طراحی و ارزیابی چند معیاره سیستم‎های نمک‎زدایی اسمز معکوس مطالعه موردی: قنات دانشگاه تبریز

نوع مقاله : مطالعه موردی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، مهندسی عمران- مهندسی محیط‌زیست، دانشکده مهندسی عمران و پژوهشکده محیط‌زیست، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران و پژوهشکده محیط‌زیست، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران و استاد مدعو، پژوهشکده علوم و فناوری‌های انرژی، آب و محیط‌زیست دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، سهند، ایران

4 استاد، دانشکده بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی، تبریز، ایران

چکیده

در سال‎های اخیر اسمز معکوس سهم زیادی را در نمک‌زدایی آب‎های شور و لب‌شور داشته است. هدف از این پژوهش ارائه سیستم نمک‌زدایی مناسب برای بهره‌برداری از آب قنات دانشگاه تبریز در مصارف بهداشتی در راستای مدیریت صحیح آب است. با توجه به نتایج آزمایش‌های کیفی در گام اول اقدام به طراحی و انتخاب سیستم نمک‌زدایی اسمز معکوس شد. در این راستا با توجه به انواع مختلف غشا و پیش‌تصفیه‎ها، 15 سناریو پیشنهاد شد و برای تحلیل و انتخاب بهترین سناریو از 4 معیار اصلی (اقتصادی، فنی، محیط‌زیستی و اجتماعی) و 6 زیر معیار بهره گرفته ‌شد. با کمک نرم‌افزار WAVE سناریوها مدل‌سازی شد و سپس بر اساس نظر تصمیم‎گیران، وزن هر معیار محاسبه و در نهایت از نرم‌افزار GFDM برای تحلیل تصمیم‌گیری چند معیاره گروهی استفاده‌ شد تا برترین گزینه از دید تصمیم‎گیران مشخص شود. در این پژوهش با ترکیب نرم‌افزارهای WAVE و GFDM نظرات مسئولین و متخصصان به‌‌صورت مستقیم در طراحی و انتخاب سیستم تصفیه اعمال می‎شود که موجب افزایش کارایی سیستم و رضایت مصرف‌کنندگان می‌شود. در نهایت، سناریو M برترین گزینه از دیدگاه تصمیم‎گیران انتخاب شد که شامل غشاهای XLE-440 برای اسمز معکوس و فیلترهای مدل Ultrafiltration SFD-2880 برای اولترافیلتراسیون است. همچنین برای بررسی دقیق‌تر رفتار سناریوها، تحلیل حساسیت روی پارامترها انجام شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Multi-Criteria Design and Evaluation of Reverse Osmosis Desalination Systems, Case Study: the University of Tabriz Qanat

نویسندگان [English]

  • Soheil Safari 1
  • Mahdi Zarghami 2
  • Reza Yegani 3
  • Mohammad Mosaferi 4
1 MSc. in Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Institute of Environment, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Prof., Faculty of Civil Engineering and Institute of Environment, University of Tabriz, Tabriz, Iran and Adjunct Prof. Energy, Water and Environment, Institute, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
3 Prof., Faculty of Chemical Engineering, Sahand University of Technology, Sahand, Iran
4 Prof., Faculty of Environmental Health, Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, Iran
چکیده [English]

In recent years, reverse osmosis method has played a major role in desalination of brackish and saline waters. The purpose of this study is to provide a proper desalination system for the use of aqueduct water in the University of Tabriz for health consumption in order for proper water management. According to the results of qualitative experiments, in the first step, the reverse osmosis desalination system was selected and designed. Through that, according to the different types of membranes and pre-purifiers, 15 scenarios were evaluated by 4 main criteria (economic, technical, environmental and social) and 6 sub-criteria. With the help of water application value engine (WAVE) software, the scenarios were modeled based on the opinion of decision makers and the weight of each criterion was calculated. Finally, group fuzzy decision making (GFDM) software was used to analyze group multi-criteria decision making to determine the best scenarion. In this study, by combining the WAVE and GFDM software the opinions of officials and experts are directly applied in the design and selection of the treatment system, leading to increase in the users’ satisfaction. Finally, the results show that the M scenario is the best choice of the decision-makers' point of view, which includes XLE-440 membranes for reverse osmosis and SFD-2880 ultrafiltration filter. In addition, to more accurately examine the behavior of the scenarios, sensitivity analysis on the parameters has also been performed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Desalination
  • Reverse Osmosis Design
  • Salinity
  • Multi-criteria decision making
  • WAVE Software
Afrasiabi, N., Ehteshami, M. & Ardakanian, R. 2008. Optimal design of reverse osmosis water treatment system by ROSA model, 2nd Specialized Conference on Environmental Engineering, University of Tehran, Faculty of Environment, Tehran, Iran. (In Persian)
Ardakanian R. & Zarghami M. 2010. Management of water resources development projects. 1st Edition. University Jihad Publications, Iran. (In Persian)
Gharibi, H., & Ali Qardashi, A. 2012. New achievements in reducing the physical environmental chemical effects of saltwater desalination projects, Specialized Conference on Saltwater Desalination, Brackish and Wastewater Treatment, University of Water and Power Industry, Tehran, Iran. (In Persian)
Kamran Fard, T., Khanian Lish, M. & Haji Ali Gol, A. 2018, Review and comparison of different methods of seawater desalination, 4th International Conference on New Findings in Agricultural Sciences, Natural Resources and Environment, Association for the Development and Promotion of Fundamental Science and Technology, Tehran, Iran. (In Persian).
Morad, M. M., El-Maghawry, H. A. & Wasfy, K. I. 2017. A developed solar-powered desalination system for enhancing fresh water productivity, Solar Energy, 146, 20-29.
Padwski, J. C. & Jawits, J. W. 2009. The future of global water scarcity: policy and management challenges and opportunities. The Whitehead Journal of Diplomacy and International Relations, 10, 99-114.
Salehi, S., Khanjani, M. & Barani, Gh. 2016. Economic evaluation of different desalination technologies, International Conference on Sustainable Development, Strategies and Challenges with a Focus on Agriculture, Natural Resources, Environment Biology and Tourism, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
(In Persian)
Sami, B., Zarghami, M., Yegani, R. & Mehran, P. 2019, Design of solar water supply system by reverse osmosis-photovoltaic method (case study: brackish water in Sarband village of Ardabil). Scientific Journal of Water and Wastewater Science and Engineering, 4(2), 37-46. (In Persian)
Zarghami, M. & Ehsani A. 2011. Evaluation of different multi-criteria decision making methods in selecting water transfer projects to Urmia Lake basin. Iran-Water Resources Research, 7(2), 1-14. (In Persian)
Zarghami, M. & Szidarovszky, F. 2011. Multi criteria analysis: applications to water and environment management, Springer Science and Business Media, New York, USA.