مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 A New Reliability Index for Evaluating the Performance of Water Distribution Network ارائه شاخص قابلیت اطمینان جدید برای ارزیابی عملکرد شبکه توزیع آب 1 16 50127 10.22093/wwj.2017.51035.2154 FA مهدی دینی استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران 0000-0002-1767-5528 مسعود تابش استاد دانشکده مهندسی عمران و عضو قطب علمی مهندسی و مدیریت زیرساخت‌های عمرانی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0002-8982-8941 Journal Article 2016 05 27 Various reliability indices have been defined by researchers for the water distribution networks. Due to the complexity and heterogeneous nature of distribution networks, results of indicies can vary substantially and municipalities have hard time to select the most practical indicies for their networks. This study was undertaken to develop a new method for identifying the best reliability index by considering various factors including the appropriate sensitivity to changes in network parameters, the appropriate shift in extreme conditions, the capability in covering critical condition, hydraulic condition, and water quality reliability. To accomplish the objective of the study, several water distribution networks were evaluated under multiple scenarios and the optimum reliability indices were verified with an example real water distribution network in Ahar. Controlling parameters included in scenario analysis for network reliability indices include: minimum, maximum and optimal pressure, residual chlorine in nodes, velocity in pipes, nodal pressure reliability, pipe velocity reliability, and nodal residual chlorine reliability . To evaluate the performance of defined index, a two-loop test (critical) were compared with the conventional single-lop test (normal). The performance assessment of indices obtained from this study showed that the index values ranged between 0.11 and 1.0, which indicate the normality and the appropriate sensitivity of the indices. Also, by increasing the residual chlorine of the reservoir, the network reliability index changed from 0.54 to 0.75 and then as the residual chlorine decreases in the distributon network the reliability index decreased back to 0.54. This appropriate shift in reliability index while changing residual chlorine in the network, cearly shows the the effectiveness of new method in determining the reliability indicies under extreme conditions. Also, the new method did not respond to the failure of some network components, as were evident with insignificant change in the indices values under critical conditions. From the results of this study generally can be concluded that the newly defined relability indices is an efficient way for evaluating the performance of water distribution networks. در سـال‌هـای اخیـر شاخص‌های قابلیت اطمینان زیادی به‌منظور بررسی شبکه‌های آبی توسط پژوهشگران مختلف تعریف شده است، به‌طوری که کاربران و مدیران به‌دلیل پیچیدگی، تعدد و دامنه تغییرات ناهمگون نتایج برای شاخص‌ها، در به‌کارگیری آنها دچار سردرگمی هستند. در این پژوهش با در نظر گرفتن ویژگی‌های یک شاخص کاربردی که شامل نرمال بودن نتایج شاخص، حساسیت مناسب شاخص نسبت به تغییرات پارامترهای شبکه، تغییر جهت مناسب شاخص در شرایط حدی و قابلیت شاخص در پوشش شرایط بحرانی بهره‌برداری است، شاخص‌های قابلیت اطمینان هیدرولیکی و کیفی جدیدی ارائه شد. برای این منظور ضوابط و معیارهای طراحی و بهره‌برداری شبکه‌های توزیع آب به‌صورت کنترل حدود تغییرات حداقل و حداکثر و بهینه فشار در گره‌ها، سرعت جریان در لوله‌ها و کلر آزاد باقیمانده در گره‌ها در نظر گرفته شد و شاخص قابلیت اطمینان فشار گرهی، شاخص قابلیت اطمینان سرعت جریان لوله‌ای، شاخص قابلیت اطمینان کیفی گرهی و شاخص قابلیت اطمینان کل شبکه تعریف شد. برای ارزیابی عملکرد شاخص‌ تعریف شده، از یک شبکه نمونه دوحلقه‌ای و یک شبکه واقعی توزیع آب استفاده شد. بررسی مقادیر شاخص‌ها نشان داد که مقدار شاخص‌ها بین 11/0 و 0/1 در نوسان است و این تغییر نشان دهنده نرمال بودن و حساسیت مناسب شاخص‌ها است. همچنین با افزایش مقادیر هد و کلر باقیمانده مخزن، شاخص‌ قابلیت اطمینان تلفیقی شبکه‌ای از 54/0 به 75/0 افزایش یافته و سپس به 54/0 کاهش یافت و این تغییر نشان‌دهنده تغییر جهت مناسب شاخص در شرایط حدی است. همچنین با شکست برخی اجزای شبکه، مقدار شاخص‌ها تغییر محسوسی نکرد و این نشان‌دهنده قابلیت شاخص‌ها در پوشش شرایط بحرانی است. با نتایج حاصل از این پژوهش مشخص شد که در مجموع شاخص‌های تعریف شده از کارایی مناسبی برای ارزیابی عملکرد شبکه‌های توزیع آب برخوردار هستند.

