مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 36 3 2025 08 23 Optimization of Mobile Emergency Team Deployment in Water Crises Using Neural Networks (Case Study: Pakdasht, Varamin, Pishva and Qarchak Counties) بهینه‌سازی استقرار اکیپ‌های سیار امداد در بحران‌های آب با بهره‌گیری از شبکه‌ عصبی (مطالعه موردی: شهرستان‌های پاکدشت، ورامین، پیشوا و قرچک) 1 18 239313 10.22093/wwj.2025.544414.3513 FA ملیحه معززی فرهادی فر کارشناس ارشد بخش انرژی، معاونت توسعه و بهره‌برداری فاضلاب، شرکت آب و فاضلاب جنوب شرقی استان تهران، ورامین، ایران 0009-0001-8975-4962 ایمان توکلی کارشناس ارشد و مسئول سیستم اطلاعات مکانی، شرکت آب و فاضلاب جنوب شرقی استان تهران، ورامین، ایران 0009-0006-8269-8546 Journal Article 2025 03 18 The water scarcity crisis in Tehran Province and the Varamin Plain, coupled with frequent water and power outages, has led to air entrainment in pipelines, increased pressure, and pipe bursts, highlighting the need for intelligent water management in the deployment of emergency response teams. The innovation of this study lies in applying artificial intelligence–based methods for spatial analysis of incidents and identifying optimal locations for the deployment of mobile emergency teams. The main focus is on reducing response time and improving service coverage through the determination of optimal points using the Self-Organizing Map algorithm. This innovative approach contributes to the development of integrated software for incident management and faster decision-making under emergency conditions. The study area covers four counties: Varamin, Pishva, Qarchak, and Pakdasht. Using the Self-Organizing Feature Mapneural network algorithm, 16 optimal points for the deployment of mobile emergency teams were identified to enhance coverage and reduce response time, thereby minimizing losses caused by water and power disruptions. A total of 3,603 incident points recorded in the GIS system with UTM coordinates (Zone 39N) were used for spatial analysis and clustering in MATLAB. The research process included spatial data collection and preprocessing, SOM execution, and output map generation in the GIS environment. Among the 16 optimal locations, 9 are situated in high-incident-density areas (more than 8 incidents per square kilometer), and 6 are located in zones with high customer density (over 1,666 customers per square kilometer). The distribution of other points across lower-density zones ensures adequate coverage of rural and sparsely populated areas. The results indicate that the SOM algorithm successfully identified spatial patterns of incidents and population density, achieving balanced and efficient site selection for mobile emergency teams. The main advantage of SOM lies in its ability to analyze two-dimensional spatial data precisely, preserve topological structure, and adapt to data variability-making it superior to other clustering and metaheuristic methods. The findings confirm that the SOM algorithm is an effective approach for urban crisis management and optimal deployment of emergency resources, with potential for further development using more complex datasets to enhance rapid response systems. بحران کم‌آبی در استان تهران و دشت ورامین، همراه با قطعی‌های مکرر آب و برق، موجب هواگیری شبکه، افزایش فشار و شکستگی خطوط شده که ضرورت مدیریت هوشمند آب در استقرار اکیپ‌های امدادی را پررنگ می‌کند. نوآوری در این پژوهش، استفاده از روش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی برای تحلیل مکانی حوادث و شناسایی موقعیت بهینه استقرار اکیپ‌های امداد بود. تمرکز اصلی بر کاهش زمان واکنش و بهبود پوشش امدادی از طریق تعیین نقاط بهینه با بهره‌گیری از الگوریتم SOM بود. این رویکرد نوآورانه می‌تواند به توسعه نرم‌افزارهای جامع مدیریت حوادث و تصمیم‌گیری سریع‌تر در شرایط