <em> ، </em> <em> و </em> )<strong> کاهش مییابد </strong><strong>به</strong><strong>طوری که با افزایش درجه استغراق از 1 تا 2، حداکثر ضریب انحراف معیار </strong>( )<strong>89 درصد کاهش یافت. همچنین حداکثر ضرایب </strong> <strong>و </strong> <em> </em><strong>در کف حوضچه آرامش در فاصله کمتر از 20 برابر عمق اولیه پرش (</strong><strong>X/Y1</strong>£<strong>20</strong><strong> ) از محل شروع حوضچه رخ داد. بنابراین فاصله مذکور به لحاظ طراحی سازهای حوضچه حساسیت بیشتری دارد و درجه استغراق بیشتر در جهت اطمینان طراحی است.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Study on Photocatalytic and Sonocatalytic Activity of Bi2O3 Synthesized by Sol-gel Method in Removing Organic Compounds of Ardabil Textile Factory Effluentsبررسی فعالیت فتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی نانوذرات بیسموت اکسید سنتز شده با روش سل-ژل در حذف ترکیبات آلی پساب کارخانه نساجی اردبیل67778829910.22093/wwj.2018.110808.2566FAپریسا نوری دودراندانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آلودگیهای محیط زیست، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده علوم، واحد اردبیل،دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایرانابراهیم فتائیدانشیار، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده علوم، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران0000-0002-9245-9796بهنام خانیزادهاستادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم، واحد سراب، دانشگاه آزاد اسلامی، سراب، ایرانJournal Article20180915Dye content of the textile industry wastewater has either chemical structure resistant against the purification processes such as physical, chemical and biological treatment methods or low removal efficiency. Thus, alternative methods must be used in order to remove the organic compounds of these effluents. In the present study we used bismuth oxide nanoparticles to remove the organic compounds from effluents of Ardabil Textile Factory. in the present study in order to use nanoparticle technology to remove organic compounds, firstly sol-gel method was used to synthesize the bismuth oxide nanoparticles, which were examined using XRD, FESEM and DRS techniques. Then, the nanoparticles were examined for their sonocatalytic and photocatalytic activities in the process of removing the organic compounds from the effluents of Ardabil Textile Factory. Results showed that compounds such as n-Decane, n-Dodecane, n-tetradecane and Hexadecane accounted for up to 70% of the abundance of chemical compounds. In the nanoparticle-free sample subject to ultrasonic waves, the removal rate of the chemical compounds including n-Decane, n-Dodecane, n-Tetradecane and Hexadecane was as low as 2.86%, 6.25%, 8.33% and 25%, respectively. In contrast, in the sample containing nanoparticles subject to ultrasonic waves the removal rate for n-Decane and n-Dodecane was as high as 92.14% and 95.13%, respectively, for n-Tetradecane and Hexadecane was over 99%. In the sample subject to UV and in the presence of bismuth oxide nanoparticles, n-Decane and n-Dodecane was removed by 92.82% and 93.75%, respectively, whereas n-Tetradecane and Hexadecane was removed by over 99%. results revealed that US without nanoparticles had a little efficiency in removing the organic compounds. Whereas, both the US/Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> and UV/Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> processes had a removal efficiency of over 90%. Thus, adding nanoparticles of Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> to the effluents can make a substantial contribution to the removal of organic compounds from the textile industry effluents.