https://www.wwjournal.ir/article_50127_9c3508e704aa16945cf79b05af57848c.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Simulation of Emergency Spill of MTBE into Surface Water Reservoir and Remediation Techniques using Modified CE-QUAL-W2 Model: A Case Study for Gheshlagh Reservoir شبیه‎سازی سرریز ناگهانی آلودگی MTBE و اقدامات بهسازی مخزن آب سطحی با استفاده از مدل اصلاح یافته CE-QUAL-W2: مطالعه موردی مخزن سد قشلاق 17 30 50757 10.22093/wwj.2017.58499.2229 FA مطهره سعادت پور استادیار، گروه آب و محیط‎ زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران آمنه یوسفی مقدم دانش ‎آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران- محیط ‎زیست، دانشکده محیط ‎زیست کرج، البرز، ایران مرتضی کلاهدوزان استادیار، گروه آب و محیط‎ زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیط‎ زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران Journal Article 2016 07 31 Due to the importance and widespread applications of oil products as well as their threats to surface water bodies in Iran, it is inevitable to apply suitable simulation models to develop management plans, actions, and appropriate scenarios . There are two modified versions of CE-QUAL-W2 and both can be used for simulations of emergency pills of toxic waste in transpotation roadways. In this research, both modified versions were employed to simulate the fate of Methyl tert-butyl ether (MTBE) (a gasoline oxygenated addetive) during an emergency spill. As a case study, the application of both models was used to evaluate the MTBE emergy spill that occurred on March 2003 near Khalifeh Torkhan river. Several remediation techniques including artificial turbulent, mixing, and aeration were used during the simulation study. Results showed that the modified version of the model (CE-QUAL-W2) depicted a better temporal and spatial distribution of MTBE pollution in reservoir compared compared to the first version of the model. Multiple scenarios were simulated in this study under various meteorological, hydrological, and MTBE loading for Gheshlagh reservoir. The simulation results showed that lower air temperature and higher wind speed are among the factors that reduces the reservoir recovery time. In addition,, another parameter that found to decrease the recovery time of Gheshlagh reservoir is an increase in reservoir inflow and/or outflow rate. با توجه به اهمیت و کاربرد گسترده فراورده‎های نفتی و نیز خطرات ناشی از این فراورده‎ها بر منابع آبهای سطحی در کشور، به‌کارگیری مدل‌های مناسب به‌منظور ارائه اقدامات و برنامه‎های مدیریتی مهم و ضروری است. در این پژوهش دو نسخه از مدل اصلاح شده CE-QUAL-W2 به‌منظور شبیه‎سازی رویداد سقوط تانکر حاوی سوخت ماده فرار آلی MTBE در مجاورت رودخانه خلیفه ترخان در اسفند1381 مورد استفاده قرار گرفت. در این مدل، روش‌های بهسازی شامل استفاده از ابزارها و تجهیزات مکانیکی به‌منظور ایجاد آشفتگی، اختلاط و هوادهی مصنوعی به‌کار گرفته شد. بر اساس نتایج حاصل شده، نسخة دو مدل CE-QUAL-W2 در مقایسه با نسخة یک مدل، قادر به ترسیم مناسب‎تری از توزیع زمانی و مکانی شرایط کیفی آلودگی در رابطه با داده‎‎های میدانی ثبت شده برای MTBE است. علاوه بر این، محاسبه زمان پاک‌سازی مخزن سد قشلاق در سناریوهای متعدد هواشناسی و هیدرولوژیکی، مقدار بار MTBE و نحوه بهره‎برداری از مخزن سد نسبت به سناریوی پایه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این قسمت پژوهش نشان داد که کاهش دمای هوا و افزایش سرعت باد، سبب کاهش زمان پاک‌سازی مخزن سد می‌شود. همچنین، عامل دیگری که سبب کاهش زمان پاک‌سازی مخزن سد قشلاق می‌شود عبارت است از افزایش جریان دبی ورودی و یا دبی خروجی.