اضطراری کمک کند. محدوده مطالعاتی این طرح در چهار شهرستان ورامین، پیشوا، قرچک و پاکدشت بود. در این پژوهش، با بهره‌گیری از الگوریتم شبکه عصبی نگاشت خودسازمانده کوهونن، 16 نقطه بهینه برای استقرار اکیپ‌های سیار شناسایی شد تا با بهبود پوشش و کاهش زمان پاسخ‌گویی، سرعت رسیدگی به حوادث بحرانی افزایش یابد و خسارات ناشی از قطع آب و برق به حداقل برسد. داده‌های 3603 نقطه حادثه ثبت ‌شده در سیستم GIS با مختصات UTM زون 39 شمالی برای تحلیل و خوشه‌بندی در محیط MATLAB استفاده شد. فرایند پژوهش شامل جمع‌آوری و تصفیه داده‌های مکانی، اجرای الگوریتم SOM و تهیه نقشه خروجی در محیط GIS بود. از میان 16 نقطه بهینه، ۹ نقطه در محدوده‌های با تراکم بالای حوادث (بیش از ۸ حادثه در هر کیلومترمربع) و ۶ نقطه در نواحی با تراکم بالای مشترکین (بیش از ۱۶۶۶ مشترک در هر کیلومترمربع) قرار دارند. توزیع سایر نقاط در بازه‌های تراکم کمتر، پوشش مناطق روستایی و کم‌جمعیت را تضمین می‌کند. نتایج نشان داد الگوریتم SOM توانسته با شناسایی الگوهای مکانی حوادث و تراکم جمعیتی، مکان‌یابی اکیپ‌های امداد سیار را به‌صورت بهینه و متوازن انجام دهد. مزیت اصلی الگوریتم SOM در تحلیل دقیق داده‌های دوبعدی مکانی به همراه وزن‌دهی بهتر، حفظ ساختار توپولوژیکی و توانایی انطباق با تغییرات داده‌ها است که آن را نسبت به سایر روش‌های خوشه‌بندی و فرا ابتکاری متمایز می‌کند. یافته‌های این پژوهش نشان‌دهنده آن بود که الگوریتم SOM، راهکاری کارآمد برای مدیریت بحران‌های شهری و استقرار بهینه‌ تجهیزات امدادی است که ظرفیت توسعه با داده‌های پیچیده‌تر را به‌منظور ارتقای سامانه‌های پاسخ فوری دارد.

https://www.wwjournal.ir/article_239313_86e34badcf80768f0ad5667554c8cec9.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 36 3 2025 09 21 Sustainable Cyanide Removal from Water via CuO/AC Catalyst Derived from Polymeric Waste حذف پایدار سیانید از آب با استفاده از کاتالیست CuO/AC حاصل از ضایعات پلیمری 19 35 239094 10.22093/wwj.2025.544710.3512 FA بهزاد آقابراری دانشیار، پژوهشکده نانو مواد و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران 0000-0001-6073-1612 امیرحسین افشار دانشجوی دکترا، پژوهشکده نانو مواد و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران 0009-0009-8225-9465 Journal Article 2025 03 14 In this study, polymeric waste was utilized to produce a stable and environmentally compatible catalyst for the removal of high concentrations of cyanide from water. A heterogeneous Fenton-like process was employed, in which activated carbon derived from polymeric waste served as the catalytic support and was impregnated with copper oxide (CuO) nanoparticles. The catalyst was characterized by X-ray diffraction, confirming the presence of crystalline CuO and AC phases. Field-emission scanning electron microscopy combined with energy-dispersive spectroscopy demonstrated a uniform dispersion of CuO nanoparticles (~50 nm) across the porous carbon surface, while Brunauer Emmett Teller analysis demonstrated a high specific surface area (2174 m²/g in AC and 1332 m²/g in CuO/AC) and mesoporous structure (average pore diameter≈2.2 nm). Catalytic performance tests revealed that under optimized conditions (pH≈11, ambient temperature, H2O2-to-cyanide molar ratio of 3, and a catalyst dosage of 15 g/L), the cyanide removal efficiency exceeded 98%. The catalyst maintained its activity over three successive reaction cycles, indicating excellent structural stability and reusability. This work highlights that employing polymeric waste for catalyst fabrication provides an efficient, sustainable, and low-cost strategy for cyanide remediation, while simultaneously contributing to waste management and environmental protection. Under optimized conditions (pH≈11, ambient temperature, H2O2-to-cyanide molar ratio=3 and catalyst dosage=15 g/L), the cyanide removal efficiency exceeded 98%. The CuO/AC catalyst maintained excellent activity over three consecutive