<strong>ساختار شیمیایی </strong><strong>مواد رنگزای موجود در پساب صنایع نساجی در برابر فرایندهای تصفیه مرسوم شامل روشهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مقاوم هستند، راندمان حذف آنها کم است و تولید پساب ثانویه میکنند، بنابراین باید از روشهای پیشرفته دیگری برای حذف ترکیبات آلی این گونه پسابها استفاده شود. در این پژوهش از نانوذرات بیسموت اکسید برای حذف ترکیبات آلی موجود در فاضلاب کارخانه نساجی اردبیل استفاده شد. ابتدا نانوذرات بیسموت اکسید به روش سل- ژل سنتز شد و با روشهای </strong><strong>XRD</strong><strong>، </strong><strong>FESEM</strong><strong> و </strong><strong>DRS</strong><strong> مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت سونوکاتالیستی و فتوکاتالیستی این ذرات در حذف ترکیبات آلی موجود در فاضلاب کارخانه نساجی اردبیل بررسی شد. نتایج نشان داد که حدود 70 درصد فراوانی ترکیبات شیمیایی، مربوط به ترکیبات</strong><strong>n-Decane </strong><strong>، </strong><strong>n-Dodecane</strong><strong>، </strong><strong>n-tetradecane</strong><strong> و </strong><strong>Hexadecane</strong><strong> بودند. در نمونه تحت تأثیر امواج التراسونیک بدون نانو ذره، ترکیبات شیمیایی </strong><strong>n-Decane</strong><strong>، </strong><strong>n-Dodecane</strong><strong>، </strong><strong>n-Tetradecane</strong><strong>، </strong><strong>Hexadecane</strong><strong> بهترتیب به میزان 86/2، 25/6، 33/8، 25 درصد حذف شد، در صورتی که در نمونه تحت تأثیر امواج التراسونیک در حضور نانوذره بیسموت اکسید، ترکیبات شیمیایی </strong><strong>n-Decane</strong><strong> و </strong><strong>n-Dodecane</strong><strong>، بهترتیب به مقدار 14/92، 13/95 درصد و ترکیبات شیمیایی </strong><strong>n-Tetradecane</strong><strong> و </strong><strong>Hexadecane</strong><strong> بیش از 99 درصد حذف شد. در نمونه تحت تأثیر امواج </strong><strong>UV</strong><strong> در حضور نانوذره بیسموت اکسید، ترکیبات شیمیایی </strong><strong>n-Decane</strong><strong> و </strong><strong>n-Dodecane</strong><strong> بهترتیب به میزان 82/92 و 75/93 درصد حذف و ترکیبات شیمیایی </strong><strong>n-Tetradecane</strong><strong> و </strong><strong>Hexadecane</strong><strong> نیز بیشتر از 99 </strong><strong>درصد </strong><strong>حذف شدند. نتایج مشخص نمود که فرایند </strong><strong>US</strong><strong> بدون حضور نانوذره، کارایی اندکی در حذف ترکیبات آلی دارد. در صورتی که هر دو فرایند </strong><strong>US/Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub></strong><strong> و </strong><strong>UV/Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub></strong><strong> دارای راندمان حذف بیش از 90 درصد هستند. بنابراین طبق نتایج، افزودن نانوذره </strong><strong>Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub></strong><strong> به محلول فاضلاب میتواند نقش بسزایی در حذف ترکیبات آلی فاضلاب داشته باشد.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Preparation of Polyacrylonitrile/Iron Oxide Nanofiber Adsorbent Modified with 2-Amino-3-Methyl- 1-Hexanethiol for the Adsorption of Th4+ Ionبررسی قابلیت جذب کامپوزیت نانوالیاف پلیاکریلویتریل-اُکسیدآهن عاملدار شده با 2-آمینو3- متیل-1- هگزانتییل در حذف یون توریم78938784110.22093/wwj.2018.118619.2625FAبابک روحی بروجنیدانشجوی دکترای مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی،
واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران0000-0003-2158-1636عبدالرضا نیلچیاستاد و عضو هیئت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، پژوهشکده مواد و چرخه سوخت هستهای، تهران، ایرانامیر حسام حسنیاستاد و عضو هیئت علمی گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی،
واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران0000-0003-2569-5446رضا صابریدانشیار و عضو هیئت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، پژوهشکده مواد و چرخه سوخت هستهای، تهران، ایرانJournal Article20180210In this study, novel polyacrylonitrile/iron nano oxide (PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>) nanofiber adsorbent modified with 2-Amino-3-methyl-1-hexanethiol (AMH) was synthesized by combination of hydrothermal and electrospinning method and evaluated as an adsorbent for removing thorium (IV) (Th<sup>4+</sup>) ion from aqueous solution. The PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH was characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infra-Red (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and Brunauer–Emmett–Teller (BET). Response Surface Methodology (RSM) was utilized in the optimization of Th<sup>4+</sup> adsorption for parameters such as pH, the initial metal ion concentration (Th<sup>4+</sup> concentration) and contact time. For this purpose, the central composite design (CCD) with a predictive quadratic model was applied with 8 cubic points, 6 pivot points and 6 replicates at the center. The statistical measures (i.e., Analysis of variance (ANOVA), R<sup>2</sup>, the lack of fit test and the P value) specify that the developed model is proper. The results of optimization showed that the adsorption percentage of PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH for Th<sup>4+</sup> under optimal conditions (pH=5.7, initial concentration 232 mgL<sup>-1</sup> and contact time=67.8 min) was 98% at 25oC. In addition, the adsorption kinetics was well defined by the pseudo second-order equation, while the Langmuir model better fit the adsorption isotherms. The adsorption capacity of PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH was 472 mg Th<sup>4+</sup>g<sup>-1</sup> composite. The loaded Th<sup>4+</sup> can be easily regenerated with HNO<sub>3</sub>/HCl and the PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH could be used repeatedly without any significant reduction in its adsorption capacity. Adsorbent recovery by using 0.4M HNO<sub>3</sub>/0.2M HCl solution for adsorbent reuse indicated that the PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH adsorption capacity for Th<sup>4+</sup> was decreased by about 7.5%.<strong>در این پژوهش به بررسی قابلیت جذب کامپوزیت نانوالیاف پلی اکریلو نیتریل- نانو ذرات اُکسید آهن (</strong><strong>PAN/Fe- O<sub>NPs</sub></strong><strong>) عاملدار شده با 2-آمینو 3-متیل-1-هگزانتییل (</strong><strong>AMH</strong><strong>) در حذف یون توریم (</strong><strong>(Th<sup>4+</sup></strong><strong> از محلولهای آبی بهصورت ناپیوسته پرداخته شد. جاذب</strong><strong>PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH</strong><strong> با ترکیب دو روش هیدروترمال و الکتروریسی سنتز شد و ساختار ومورفولوژی آن توسط آنالیزهای</strong><strong>XRD</strong><strong>، </strong><strong>XRF</strong><strong>، </strong><strong>SEM</strong><strong>، </strong><strong>BET</strong><strong> و </strong><strong>FTIR</strong><strong> مورد بررسی قرار گرفت. اثر سه متغیر مستقل شامل </strong><strong>pH</strong><strong> محلول، غلظت اولیه محلول یونهای توریم و زمان تماس با استفاده از روش سطح پاسخ (</strong><strong>RSM</strong><strong>) بر پایه طرح مرکب مرکزی (</strong><strong>CCD</strong><strong>) با 8 نقطه مکعبی، 6 نقطه محوری و 6 نقطه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. شاخصهای برازندگی آماری (بهعنوان مثال، جدول </strong><strong>ANOVA</strong><strong>، ضریب تعیین، آزمون عدم برازش و مقادیر </strong><strong>P</strong><strong>) نشان داد که مدل تبیینی از مقبولیت لازم برخوردار است. نتایج بهینهسازی نشان داد که درصد جذب توریم (</strong><strong>IV</strong><strong>) در دمای </strong><strong>25 درجه سلسیوس </strong><strong>تحت شرایط بهینه (</strong><strong>pH</strong><strong> برابر با 7/5، غلظت اولیه 2/23 میلیگرم در لیتر محلول توریم و زمان تماس 8/67 دقیقه) برابر 01/98 درصد است. نتایج مدلسازی نشان داد که دادههای تجربی سینتیک جذب توریم، بهوسیله مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم بهتر برازش میشوند و همچنین همدمای لانگمیر دادههای تجربی تعادلی جذب را بهخوبی توصیف میکند. حداکثر ظرفیت جذب </strong><strong>PAN/Fe- O<sub>NPs</sub>/AMH</strong><strong> برای