https://www.wwjournal.ir/article_50757_75eb5900d785f73be4fbf9489b22aac1.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Evaluation of the Removal of Heavy Metals (Cadmium Lead, and Zinc) from Aqueous Solutions using Multi-Walled Carbon Nanotubes Modified with Chitosan کارایی نانو لوله‌های کربنی چند جداره اصلاح شده با عامل کیتوزان در حذف فلزات سنگین سرب، روی و کادمیم از محیط‌های آبی 31 41 50772 10.22093/wwj.2017.52540.2170 FA فرزاد هاشم زاده دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست (آب و فاضلاب)، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران 0000-0002-9574-7427 امیرحسام حسنی دانشیار گروه آب و فاضلاب، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران 0000-0003-2569-5446 همایون احمدپناهی دانشیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکز، تهران، ایران 0000-0001-5041-8059 سید مهدی برقعی استاد گروه آب و فاضلاب، دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران 0000-0002-9825-9832 Journal Article 2016 04 20 Discharge of toxic metals such as cadmium (Cu), lead (Pb), and zinc (Zn) in the environment can impact the quality of air and water. High concentration of these toxic metals larger than the regulated concentration in the air and water can pose serious human health risks. The aim of this research was to investigate the removal of these heavy metals (Cd, Pb and Zn) from aqueous solutions by using a multi walled carbon nanotubes modified by chitosan as an absorbent agent. To perform the experimental study, nitrate salt of heavy metals solution prepared with distilled water was used. Factors examined for the removal efficiency of heavy metals in this study include pH, absorbent dose concentration, retention time, and the initial concentration of heavy metals. All analytical analyses were performed according to standard methods. Also, the infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM) used for identification and modification of the absorbent. The results obtained from this study showed that an increase in pH, retention time and initial concentration of heavy metals, also increased the adsorption efficiency rate. The optimum heavy metals removal efficiency was about 75% and that occurred when pH =7, retention time =120 minutes and the initial concentration of heavy metals =20 mg/L. In addition, plot of Langmuir and Freundlich adsorption isotherms for heavy metals showed that the adsorption process mostly follows the Freundlich isotherm. The limited data obtained from this experimental sudy, it can be concluded that using carbon nanotubes modified with chitosan as an absorbant agent is an effective method for the removal of heavy metals (Cd, Pb, and Zn) from aqueous solutions. فلزات سنگین یکی از مهم‌ترین آلودگی‌های محیط زیست به‌شمار می‌آیند. افزایش غلظت این فلزات در آب، بیش از حد تعیین شده در مقررات زیست محیطی، می‌تواند اثرات جبران ناپذیری برای سلامتی انسان داشته باشد. هدف از این پژوهش حذف یا کاهش فلزات سنگین از قبیل سرب، روی و کادمیم توسط نانو لوله‌های کربنی اصلاح شده با کیتوزان از محیط‌های آبی است. در این پژوهش نانو لوله کربنی چند جداره اصلاح شده با کیتوزان به‌عنوان جاذب اسـتفاده شـد. برای تکمیل آزمایش از محلول نمک نیترات فلزات سنگین تهیه شده با آب مقطر به‌عنوان محلول استفاده شد. متغیرهـای مـورد مطالعـه در این پژوهش عبارت بودند از pH محلول، زمان ماند، غلظت اولیه فلزات سنگین و مقدار جرم جاذب. کلیه تجزیه و تحلیل‌های آزمایشگا‌هی بر اساس استاندارد متد انجام شد. برای شناسایی و تعیین اصلاح ساختار جاذب اصلاح شده از طیف سنجی مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که راندمان جـاذب در جـذب آلاینـده بـا افزایش زمـان مانـد، غلظـت فلزات سنگین و pH افزایش می‌یابد. بهترین عملکرد جاذب با راندمان بیش از 75 درصد در شرایطی به‌دست آمد که pH برابر 7، زمان 120 دقیقه و غلظت اولیه فلزات سنگین برابر با 20 میلی‌گرم در لیتر بود. با رسم نمودار ایزوترم‌های جذب لانگمیر و فروندلیچ مشخص شد که فرایند جذب از ایزوترم جذب فروندلیچ تبعیت می‌کند. با نتایج به‌دست آمده در این پژوهش می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از نانو لوله‌های کربنی اصلاح شده با کیتوزان، راه حل مناسبی به‌عنوان جاذب مؤثر در حذف فلزات سنگین از قبیل سرب، روی و کادمیم از محیط‌های آبی می‌با‌شد.