cycles, indicating good structural stability and reusability. This work highlights a sustainable and economical strategy for cyanide remediation using polymer-derived CuO/AC catalysts, simultaneously addressing waste management and environmental protection. در این پژوهش برای حذف سیانید با غلظت بالا از آب، از ضایعات پلیمری برای تولید یک کاتالیست پایدار و سازگار با محیط‌زیست استفاده شد. برای حذف سیانید از آب، فرایند شبه‌فنتون ناهمگن به‌کار گرفته شد که در آن، کربن فعال حاصل از ضایعات پلیمری به‌عنوان پایه کاتالیستی استفاده شد و با اکسید مس (CuO) از طریق روش تلقیح بارگذاری شد. شناسایی کاتالیست سنتز شده با استفاده از پراش پرتوایکس انجام شد که وجود فازهای بلوری CuO و کربن فعال را تأیید کرد. همچنین، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و طیف‌سنجی انرژی تفکیکی توزیع یکنواخت نانو ذرات CuO با اندازه حدود ۵۰ نانومتر بر سطح متخلخل کربن را نشان داد. آنالیز BET سطح ویژه بالا (m²/g‎ 2174 در کربن فعال و m²/g 1332 در CuO/AC) و ساختار مزوحفره‌ای (میانگین قطر 2/2 نانومتر‎) را تأیید کرد. نتایج عملکرد کاتالیست سنتز شده نشان داد که تحت شرایط بهینه فرایند (pH حدود ۱۱، دمای محیط، نسبت مولی ۳ برای H2O2 به سیانید و دوز کاتالیست ۱۵ گرم در لیتر)، کارایی حذف سیانید بالاتر از 98 درصد است. همچنین، عملکرد خوب کاتالیست در سه چرخه متوالی فرایند حذف سیانید بیانگر پایداری شیمیایی و ساختار مناسب آن برای این فرایند است. این پژوهش نشان داد که استفاده از ضایعات پلیمری برای تولید این کاتالیست، رویکردی کارآمد، پایدار و کم‌هزینه برای حذف سیانید فراهم می‌آورد که هم‌زمان به مدیریت پسماند و حفاظت زیست‌محیطی کمک می‌کند.

https://www.wwjournal.ir/article_239094_ef8f9b92c57885eb629974d07d7d60a8.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 36 3 2025 08 23 Conformity Assessment and Application of the Decision Rule in Acceptance or Rejecting Test Results of Drinking Water ارزیابی انطباق و کاربرد قانون تصمیم‌گیری در پذیرش یا رد نتایج آزمون در آب آشامیدنی 36 53 239095 10.22093/wwj.2026.489323.3454 FA مهتاب باغبان مدیر مرکز پایش و نظارت بر کیفیت آب و فاضلاب، شرکت آب و فاضلاب استان تهران، تهران، ایران 0009-0008-0470-1919 نوشین سهراب نیا رئیس قسمت کالیبراسیون و LIMS آزمایشگاه مرجع، شرکت آب و فاضلاب استان تهران، تهران، ایران 0009-0005-5884-5297 فهیمه مهرانفر کارشناس کنترل کیفیت آزمایشگاه مرجع، شرکت آب و فاضلاب استان تهران، تهران، ایران 0000-0003-0347-8504 افشین قربان اشرفی عضو هیئت مدیره شرکت پایش سلامت سیستم، تهران، ایران 0009-0003-6612-6108 Journal Article 2025 02 16 Conformity assessment of drinking water quality test results, particularly under critical water supply conditions, requires decision rules approaches that protect consumer health and prevent unjustified rejection of acceptable water sources. In this study, conformity assessment and decision rules based on measurement uncertainty were investigated for the acceptance or rejection of Nitrate, Turbidity, and pH test results in drinking water. These measurands were selected due to their importance in water quality and their direct or indirect impacts on human health. The primary objective of this research was to determine the probability of conformity of test results with regulatory requirements and to highlight the role of measurement uncertainty in reducing the risk of incorrect decisions, especially when new water sources are introduced into the distribution network. Nitrate, Turbidity, and pH analyses were conducted in accordance with the latest edition of the Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Measurement uncertainty was estimated separately for each measurand, and conformity assessment was performed with reference to the permissible limits specified in the Iranian National Drinking Water Standard No. 1053. Based on these inputs, the probability of conformity for each test result was calculated and used as the basis