توریم 472 میلیگرم در گرم تخمین زده شد. یون توریم جذب شده بهراحتی با استفاده از ترکیب محلول نیتریک و کلریک اسید بازیابی شد و جاذب<br /> </strong><strong>PAN/Fe- O<sub>NPs</sub>/AMH</strong><strong> بدون کاهش قابل توجه در ظرفیت جذب مجدداً مورد استفاده قرار گرفت. بازیابی با استفاده از ترکیب محلول نیتریک و کلریک اسید با نسبت بهترتیب 4/0 و 2/0 مولار نشان داد که بعد از 5 مرحله جذب-واجذب، ظرفیت جذب </strong><strong>PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH</strong><strong> حدود 5/7 درصد کاهش مییابد. مطابق نتایج، جاذب </strong><strong>PAN/Fe-O<sub>NPs</sub>/AMH</strong><strong> از قابلیت بالایی در جذب و واجذب یون توریم برخوردار است.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Degradation of Metronidazole Antibiotic Using a Novel Synthesized Magnetic Nanocomposite in Heterogeneous Fenton-like Catalytic Processتخریب آنتیبیوتیک مترونیدازول با استفاده از نانوکامپوزیت مغناطیسی سنتز شده جدید در سیستم شبه فنتون ناهمگن941088770910.22093/wwj.2018.108475.2550FAنگین ناصحاستادیار، مرکز تحقیقات عوامل اجتماعی مؤثر بر سلامت، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت،
دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایرانبهنام باریک بیندانشیار، مرکز تحقیقات عوامل اجتماعی مؤثر بر سلامت، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت،
دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایرانلعبت تقویدانشیار، گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران0000-0002-4973-318Xمحمد علی ناصریاستاد گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، ایرانJournal Article20171215Antibiotics are organic pollutants that are introduced into surface water and underground water sources due to urban and industrial effluents. Due to their high stability, they do not only disrupt the common processes of sewage treatment, but also have toxic effects on humans and other living organisms, and their removal have therefore been considered. This is an experimental study in a laboratory scale with the aim of evaluating the efficiency of the new FeNi<sub>3</sub>/SiO<sub>2</sub>/CuS magnetic nanocomposite for the decomposition of metronidazole in the presence of H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> as a heterogeneous Fenton- like catalytic process in aqueous solutions. In present study, firstly, this nanocomposite was synthesized and characterized by FESEM, TEM, FTIR, XRD and VSM. This study, which was performed on synthetic sewage in batch system, parameters such as pH (3, 5, 7, 9 and 11), nanocomposite dose (0.005- 0.1 g/L), metronidazole concentration (10-30 mg/L) and the concentration of hydrogen peroxide (50-200 mg/L) at ambient temperature was investigated. The obtained results showed that the highest percentage of removal of metronidazole in pH =7, nanocomposite dose (0.1 g/L), hydrogen peroxide concentration of 150 mg/L for 20 mg/L contaminant concentration at time of 180 minutes, 77.92%. Also, the kinetic rate of degradation flowed pseudo-first-order equation (R2=0.95) and the degradation constant rate of this reaction is 0/0038 (1/min). Based on the results obtained from this study, it can be concluded that Hentrogenase Fenton like catalytic process has a very good effect in removing metronidazole antibiotic contamination from aqueous solutions.