https://www.wwjournal.ir/article_50772_45710eb8f66c06d077052fc23365d750.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Mercury Removal from Contaminated Water Resources Using Modified Multi Walled Carbon Nanotubes حذف یون جیوه در منابع آب آلود‌ه با استفاده از نانو لوله‌های کربنی عامل‌دار شده 42 53 50774 10.22093/wwj.2017.69156.2295 FA فرهاد جهان تیغ دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده فیزیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران سید محمود مرتضوی دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده فیزیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، تهران سید محمد باقر قریشی استادیار، دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران Journal Article 2016 11 29 Mercury is one of the heavy metals that is toxic to humans, animals and the environment. The contribution of mercury in the water resources are from various sources including the discharge from industry and municipal wastewater. Hence, removal of mercury from water resources, especially for human consumption, is extreamely important. The removal of mercury is usually accomplished through adsoption and one method is through use of carbon nanotubes as the absorbent. The available commercial nanotubes are often synthesized by chemical vapor deposition which is done easily in an industrial scale. The aim of this research was to find an optimum condition to remove mercury from water by using a multi walled carbon nanotubes modified with Tris (2- aminoethyl) amine. To accomplish the main objective of the study, multi walled carbon nanotubes were machined in laboratory with chemical vapor deposition and later modified with Tris (2-aminoethyl) amine. These multi walled nanotubes then used to absorb mercury ions in water and the amount of absorption measured by induced coupled plasma (ICP). The nanoparticles in this study were analyzed by FT-IR, Raman, TG-DTA, SEM, and EATo evaluate the optimum adsorption for the removal of mercury, several influencing factors such as pH fluctuations, concentration of the initial mercury in solution, absorbent weight, and contact time were investigated. The results obtained from this study conformed mercury adsorption to Langmuir and Freundlich Isotherms. The removal of mercury ions drastically increased with the increase in pH. The optimum adsorption capacity was 115 mg/g and the highest absorption yield was 95± 1. In summary, based on the limited results obtained from this study, it is fair to conclude that the MW-CNT modified with Tris (2-aminoethyl) amine is a useful method for the removal of mercury from water. جیوه از خطرناک‌ترین فلزات سنگین شناخته‌شده است که برای انسان‌، حیوان و محیط‌ زیست بسیار خطرناک است. عوامل مختلفی ازجمله پساب کارخانه‌ها موجب افزایش مقدار جیوه در آب شده است، با توجه به مضرات جیوه، توسعه روش‌هایی نوینی مبنی بر حذف این فلز در منابع آب آلوده بسیار قابل اهمیت است. یکی از روش‌های متداول برای حذف فلزات سنگین از آب‌، استفاده از نانو لوله‌های کربنی به‌عنوان جاذب است. در دهه‌های اخیر کاربرد نانو فناوری در تصفیه‌ آلاینده‌ها با توجه به سهولت و اقتصادی بودن، در مقایسه با روش‌های شیمیایی و بیولوژیکی متداول توسعه بیشتری یافته است. نانولوله‌های کربنی به‌‌علت خواص ویژه متمایز از سایر مواد کربنی و نانو ذرات، در بسیاری پژوهش‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف این پژوهش، یافتن شرایط بهینه برای حذف فلز جیوه توسط نانو لوله‌های کربنی چند جداره عامل‌دار شده با تریس (٢-آمینواتیل) آمین و ارائه نتایج و استفاده از آن‌ها به‌منظور گسترش روش حذف آلاینده جیوه موجود در آب و پساب می‌باشد. نانولوله‌های کربنی چند دیواره با روش رسوب بخار شیمیایی توسط دستگاه طراحی و ساخته ‌شده در آزمایشگاه، تولید و خالص‌سازی شدند و سپس با تریس (2-آمینواتیل) آمین عامل‌دار شدند. پس از این عمل نانولوله‌های کربنی چند دیواره عامل‌دار شده با تریس (2-آمینواتیل) آمین تهیه‌شده توسط طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز، رامان، تجزیه حرارتی وزن‌سنجی، میکروسکوپ الکترونی و آنالیز عنصری مورد بررسی قرار گرفتند. جذب یون‌های جیوه از آب با استفاده از این نانولوله‌های کربنی چند دیواره عامل‌دار شده صورت گرفت و میزان جذب جیوه در نمونه‌ها با استفاده از روش ICP (induced coupled plasma) اندازه‌گیری شد. تأثیر عواملی مثل تغییرات pH، غلظت محلول اولیه، وزن جاذب و زمان تماس با استفاده از سیستم ناپیوسته بر میزان جذب بررسی شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که حذف یون‌های جیوه به‌شدت به میزان pH وابسته است. بیشینه ظرفیت جذب مربوط به جاذب تحت شرایط بهینه برای یون‌های جیوه برابر 115 میلی‌‌گرم در گرم به‌دست آمد. اطلاعات به‌دست‌آمده، با همدماهای جذب لانگمیر و فروندلیچ انطباق داده شد. بهترین بازده جذب نیز برابر 1±95 به‌دست آمد. نتایج این پژوهش به‌طور خلاصه نشان داد که حذف جیوه از منابع آب الوده توسط نانولوله‌های کربنی چند دیواره عامل‌دار شده با تریس (٢-آمینواتیل) امکان پذیر می‌باشد.