for acceptance or rejection decisions. The results demonstrated that applying a decision rule based on measurement uncertainty can significantly influence conformity assessment outcomes for drinking water quality parameters. The calculated probabilities of conformity were 95% for Nitrate, 90% for Turbidity, and 85% for pH, indicating different levels of decision confidence for the three measurands. These differences suggest that for certain measurands-particularly Nitrate, which has a more direct impact on human health-the risk of incorrect decision rules is higher, and measurement uncertainty must be considered more rigorously when declaring conformity. The findings further indicate that reliance solely on raw measurement results, without incorporating measurement uncertainty, may lead to the incorrect acceptance of unsafe water sources or the unjustified rejection of compliant ones. Overall, this study emphasizes that implementing a measurement uncertainty-based approach in the conformity assessment of drinking water test results enables informed decision rules with defined and acceptable risk levels. Adoption of this approach enhances decision accuracy, reduces risks to consumer health, prevents unnecessary rejection of acceptable water resources, and contributes to more efficient resource utilization and avoidance of unnecessary costs in water supply management systems. ارزیابی انطباق نتایج آزمون کیفیت آب شرب، به‌ویژه در شرایط بحرانی تأمین آب، مستلزم به‌کارگیری رویکردهای مبتنی بر قواعد تصمیم‌گیری است که هم از سلامت مصرف‌کننده حفاظت کند و هم از رد ناعادلانه منابع آبی قابل‌قبول جلوگیری کند. در این پژوهش، ارزیابی انطباق و قواعد تصمیم‌گیری مبتنی بر عدم قطعیت اندازه‌گیری، برای پذیرش یا رد نتایج آزمون‌های نیترات، کدورت و pH در آب شرب بررسی شد. این اندازه‌ده‌ها، به‌دلیل اهمیت آن‌ها در کیفیت آب و تأثیرات مستقیم یا غیرمستقیم بر سلامت انسان انتخاب شدند. هدف اصلی این پژوهش، تعیین احتمال انطباق نتایج آزمون با الزامات مقرراتی و نمایش اهمیت عدم قطعیت اندازه‌گیری در کاهش ریسک تصمیم‌گیری نادرست، به‌ویژه در هنگام ورود منابع جدید آب به شبکه توزیع بود. اندازه‌گیری نیترات، کدورت و pH مطابق با آخرین ویرایش کتاب استاندارد متد(Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater) انجام شد. عدم قطعیت اندازه‌گیری به‌صورت جداگانه برای هر اندازه‌‌ده برآورد شد و ارزیابی انطباق با استناد به حدود مجاز مندرج در استاندارد ملی آب شرب ایران به شماره ۱۰۵۳، انجام شد. بر اساس این داده‌ها، احتمال انطباق هر نتیجه آزمون محاسبه و به‌عنوان مبنای تصمیم‌گیری برای پذیرش یا رد به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد که به‌کارگیری قواعد تصمیم‌گیری مبتنی بر عدم قطعیت اندازه‌گیری می‌تواند به‌طور معناداری بر نتایج ارزیابی انطباق اندازه‌ده‌های کیفیت آب شرب تأثیر بگذارد. احتمال‌های انطباق محاسبه‌ شده به‌ترتیب برابر با ۹۵ درصد برای نیترات، ۹۰ درصد برای کدورت و ۸۵ درصد برای pH بودند که بیانگر سطوح متفاوتی از اطمینان تصمیم‌گیری برای این سه اندازه‌ده بود. این تفاوت‌ها نشان داد که برای برخی اندازه‌ده‌ها، به‌ویژه نیترات که اثر مستقیم‌ بر سلامت انسان دارد، ریسک تصمیم‌گیری نادرست بیشتر بوده و لازم است عدم قطعیت اندازه‌گیری با دقت بیشتری در اعلام انطباق لحاظ شود. یافته‌ها، همچنین نشان داد اتکای صرف به نتایج خام اندازه‌گیری، بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت اندازه‌گیری، می‌تواند منجر به پذیرش نادرست منابع آبی ناایمن یا رد غیرموجه منابع ایمن شود. درمجموع، این پژوهش تأکید ‌کرد که پیاده‌سازی رویکرد مبتنی بر عدم قطعیت اندازه‌گیری در ارزیابی انطباق نتایج آزمون‌های آب شرب، امکان تدوین قواعد تصمیم‌گیری آگاهانه با سطوح ریسک مشخص و قابل‌قبول را فراهم می‌سازد. اتخاذ این رویکرد موجب افزایش دقت تصمیم‌گیری، کاهش مخاطرات برای سلامت مصرف‌کنندگان، جلوگیری از رد غیرضروری منابع آبی قابل‌قبول و در نهایت بهبود بهره‌وری و اجتناب از هزینه‌های غیرضروری در سامانه‌های مدیریت تأمین آب می‌شود.