<strong>آنتیبیوتیکها، آلایندههایی با منشأ آلی هستند که بهطور عمده از طریق پسابهای شهری و صنعتی وارد منابع آب سطحی و زیرزمینی میشوند و بهدلیل پایداری بالا، نه تنها باعث اختلال در فرایندهای متداول تصفیه فاضلاب میشوند، بلکه اثرات سمی بر انسان و دیگر موجودات زنده دارند و از اینرو حذف آنها ضروری است. این پژوهش یک مطالعه تجربی در مقیاس آزمایشگاهی است که با هدف بررسی کارایی نانوکامپوزیت مغناطیسی جدید </strong><strong>FeNi<sub>3</sub>/SiO<sub>2</sub>/CuS</strong><strong> بهمنظور تجزیه مترونیدازول در حضور </strong><strong>H<sub>2</sub>O<sub>2</sub></strong><strong> بهعنوان فرایند کاتالیستی شبه فنتون ناهمگن در محلولهای آبی صورت گرفت. در این پژوهش، ابتدا نانوکامپوزیت مورد نظر سنتز و خصوصیات آن توسط دستگاه</strong><strong>FESEM </strong><strong>، </strong><strong>TEM</strong><strong>، </strong><strong>FTIR</strong><strong>، </strong><strong>XRD</strong><strong> و </strong><strong>VSM</strong><strong> بررسی شد. این پژوهش بهصورت ناپیوسته بر روی فاضلاب سنتتیک انجام شد و پارامترهایی مانند </strong><strong>pH</strong><strong> (3، 5، 7، 9 و 11)، دز نانوکامپوزیت (005/0 تا 1/0 گرم در لیتر)، غلظت مترونیدازول (10 تا 30 میلیگرم در لیتر) و غلظت پراکسید هیدروژن (50 تا 200 میلیگرم در لیتر) در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بهدست آمده نشان داد، بیشترین درصد حذف مترونیدازول در </strong><strong>pH</strong><strong> برابر 7، دز نانوکامپوزیت 1/0 گرم در لیتر، غلظت پراکسید هیدروژن 150 میلیگرم در لیتر برای غلظت آلاینده 20 میلیگرم در لیتر در زمان 180 دقیقه، 92/77 درصد است. همچنین سینتیک واکنش از معادله شبه درجه اول (95/0</strong><strong>R<sup>2</sup>></strong><strong>) تبعیت کرده و نرخ ثابت تخریب این واکنش <br /> </strong><strong>min<sup>-1</sup></strong><strong>0038/0</strong><strong>بود. بر اساس دادههای حاصل از این پژوهش، میتوان نتیجه گرفت که فرایند کاتالیستی شبه فنتون ناهمگن کارایی خوبی در حذف آلاینده آنتیبیوتیک مترونیدازول از محلولهای آبی دارد.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Optimization of Red 46 Dye Removal Using Magnetic Polymeric Adsorbent Prepared from Polyacrilonitrile Fibersبهینهسازی حذف رنگزای قرمز 46 بهوسیله جاذب پلیمری- مغناطیسی تهیه شده از الیاف پلیاکریلونیتریل1091218809810.22093/wwj.2018.113405.2585FAکامران رحیمیدانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایرانروح اله میرزاییاستادیار، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایراناحمد اکبریدانشیار، دانشکده معماری و هنر، دانشگاه کاشان، کاشان، ایراننوراله میرغفاریدانشیار، گروه محیط زیست، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایرانآرش یونس نیادانشآموخته دکترای نانوشیمی، پژوهشکده نانو، دانشگاه کاشان، کاشان، ایرانJournal Article20180105Textile industry wastewater in additions toxicity for organisms led to changes as decreased of water transparency and sunlight penetration and increase in chemical oxygen demand. Therefore, this study was carried out with the aim of removal of cationic red 46 dye from aqueous solution. For this purpose, the magnetic polymeric composite of graphite oxide nanoparticles (GO) and magnetic nanoparticles (MNP) in the matrix of polyacrilonitrile fiber (WPAN) at micro size by electroespining method was prepared. The XRD and SEM tests were used to determine the polymeric adsorbent characteristics. Magnetic properties of magnetic nanoparticles and polymeric adsorbent were measured at using vibrating sample magnetometer (VSM) analysis. Batch adsorption tests were optimized using the L16 orthogonal array of Taguchi method. The effects of variables including pH, adsorbent dosage, initial dye concentration and contact time on the dye removal were examined and the most influential factor in the removal of dye was pH. The adsorption isotherm data were well-fitted to Freundlich isothermal model (R^2= 0.99). Furthermor, adsorption kinetics of the dye followed pseudo-second-order model. Basic on these results, the polymeric composites was effective adsorbent for dye removal with efficiency over 96% and with quick separation for dye removal from aquatic solution.