https://www.wwjournal.ir/article_50774_8f240c80a338afcafb825f38881358b2.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Investigation of Anionic Surfactant Removal Using Unipolar Electro-Flotation and Electro-Coagulation بررسی حذف سورفکتانت آنیونی با استفاده از روش انعقاد و شناورسازی الکتریکی تک قطبی 54 65 55170 10.22093/wwj.2017.72005.2316 FA مهتا نظری دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران بیتا آیتی دانشیار، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران 0000-0001-7720-9863 Journal Article 2017 01 03 Surfactants are considered as chemical combinations with many environmental impacts such as eutrophication, foam generation, and oxygen reduction. This experimental study is conducted to evaluate the removal of Sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) using unipolar electro-flotation and electro coagulation system. The experimental set up was installed as a cubic shape with effective volume of 735 ml and stainless steel mono-polar electrodes arranged in a horizontal fashion. Parameters evaluated individualy for the overall system optimization include: distance between electrodes (0.5-1.5 cm), surfactants initial concentration (50-1000 mg/L), pH (3-11), current density (0.5–1.5 A), and electric conductivity (950-3500 S/cmμ). Results obtained during the 1 hr operation time showed that the optimum surfactant and COD removal efficiency were about 94 and 90 percent, respectively. This optimum removal eficciencies were accomplished under the following condition: pH=8, distance between electrodes =1 cm, initial surfactant concentration = 750 mg/L, current density = 1 A, and EC = 1440 μS/cm . In addition, the energy consumption and anode dissolution were 45.03 kWh/kg and 1.04 kg Fe/kg for SDBS removal, respectively. In conclusion, the results obtained in this study support the application of electro-flotation and electro coagulation as an appoperiate system for the removal of surfactants such as detergent. سورفکتانت‌ها دسته‌ای از ترکیبات شیمیایی هستند که اثرات زیست‌محیطی بسیاری از قبیل تغذیه‌گرایی، تولید کف و کاهش اکسیژن محلول دارند. این پژوهش با هدف بررسی آزمایشگاهی حذف سورفکتانت آنیونی سدیم دودسیل بنزن سولفونات با استفاده از سیستم شناورسازی الکتریکی انجام شد. پایلوت مورد استفاده به شکل مکعب مستطیل با حجم مفید 735 میلی‌لیتر شامل الکترودهایی مشبک (مش‌بندی شده) و تک قطبی از جنس فولاد ضد زنگ به‌صورت افقی بود. در این پژوهش پارامترهای مؤثر بر فرایند شامل فاصله بین الکترودها 5/0 تا 5/1 سانتی‌متر، غلظت اولیه سورفکتانت 50 تا 1000میلی‌گرم در لیتر، pH (3 تا 11)، شدت جریان الکتریکی 5/0 تا 5/1 آمپر و هدایت الکتریکی 950 تا 3500 میکروزیمنس بر سانتی‌متر به‌روش تک متغیری بررسی و بهینه شد. طبق نتایج حاصل شده بهترین درصد حذف سورفکتانت و COD در طول یک ساعت آزمایش به‌‌ترتیب 84/93 و 90 برآورد شد. این نتیجه در شرایط pH برابر با 8، فاصله یک سانتی‌متر بین الکترودها، غلظت اولیه سورفکتانت برابر با 750 میلی‌گرم در لیتر، یک آمپر جریان الکتریکی و 1440 میکروزیمنس بر سانتی‌متر هدایت الکتریکی حاصل شد. در این شرایط میزان انرژی مصرفی 020/45 کیلو وات ساعت بر کیلوگرم سورفکتانت حذف شده و انحلالآند معادل 04/1 کیلوگرم آهن بر کیلوگرم سورفکتانت حذف شده بود. نتایج آزمایشگاهی به‌دست آمده در این پژوهش نشان داد که حذف سورفکتانت آنیونی از قبیل مایع ظرف‌شویی با استفاده از سیستم شناورسازی الکتریکی انجام‌پذیر است.