https://www.wwjournal.ir/article_239095_18e9515bd556457073da5937b0c9f344.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 36 3 2025 08 23 Removal of the Ni(II) from Water Samples Using a Polymer-Grafted Magnetic Graphene Oxide Nanoadsorbent حذف Ni(II) از نمونه‌های آبی با استفاده از نانو جاذب گرافن اکسید مغناطیسی پیوند خورده با پلیمر 54 78 241997 10.22093/wwj.2026.555973.3526 FA صبا مرادی دانشجوی دکترای تخصصی مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران 0009-0006-5991-3009 مهساسادات میرعلینقی دانشیار، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران 0000-0002-7629-6464 الهام منیری استاد، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران 0000-0002-1961-9298 شاداب شهسواری دانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران 0000-0003-0459-2739 محسن شعبانی دانشیار، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران 0000-0003-2237-3986 Journal Article 2025 03 30 Heavy metals such as nickel in aqueous environments pose significant risks to both human health and natural ecosystems, owing to their pronounced toxicity, environmental persistence, and tendency to bioaccumulate within food chains. In this study, a novel magnetic graphene oxide nanocomposite functionalized with an allylamine–vinyl imidazole copolymer (Poly-g-MGO) was synthesized and utilized as an efficient adsorbent for removing Ni(II) ions from aqueous solutions. Optimum adsorption conditions were established through batch experiments at pH=7, a contact time of 80 minutes, an adsorbent dosage of 0.25 g L−1, and a temperature of 298 K, with an initial Ni(II) concentration of 20 mg L−1. The removal efficiency of Ni(II) reached 90% under these conditions. The adsorption equilibrium data were best described by the Freundlich isotherm model, indicating a multilayer adsorption process on a heterogeneous surface. The Langmuir model estimated a maximum monolayer adsorption capacity of 133.366 mg g−1. The adsorption capacity diminished as the temperature increased from 298 to 328 K, confirming the exothermic nature of the process. Kinetic studies revealed that the adsorption followed a pseudo-second-order kinetic model, with intra-particle diffusion playing a dominant role in the adsorption mechanism. The adsorbent's practical applicability was further evaluated in real water samples, including tap water, Zayandeh-rood river water, and spent caustic industrial wastewater. The lower removal efficiency in industrial wastewater was attributed to the competitive adsorption of coexisting ions. These findings demonstrate the high capability of Poly-g-MGO for Ni(II) removal and its potential for treating contaminated aqueous samples. فلزات سنگین موجود در محلول‌های آبی، ازجمله نیکل، به دلیل سمیّت بالا، پایداری زیست‌محیطی و قابلیت تجمع در زنجیره غذایی، از مهم‌ترین آلاینده‌های تهدیدکننده سلامت انسان و اکوسیستم‌ها هستند. ازاین‌رو، توسعه جاذب‌های کارآمد و مقرون‌به‌صرفه برای حذف یون‌های فلزی از محیط‌های آبی اهمیتی ویژه دارد .