بررسی عوامل تشکیل رسوب در شبکه توزیع آب شرب شهر سوق و رابطه آن با خواص آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه آلودگی محیط‌زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد، یزد، ایران

2 دانشیار، گروه سنجش از دور و GIS، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد، یزد، ایران

3 استادیار، گروه آلودگی محیط‌زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد، یزد، ایران

4 دانشیار، گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد، یزد، ایران

5 دانشیار، گروه سنجش از دور- GIS و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد میبد، میبد، ایران

6 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران

چکیده

با توجه به افزایش مصرف آب شرب در جهان، تلاش برای به‌کارگیری راهکارهای جدید برای دست یافتن به مقدار مناسب آب با کیفیت مطلوب لازم است. یکی از مسائل عمده‌ای که اکثر صنایع از جمله صنعت آب با آن مواجه‌اند، خورندگی و رسوب‌گذاری است. این پژوهش به‌منظور بررسی عوامل رسوب‌گذاری و خورندگی منابع تأمین و توزیع آب شرب شهر سوق در استان کهگیلویه و بویراحمد انجام شد. در این پژوهش با استفاده از شاخص‌های لانژلیه، رایزنر، پوکوریوس و تهاجمی به‌صورت مطالعه توصیفی به‌منظور تعیین پتانسیل خوردگی و رسوب‌گذاری آب شبکه آب‌رسانی، اطلاعات شیمیایی و فیزیکوشیمیایی 84 نمونه آب مربوط به چاه‌های تغذیه، مخازن آب و شبکه آب‌رسانی اختصاصی این منطقه استفاده شدند. نمونه‌ها بین سال‌های 1386 تا 1395 توسط شرکت آب و فاضلاب شهری استان جمع‌آوری و آنالیز شدند. با توجه به این اطلاعات، اندیس‌های لانژلیه، رایزنر، پوکوریوس و تهاجمی برای این نمونه‌ها محاسبه شد و یافته‌های به‌دست آمده از به‌کارگیری شاخص‌های فوق نشان داد که متوسط شاخص‌ها به‌ترتیب 63/0±598/0 خوردگی کم تا متوسط، 797/0± 470/8 خوردگی کم تا متوسط، 286/0±472/7 خوردگی کم تا متوسط و 227/0± 015/12 تهاجمی ملایم یا خوردگی خیلی کم بود. منابع تأمین آب منطقه بررسی شده دارای خوردگی‌کم تا متوسط بودند و اندکی تمایل به ایجاد رسوب پوسته تخم‌مرغی داشتند. آب شرب شهر سوق در مسیر انتقال آب شرب مشترک شهر دهدشت و سوق در فاصله 17 کیلومتری از محل منابع تأمین آب مشترک (چاها) از مخزن ذخیره تپه سپاه (مشترک شهر دهدشت و سوق) مجزا شده و به فاصله 15 کیلومتر توسط خط انتقال و ایستگاه پمپاژ آب به‌سمت شهر سوق هدایت می‌شود. میانگین مقدار شاخص‌های خورندگی و رسوب‌گذاری شبکه اختصاصی تأمین و توزیع آب شهر سوق (لانزلیه، رایزنر، پوکوریس وتهاجمی) به‌ترتیب 63/.، 8/6، 28/7 و 8/12 به‌دست آمد که تمایل به رسوب، به‌طور متوسط تمایل به ته‌نشست CaCO3، غیرتهاجمی است. علی‌رغم این واقعیت که pH متوسط منابع تأمین آب مشترک هر دو شهر 78/7 بود. در فصل تابستان pH آب شبکه اختصاصی شهر سوق به 5/8 افزایش یافت. مقدار و میانگین مقدار شاخص‌های خورندگی و رسوب‌گذاری شبکه اختصاصی آب‌رسانی شهر سوق در فصل گرم سال نشان می‌دهد که آب این شبکه تمایل به رسوب دارد. بر اساس یافته‌های این بررسی میانگین دمای آب شبکه آب‌رسانی اختصاصی در این 15 کیلومتر انتقالی که شامل خط انتقال و مخازن ذخیره فلزی روکار هستند، حدود10 درجه سلسیوس افزایش دما داشته است. این افزایش دما ناشی از دمای محیط بیش از 48 درجه سلسیوس و گرم شدن آب در مخازن ذخیره فلزی و خط انتقال فولادی روکار در اجزای شبکه آب‌رسانی آب اختصاصی شهر سوق هستند که این تغییر فیزیکی آب یا دما عامل اصلی تشکیل رسوب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Sediment Formation Factors in Drinking Water Distribution Network of the City of Sough and its Relationship to Water Properties