https://www.wwjournal.ir/article_55170_fef34c15c1dd57c9106153d6d084227d.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Evaluation of the Removal of Reactive Green 19 by Using O3/UV Advanced Oxidation Process ارزیابی حذف رنگزای راکتیو سبز 19 توسط فرایند اکسیداسیون پیشرفته ازن/تابش فرابنفش 66 77 54999 10.22093/wwj.2017.72930.2322 FA بهروز وحید استادیار، گروه مهندسی شیمی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران Journal Article 2017 01 15 Recently, water crisis has been a global threat for most countries, particulately for midelist countries. In this regard industrial wastewaters treatment is a vital to prevent unfavorable environmental consequences. Advanced oxidation processes are the preferred treatment process for the removal of resisitant organic pollutants without producing secondary wastes. In this research study, the removal of RG19 from aqueous solution was studied by O3/UV processes. A recirculation system equipped with an UV lamp and ozonation tank was applied for the degradation of model di-azo dye from textile industry. The RG19 concentration was measured using a spectrophotometer at 625 nm. Comparison of RG 19 removal by O3 and O3/UV showed that, under same operational condition, the combined process had more decolorization efficiency (DE%). Moreover, the experimental results revealed that the DE% increased by increasing the ozone amount and decreasing the concentration of RG19. The efficiency of degradation process was performed at the basic (alkali) condition due to the production of extra hydroxyl radicals. The pseudo-first order kinetic was observed for the dye decolorization. The consumption of electrical energy decreased per order using the O3/UV process at the desired basic pH; indicating adequate synergistic effect of the photolysis and ozonation. In addition, central composite design (CCD) approach was applied for prediction of the DE% at pH= 10 for independent variables including the RG19 concentration range (379.6-1220.4 mg/L), ozone mas flow rate range (2.5-7.2 g/h), and process duration time range (4.8-55.2 min). After investigating the effect of the operational parameters on the decolorization efficiency, a nonlinear CCD model was developed for prediction of DE%. The optimum operational conditions for the complete dye degradation at pH=10 was experimentally verified when: [RG19] concentration was of 524 mg/L, ozone mass flow rate was 7 g/h, and process time was 54 min. The EEO declined at the optimized pH for the coupled process owing to the synergistic effect of ozonation and UV. کمبود آب یک تهدید جهانی است و تصفیه پساب‌های صنعتی برای جلوگیری از پیامدهای نامطلوب محیط زیستی امری ضروری است. فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، آلاینده‌های آلی را با تولید گونه‌های فعال اکسیژن بدون پسماندهای ثانویه تخریب می‌کنند. در این پژوهش، حذف ماده رنگزای راکتیو سبز 19 (RG19) از محیط آبی با استفاده از فرایند ازن‌زنی تحت تابش فرابنفش (O3/UV) بررسی شد. سامانه با جریان چرخشی مجهز به لامپ UV و مخزن ازن‌زنی برای تخریب ماده رنگزا به‌کار گرفته شد و غلظت RG19 توسط دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج جذب بیشینه 625 نانومتر اندازه‌گیری شد. مقایسه حذف RG19 توسط فرایندهای O3 و O3/UV نشان داد که فرایند ترکیبی (O3/UV) در شرایط عملیاتی مشابه کارایی رنگ‌زدایی بیشتری دارد. به‌علاوه، نتایج به‌دست آمده نشان داده که راندمان حذف با افزایش مقدار ازن و کاهش غلظت ماده رنگزا افزایش می‌یابد و فرایند رنگ‌زدایی به‌طور مؤثری در شرایط بازی به‌دلیل افزایش تولید رادیکال‌های هیدروکسیل انجام می‌شود. سینتیک شبه مرتبه اول برای حذف RG19 مشاهده شد. انرژی الکتریکی به ازای هر مرتبه (EEO) با استفاده