در این پژوهش، نانو کامپوزیت گرافن اکسید مغناطیسی اصلاح ‌شده با کوپلیمر آلیل ‌آمین- وینیل ‌ایمیدازول (Poly-g-MGO) سنتز و به‌عنوان جاذبی مؤثر برای حذف یون Ni(II) ارزیابی شد. شرایط بهینه جذب در آزمایش‌های ناپیوسته شامل pH برابر 7، زمان تماس 80 دقیقه، مقدار جاذب 25/0 گرم در لیتر، دمای 298 کلوین و غلظت اولیه 20 میلی‌گرم در لیتر تعیین شد. در شرایط بهینه، درصد حذف یون Ni(II) به 90 درصد رسید. داده‌های تعادلی بیشترین انطباق را با مدل فروندلیچ نشان دادند که بیانگر ماهیت ناهمگن و چندلایه‌ای فرایند جذب است. حداکثر ظرفیت جذب تک‌لایه بر اساس مدل لانگمیر 366/133 میلی‌گرم بر گرم محاسبه شد. کاهش ظرفیت جذب با افزایش دما از 298 تا 328 کلوین نشان‌دهنده ماهیت گرماده فرایند بود. نتایج سینتیکی نیز بیانگر نقش مؤثر نفوذ درون‌ذره‌ای در مکانیسم کنترل‌کننده جذب بودند. علاوه‌ براین، عملکرد جاذب در نمونه‌های واقعی شامل آب لوله‌کشی، آب رودخانه زاینده‌رود و پساب صنعتی اسپنت‌ کاستیک بررسی شد که کاهش قابل‌توجه درصد حذف در نمونه پساب صنعتی ناشی از رقابت یون‌های مزاحم بود. یافته‌ها نشان دادند که نانو کامپوزیت Poly-g-MGO دارای ظرفیت جذب بالا، رفتار سینتیکی مناسب و عملکرد قابل‌قبول در حذف یون Ni(II) از نمونه‌های آبی است و قابلیت بالقوه‌ای برای کاربرد در تصفیه آب و پساب‌های صنعتی آلوده به یون نیکل دارد.

https://www.wwjournal.ir/article_241997_6f84c7fc9cbd6316113ff14fbbc1347d.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 36 3 2025 08 23 Investigating the Performance of Pump as Turbine for Pressure and Leakage Management of Urban Water Distribution Network Operation Using Modeling Approach ارزیابی عملکرد پمپ معکوس در مدیریت فشار و نشت شبکه توزیع آب شهری با رویکرد مدل‌سازی 79 96 241766 10.22093/wwj.2026.557753.3528 FA مهرتاش اسکندری پور دانشجوی دکترای مهندسی عمران- مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران و حمل‌و‌نقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0001-5990-8361 رامتین معینی دانشیار، گروه مهندسی عمران- مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران و حمل‌‌و‌نقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0003-0544-7090 علی دهنوی استادیار، گروه مهندسی عمران- مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران و حمل‌و‌نقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0001-5036-8805 Journal Article 2025 04 07 Pressure is one of the most important hydraulic parameters in urban water distribution networks and deviations from the permissible range can lead to increased leakage, reduced equipment lifespan, and energy losses. Although Pressure Reducing Valves are widely used as the most common tools for pressure management, this approach leads to considerable energy dissipation. In recent years, Pumps As Turbines has been used as an alternative or complementary element compared to PRVs, particularly in networks with significant differences in elevation and excess head, has become common. However, most previous studies have either focused primarily on energy generation