نویسندگان [English]

  • Abdolhosain Salehi Servak 1
  • Ali Almodaresi 2
  • Saed Abolghasem Merhosaeni 3
  • Masod Sheshbor 4
  • Ali Akbar Jamali 5
  • Abdolhosein Kangazian 6
1 PhD Student, Dept. of Environmental Pollution, Islamic Azad University, Yazd Branch, Yazd, Iran
2 Assoc. Prof., Dept. of GIS-RS, Islamic Azad University, Yazd Branch, Yazd, Iran
3 Assist. Prof., Dept. of Environmental Pollution, Islamic Azad University, Yazd Branch, Yazd, Iran
4 Assoc. Prof., Dept. of Chemistry, Faculty of Science, Islamic Azad University, Yazd Branch, Yazd, Iran
5 Assoc. Prof., Dept. of GIS–RS and Nature Resources, Islamic Azad University, Maybod Branch, Maybod, Iran
6 Assist. Prof., Dept. of Geology, Faculty of Engineering, Islamic Azad University Isfahan (Khoorasgan) Branch, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Given the increasing consumption of potable water in the world, efforts to adopt new solutions for the obtainment of the right amount of desirable water is essential. One of the chief issues facing the majority of industries including water industry is corrosion and sedimentation. The present study was conducted to address the corrosion and sedimentation of drinking water supply and distribution reservoirs in the city of Sough, Kohgiloye-Boyer-Ahmad province. Through descriptive analysis, the Langelier, Raisner, Pokorius, and aggressive indices to determine the corrosion and sedimentation potential of the water supply network were used. This study was aimed measure chemical and physicochemical information of 84 water samples from wells, water reservoirs and allocated water supply network of the area. The samples were collected and analyzed from 2007 to 2016 by the provincial Water and Wastewater Company. The results indicated that the mean indices were -0.589±0.63 (low to moderate corrosion), 8.470±0.797, (low to moderate corrosion), 7.472±0.228 (low to moderate corrosion), respectively and 12.015±0.227 (mild aggressive or very corrosive) respectively. The water supply sources under investigation had low to moderate corrosion and little tendency to develop eggshell sedimentation. The water supply sources of the study area had low to moderate corrosion and had a slight tendency for eggshell sedimentation. Drinking water allocated to Sough water supply network in the direction of joint drinking water transmission of Dehdasht and Sough within 17 km of joint water supply from Sepah Tapeh reservoir (Dehdasht and Sough joint) is separated and directed, within 15 km by the transfer line and pump station, to Sough city. The average values of corrosion and sedimentation indices of the city of Sough water supply and distribution network (Lanzeley, Reisner, Pokoris and aggressive) were 0.63, 6.8, 7.28 and 12.8, respectively which indicate tendency toward sedimentation, relative tendency toward CaCO3, and non-aggressiveness. Despite the fact that the average pH of the joint water resources of both cities was 7.78. In summer, the water pH of Sough allocated water network increased to 8.5. Values and mean values of corrosion and sedimentation indices of Sough water supply network during hot seasons of the year show that the water of this network tends to precipitate. The findings also suggest that the average water temperature of the allocated water supply network in these 15 kilometers of transition which includes the transmission line and surfaced metal reservoirs had an increase in temperature around 10 °C. This temperature rise was due to the environment temperature (above 48 °C), the hot water in metal reservoirs and the surfaced steel transmission line in water supply network components. This physical change of water temperature is the main factor behind sedimentation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sedimentation
  • Temperature
  • Distribution network
  • Lanzeley Saturation Indicator
  • Reisner
  • Pokoris
Alonso-Zarza, A. M. & Tanner, L. H. 2009. Carbonates in continental settings: facies, environments and processes, Elsevier. Pub., Amesterdam, The Netherlands.