<strong>فاضلاب صنایع نساجی برای موجودات زنده سمی است. این فاضلاب باعث تغییراتی مانند کاهش شفافیت آب، کاهش نفوذپذیری نور خورشید و افزایش </strong><strong>COD</strong><strong> میشود. از این رو، این پژوهش با هدف جداسازی رنگزای کاتیونی 46 از محلول آبی انجام شد. به این منظور کامپوزیت پلیمری مغناطیسی در اندازه میکرو از نانوذرات اکسید گرافیت و نانوذرات مگنتیک (</strong><strong>MNP</strong><strong>) در ماتریسی از الیاف پلیاکریلونیتریل بر اساس روش الکترواسپینینگ تهیه شد. شناسایی ویژگیهای جاذب پلیمری با استفاده از روش </strong><strong>XRD</strong><strong> و </strong><strong>SEM</strong><strong> انجام شد. با استفاده از آنالیز ارتعاشات مغناطیسی نمونه (</strong><strong>VSM</strong><strong>) میزان مغناطیس اشباع نانوذرات مگنتیک و جاذب پلیمری اندازهگیری شد. آزمایشهای جذب سطحی با استفاده از روش تاگوچی طرحریزی شد. اثر متغیرهای </strong><strong>pH</strong><strong>، مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگزا و زمان تماس بر حذف رنگزا مورد بررسی قرار گرفت و پارامتر </strong><strong>pH</strong><strong> مؤثرترین فاکتور در حذف رنگزا بود. دادههای ایزوترم جذب نشان داد که جذب رنگزا با مدل فروندلیچ تطابق بهتری دارد</strong><strong>)</strong><strong>99/0 = </strong><strong>R<sup>2</sup></strong><strong>).</strong><strong> علاوه بر این، سینتیک جذب رنگزا از مدل شبه مرتبه دوم پیروی کرد. بر اساس نتایج، ترکیب پلیمری ساخته شده، جاذبی مؤثر برای حذف رنگزا با راندمان بیش از 96</strong><strong>درصد و قابلیت جداسازی سریع و راحت از محلول آبی است.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923Investigation of the Effect of Anionic and Cationic Surfactants on the Performance of Polyamide Membrane Nanofiltrationبررسی اثر مواد سورفکتانتهای آنیونی و کاتیونی بر عملکرد غشاء پلیآمیدی نانوفیلتراسیون1221298788410.22093/wwj.2018.113868.2589FAمحمد صادقیدانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایرانداریوش عماد زادهاستادیار، گروه مهندسی شیمی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایرانJournal Article20180107Over the past decades, the sharp increase in population growth and industrialization in developing countries has reduced the quality and quantity of water resources. Water Treatment and purification technologies are rapidly developing in membrane separation processes. In this study, the effect of anionic and cationic surfactants on the performance of polyamide membrane nanofiltration was investigated experimentally. Nanofiltration membranes were constructed by adding anionic surfactant Sodium Dodecyl Sulfate and Hexadecyltrimethyl ammonium bromide cationic with a filming machine. The highest percentage of salt excretion related to the polyamide nanofiltration membrane without adding surfactant with the amount of 16.19% at 180 minutes. Also, the greatest amount of water flowing from the polyamide nanofiltration membrane is related to the time of 30 minutes and the state where the anionic surfactant is added to the membrane by weight of 10%. In this case, the amount of water flowing through the membrane of polyamide nanofiltration was 37.76 L/m<sup>2</sup>. When anionic surfactant was added to the membrane at a rate of 10%, the membrane water flux was 41.48% higher than the pure membrane (no additive).<strong>رشد جمعیت و صنعتی شدن کشورهای در حال توسعه باعث کاهش کیفیت و کمی</strong><strong>ّ</strong><strong>ت منابع آب شده است. تکنولوژیهای تصفیه و خالصسازی آب معدنی در فرایندهای جداسازی غشایی به سرعت در حال پیشرفت هستند. در این پژوهش اثر مواد فعال سطحی آنیونی و کاتیونی بر عملکرد غشاء پلیآمیدی نانوفیلتراسیون بهطور آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. غشاهای نانوفیلتراسیون با افزودن مواد فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات (</strong><strong>SDS</strong><strong>) و مواد فعال سطحی کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم برماید (</strong><strong>CTAB</strong><strong>) و کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید ساخته شد و سپس آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیفسنجی تبدیل فوریه انجام شد. بیشترین درصد دفع نمک مربوط به غشاء نانوفیلتراسیون پلیآمید بدون افزودن مواد فعال سطحی با مقدار 16/91 درصد در زمان 180 دقیقه بهدست آمد. همچنین بیشترین مقدار شار آب عبوری از غشاء نانوفیلتراسیون پلی آمید مربوط به زمان 30 دقیقه و حالتی که 10/0 درصد وزنی مواد فعال سطحی آنیونی به غشاء افزوده میشود که در این حالت مقدار شار آب عبوری از غشاء نانوفیلتراسیون پلی آمید </strong><strong>L/m<sup>2</sup>.hr</strong><strong> 76/37 حاصل شد. در حالتی که 10/0 درصد وزنی مواد فعال سطحی آنیونی به غشاء افزوده شد، شار آب عبوری از غشاء 80/41 درصد نسبت به غشا خالص بدون افزودنی، افزایش پیدا کرد.