or have not comprehensively investigated the hydraulic impacts of PATs based on Pressure Driven Analysis. In this study, the performance of PATs and PRVs in terms of pressure management, leakage, and energy recovery is comparatively investigated for the Baharestan WDS in Isfahan Province using PDA and a 24-hour Extended Period Simulation. The network was modeled considering three scenarios including: without valve, with PRV, and with replacement of PRVs by PATs. The results showed that PRV installation reduced the average network pressure from 51.11 to 35.91 m and decreased the average leakage from 64.65 to 44.26 L/s. However, replacing PRVs with PATs resulted in smaller reductions in pressure and leakage (average pressure of 45.03 m and leakage of 59.56 L/s) compared to PRVs, but enabled energy recovery of 73.28 kW during the 24-hour EPS. Overall, the results indicate that PRVs are more effective in pressure control and leakage reduction, whereas PATs, while maintaining hydraulic stability, offer substantial potential for recovering dissipated energy. These results suggest that PATs should not be considered a complete replacement for PRVs, but rather a complementary option to support informed decision-making in pressure and energy management of UWDN. فشار یکی از پارامترهای کلیدی هیدرولیکی در شبکه‌های توزیع آب شهری است که انحراف آن از محدوده مجاز می‌تواند منجر به افزایش نشت، کاهش عمر تجهیزات و اتلاف انرژی و نارضایتی مصرف‌کنندگان شود. اگرچه استفاده از شیرهای فشارشکن به‌عنوان متداول‌ترین ابزار مدیریت فشار شناخته می‌شود، ولی این رویکرد با اتلاف قابل‌توجه انرژی همراه است؛ بنابراین، در سال‌های اخیر، استفاده از پمپ معکوس به‌عنوان جایگزین یا مکمل PRV، به‌ویژه در شبکه‌های دارای اختلاف تراز و هد مازاد، موردتوجه قرار گرفته است؛ بااین‌حال، اغلب پژوهش‌های پیشین یا صرفاً بر تولید انرژی متمرکز بودند و یا اثرات هیدرولیکی PAT را به‌صورت جامع، به‌ویژه در روش تحلیل مبتنی بر فشار بررسی نکردند. در این پژوهش، عملکرد PAT و PRV در مدیریت فشار، نشت و بازیابی انرژی در شبکه توزیع آب شهری بهارستان استان اصفهان، با استفاده از روش PDA و شبیه‌سازی دینامیکی ۲۴ ساعته ارزیابی شد. شبکه در سه سناریو بدون نصب شیر، با نصب PRV و جایگزینی PRV با PAT مدل‌سازی شد. نتایج نشان داد که نصب PRV موجب کاهش میانگین فشار شبکه از 11/51 به 91/35 متر و کاهش میانگین نشت از 65/64 به 26/44 لیتر بر ثانیه شده است. علاوه بر این، جایگزینی PRV با PAT اگرچه کاهش فشار و نشت کمتری (میانگین فشار 03/45 متر و نشت 56/59 لیتر بر ثانیه) نسبت به PRV به همراه داشت، اما امکان بازیابی انرژی معادل 28/73 کیلووات در بازه ۲۴ ساعته را فراهم کرد. به‌طورکلی، نتایج نشان داد که PRVها ازنظر کنترل فشار و کاهش نشت عملکرد مؤثرتری دارند، درحالی‌که PATها با حفظ پایداری هیدرولیکی شبکه، ظرفیت قابل‌توجهی برای بازیابی انرژی هدررفته ارائه می‌دهند. این نتایج بیانگر آن است که استفاده از PAT نه به‌عنوان جایگزین کامل، بلکه به‌عنوان یک گزینه مکمل برای PRV، می‌تواند مبنای تصمیم‌گیری آگاهانه در مدیریت فشار و انرژی در شبکه‌های توزیع آب شهری باشد.