Barikbin, B., Khodadadi, M., Khara-Shadizadeh, M. & Azizi, M. 2005. An investigation of corrosion and sediment of Birjand drinking water resources. 8th National Conference on Environmental Health Tehran. Tehran University of Medical Sciences. Tehran, Iran. (In Persian)
Blokker, E., Vreeburg, J., Schaap, P. & Van Dijk, J. 2010. The self-cleaning velocity in practice. 12th Annual Conference on Water Distribution Systems Analysis (WDSA), Tucson, Arizona, USA.
Chen, J., Zhang, D. D., Wang, S., Xiao, T. & Huang, R. 2004. Factors controlling tufa deposition in natural waters at waterfall sites. Sedimentary Geology, 166, 353-366.
Esmaeili, L. 2007. Calcium carbonate deposition in transmission lines and drinking water distribution networks of maku thin complex. 9th National Conference on Environmental Health. Isfahan University of Medical Sciences. Isfahan, Iran. (In Persian)
Kerri, K. D. 1992. Operation of wastewater treatment plants: a field study training program, American Water Works Association Pub., Denver, USA.
Kitano, Y. 1962. A study of the polymorphic formation of calcium carbonate in thermal springs with an emphasis on the effect of temperature. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 35, 1980-1985.
Kurdi, M., Ferdows, M. S. & Maghsoudi, A. 2015. Sensitivity of corrosion and scaling indices based on ions; case study Iran. Water Quality, Exposure and Health, 7, 363-372.
Kheradmand, Z. 2013. An investigation of the cause of sedimentation, its problems and ways of coping research, Project of Islamic Azad University of Quchan Branch, Quchan, Iran. (In Persian)
Maeng, M., Hyun, I., Choi, S. & Dockko, S. 2015. Effects of rainfall characteristics on corrosion indices in Korean river basins. Desalination and Water Treatment, 54, 1233-1241.
Moore, G. W. 1956. Aragonite speleothems as indicators of paleotemperature. American Journal of Science, 254, 746-753.
Monzavi, M, T. 2013. Urban water supply. University of Tehran Publications, Tehran, Iran. (In Persian)
Nikpour, B., Yousefi, Z., Mortazavi, M. S. & Noshadi, M. 2007. Survey on corrosion and sedimentation potential in drinking water system of Behshar city. 9th National Conference on Environmental Health. Isfahan University of Medical Sciences. Isfahan, Iran. (In Persian)
Onsoarinezad, A. & Khanjani, M. J. 2012. Optimization of sensor placement to detect contamination in water distribution systems. 1st International Conference on Natrava Concrete Drinking Water Reservoirs, Rasht. Water and Wastewater Company of Golestan Province. Gorgan, Iran. (In Persian)
WHO, 1993. Guidelines for drinking-water quality, World Health Organization, USA.
Pishnamazi, S. 1998. The water and it’s corrosion in industry with analysis of corroded samples. Arkan Publishing, Isfahan, Iran. (In Persian)
Pothof, I. & Blokker, E. 2012. Dynamic hydraulic models to study sedimentation in drinking water networks in detail. Drinking Water Engineering and Science, 5, 87-92.
Poulin, A., Mailhot, A., Grondin, P., Delorme, L., Periche, N. & Villeneuve, J. P. 2008. Heuristic approach for operational response to drinking water contamination. Journal of Water Resources Planning and Management, 134, 457-465.
Rossum, J. R. & Merrill, D. T. 1983. An evaluation of the calcium carbonate saturation indexes. JournalAmerican Water Works Association, 75, 95-100.
Siegel, F. R. 1965. Aspects of calcium carbonate deposition in great onyx cave, Kentucky. Sedimentology, 4, 285-299.
Salehi Servak, A. 2020. The investigation of sediment formation factors in drinking water distribution networks and its relationship with water properties and pollution, provision of technical and economic solutions to remove it and reduce the likelihood of re-sediment formation Souk city drinking water (case study). PhD Thesis, Yazd Branch Azad University. (In Persian)
Tavanpour, N. & Sefolla, A. 2012. Study of sedimentation potential in drinking water pipes (case study of Shiraz water network). MSc. Thesis, Shiraz University, Faculty of Agriculture and Natural. Shiraz, Iran.
(In Persian)
Treatment, W. 1995. Principles and practices of water supply operations. American Water Works Association Pub., Denver, USA.