</strong>مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593630420190923The Study of Environmental Effects of Nitrate Transfer in Varamin Aquifer Using Numerical Modelingمطالعه اثرات زیست محیطی انتقال نیترات در آبخوان ورامین با استفاده از مدلسازی عددی1301367959210.22093/wwj.2018.102299.2523FAفرشته ولی ونددانشجوی دکترای مهندسی اکتشاف معدن، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانهمایون کتیبهدانشیار، مهندسی اکتشاف معدن، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانJournal Article20171030Quality assessment of the groundwater resources is one of the most important issues in water resources development. The main purpose of this study is to model the nitrate pollution, to recognize the spatial and temporal variations of nitrate concentration and to predict the nitrate movement under hydrological gradient. Thus, collecting and organizing the field data, formulation of hydrodynamic characteristics and transmission phenomena was conducted for the aquifer system in Varamin plain, Iran. In this study, a quantitative model of GMS software was prepared using MODELFLOW code and the qualitative data was imported to the model. The MT3D was used for modeling. According to the modeling results, it is predicted that during a 10-year period water from some zones of the aquifer will become non-potable. The most important factor in degrading the water quality in downstream of cities is the nitrate pollution from absorbent wells in residential areas in addition to the nitrate pollution from the agricultural areas in upstream. Due to the existence of an impermeable layer, confined aquifer is less affected by nitrate pollution in Varamin plain. According to the quality standards for drinking water, this aquifer is in an appropriate condition. It is suggested that drinking water be supplied from the wells recharged by the confined aquifer..<strong>ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی، یکی از مهمترین موضوعات در توسعه منابع آب است. هدف اصلی این پژوهش، شناخت ویژگیهای انتقالی آبخوان و نحوه انتقال نیترات با سیستم جریان آب زیرزمینی و نیز شناخت تغییرات مکانی و زمانی غلظت نیترات بهعنوان شاخص آلودگی آبهای زیرزمینی در طی دوره مدلسازی و سالهای آتی در دشت ورامین است. به این منظور، جمعآوری، سازماندهی دادههای صحرایی و فرمولبندی ویژگیهای هیدرودینامیکی و پدیده انتقال در سیستم آبخوان صورت پذیرفت. در انجام این پژوهش، ابتدا مدل کمّی در نرمافزار </strong><strong>GMS</strong><strong> با استفاده از کد </strong><strong>MODFLOW</strong><strong> تهیه شد و دادههای کیفی به مدل وارد شد. سپس از کد </strong><strong>MT3D</strong><strong>برای اجرای مدل استفاده شد. بر اساس نتایج بهدست آمده، طی یک دوره کوتاهمدت، بخشهایی از آبخوان آزاد، از شرایط استاندارد برای تخصیص به آب شرب خارج خواهد شد ولی غلظت نیترات در هیچ جای آبخوان محصور، از حد استاندارد شرب فراتر نخواهد رفت. این امر بهدلیل وجود لایه نفوذناپذیر در بالای آبخوان محصور است که باعث شده این آبخوان کمتر تحت تأثیر منابع آلاینده نیترات در دشت ورامین قرار گیرد. مهمترین عامل افت کیفیت آب بهویژه در پاییندست شهرها، چاههای جذبی موجود در سطح شهرها است که بار نیترات قابل توجهی را در کنار نیترات ورودی از بخش کشاورزی، وارد آبخوان میکند. با توجه به تأثیر کمتر آبخوان محصور از عوامل افت کیفیت آب در منطقه، پیشنهاد میشود برای تأمین آب شرب منطقه از چاههایی که از آبخوان محصور تغذیه میشوند، استفاده شود.</strong>