https://www.wwjournal.ir/article_241766_2b1485555f9aa18f35d1d284bfcf58be.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 36 3 2025 08 23 Comparative Study of the Adsorption Efficiency of Carbon Nanotubes and Biochar in the Removal of Crystal Violet Dye from Aqueous Solution مطالعه مقایسه‌ای کارایی نانولوله‌های کربنی و زغال زیستی در حذف رنگ کریستال ویولت از محلول آبی 97 114 242012 10.22093/wwj.2026.550885.3517 FA شهریار مهدوی دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران 0000-0003-1662-7855 محمد تقی مهاجر دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران 0009-0001-9610-7034 معصومه ناصری تکیه پژوهشگر پسادکتری، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران 0000-0002-2088-7222 Journal Article 2025 03 29 Organic dyes such as Crystal Violet represent persistent and toxic pollutants in industrial wastewaters, underscoring the urgent need for efficient removal methods. This study investigates the performance of two adsorbents-carbon nanotubes and biochar-in removing Crystal Violet dye. FESEM and EDS analyses were employed to identify the morphology and chemical composition of the adsorbents. The average particle size was determined to be 26.32 nm for carbon nanotubes and 72.09 nm for high-purity biochar. Adsorption experiments were conducted under various conditions of adsorbent dosage, contact time, and temperature, and the optimum adsorbent dose and equilibrium time were determined to be 1 g/L and 90 min, respectively. Increasing the adsorbent dosage resulted in a decrease in specific adsorption capacity due to a reduced ratio of dye molecules to available active sites and particle agglomeration. Adsorption isotherm analysis revealed that the Freundlich model for carbon nanotubes and the Temkin model for biochar provided the best fit to the experimental data, and the extracted qmax values confirmed the high adsorption capability of both adsorbents, while pH showed no significant influence on the adsorption process. Kinetic and thermodynamic investigations indicated that adsorption was mainly governed by intraparticle diffusion, was spontaneous and endothermic in nature, and involved an increase in surface randomness, which was further supported by FESEM images and EDS analysis, confirming effective dye attachment on the adsorbent surfaces. The findings of this study demonstrate that both carbon nanotubes and biochar exhibit high potential for the removal of organic dyes, with the intraparticle diffusion mechanism playing a key role in the adsorption process. Moreover, the good agreement of the Freundlich and Temkin models with the experimental data indicates the heterogeneous nature of the adsorbent surfaces. رنگ‌های آلی مانند کریستال ویولت از آلاینده‌های پایدار و سمّی در پساب‌های صنعتی هستند که حذف آن‌ها از محیط‌زیست اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، عملکرد دو جاذب نانولوله‌های کربنی و زغال زیستی در حذف رنگ کریستال ویولت بررسی شد. برای شناسایی ساختار و ترکیب شیمیایی جاذب‌ها از آزمون‌های FESEM و EDS استفاده شد. میانگین اندازه ذرات برای نانولوله‌های کربنی 26/32 نانومتر و برای زغال زیستی 09/72 نانومتر با خلوص بالا به دست آمد. آزمایش‌های جذب در شرایط مختلف دوز جاذب، زمان تماس و دما انجام شد و دوز بهینه 1 گرم در لیتر و زمان تعادل 90 دقیقه تعیین شد. نتایج نشان داد با افزایش دوز جاذب، ظرفیت جذب ویژه کاهش می‌یابد که ناشی از کاهش نسبت مولکول‌های رنگ به سایت‌های فعال و تجمع ذرات است. بررسی ایزوترم‌های جذب نشان داد که مدل فروندلیچ برای نانولوله‌های کربنی و مدل تمکین برای زغال زیستی بیشترین انطباق را دارند. بر اساس پارامترهای ایزوترمی، حداکثر ظرفیت جذب (qmax) به ترتیب برای نانولوله کربنی و زغال زیستی از تحلیل مدل‌ها استخراج شد و نشان‌دهنده توانایی بالای هر دو جاذب در تثبیت مولکول‌های رنگ بود. پارامتر pH تأثیری در فرایند جذب نداشت. بررسی سینتیکی نشان داد مدل نفوذ درون‌ذره‌ای بهترین برازش را داشته و محدودیت انتقال جرم نقش مؤثری در فرایند جذب ایفا می‌کند. تحلیل پارامترهای ترمودینامیکی بیانگر گرماگیر و خودبه‌خودی بودن فرایند و افزایش بی‌نظمی سطحی بود. تصاویر FESEM و آنالیز EDS پس از جذب نیز نشان‌دهنده جذب مؤثر رنگ بر سطح جاذب‌ها بودند. نتایج این پژوهش نشان داد هر دو جاذب نانولوله کربنی و زغال زیستی توان بالایی در حذف رنگ‌های آلی دارند و مکانیسم نفوذ درون‌ذره‌ای نقش کلیدی در فرایند جذب ایفا می‌کند. همچنین تطابق قابل‌توجه مدل‌های فروندلیچ و تمکین با داده‌های تجربی نشان‌دهنده ماهیت ناهمگن سطوح جاذب‌ها است.

https://www.wwjournal.ir/article_242012_c6e04c6343a907c961108fef4a8199dd.pdf