از فرایند ترکیبی O3/UV در pH مطلوب کاهش یافت که نشان‌دهنده اثر هم‌افزایی مناسب فرایندهای فتولیز و ازن‌زنی است. در نهایت روش طراحی ترکیب مرکزی با موفقیت برای پیش‌بینی درصد کارایی حذف در pH برابر 10 برای متغیرهای مستقل شامل غلظت RG19 (6/379 تا 4/1220 میلی‌گرم در لیتر)، دبی جرمی ازن (5/2 تا 2/7 ‌گرم در ساعت) و زمان فرایند (8/4 تا 2/55 میلی‌گرم در لیتر) با عملکرد مناسب (99/0 = R2) و بهینه‌سازی فرایند به‌کار گرفته شد. رنگ‌زدایی از RG19، توسط فرایند O3/UV با موفقیت انجام گرفت. بعد از بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی بر درصد رنگ‌زدایی، مدل غیرخطی CCD برای پیش‌بینی درصد حذف توسعه یافت و یکی از شرایط بهینه برای تخریب کامل ماده رنگزا به‌صورت غلظت رنگ 524 میلی‌گرم در لیتر دبی جرمی ازن 7 گرم در ساعت و زمان فرایند 54 دقیقه در pH برابر 10 پیش‌بینی شد که به‌صورت آزمایشگاهی نیز به‌طور قابل قبولی تأیید شد. به‌دلیل اثر هم‌افزایی فتولیز و ازن‌زنی، انرژی الکتریکی مصرفی در pH بهینه کاهش می‌یابد.

https://www.wwjournal.ir/article_54999_2444e94c5ec2ca7d7653afc9d7fd21e4.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Prediction of Temporal Changes of Head Loss in Sand Filter پیش‌بینی تغییرات زمانی افت فشار در صافی شنی 78 87 62817 10.22093/wwj.2017.43597.2068 FA نواب دانشی دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران، د انشجوی دکترا، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران روح الله فتاحی نافچی دانشیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران حسین بانژاد دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Journal Article 2017 04 17 Granular media including rapid gravity sand filters are used in water and wastewater treatments. When sand filters are clogged due to deposits of particles and particul-bound pollutants, it will lead to head loss and under this situation it is necessary to perform filter backwashing. Prediction of sand filter head loss is the major focus of this study. To meet the primary ojective of this study, a single-layer rapid gravity filter with sandy media was tested with inflow water containing different concentrations of lead (Pb). The amount of deposited sediments and the resulting head loss were simulated in the filter media by combination of Karman-Cozeny, Rose and Gregory equations under different discharges. The maximum time to reach the various amounts of head loss was obtained when the inflow lead concentration was lowest (25 ppm) and the surface filter leading was the highest (6.22 m3/m2/hr). The highest lead removal efficiency (92%) was obtained when the input lead concentration was 25 ppm and filter surface loading was 3.11m3/m2/hr. Comparing the specific head loss under different operating condition it has been shown that the time difference is less under lower head losses of 5 and 7 centimeters. In addition, the slopes of filtration discharge under similar operating condition showed to be steeper verifying a higher filtration performance when the concentration of input lead and filter surface loading was lower. صافی‌ شنی در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد فراون دارد. تجمع و ته‌نشینی ذرات در بستر صافی، سبب ایجاد افت بارصافی می‌شود؛ در چنین مواقعی عموماً شستشوی فیلتر الزامی‌ است. در این پژوهش یک فیلتر تند شنی تک لایه ثقلی با محیط شن سیلیسی برای کاهش غلظت‌های متفاوت سرب به‌کار گرفته شد. مقادیر رسوب و افت بار حاصله در محیط فیلتر با استفاده از ترکیب مدل‌های کارمن- کوزنی (Karman-Cozeny)، رز و گریگوری (Rose and Gregory) در دبی‌های مختلف فیلتراسیون شبیه‌سازی شد. نتایج به‌دست امده نشان داد که بیشترین زمان در رسیدن به مقادیر متفاوت از افت فشار، در کمترین میزان ورودی غلظت فلز 25 میلی‌گرم در لیتر و بیشترین مقدار از بار سطحی 22/6 مترمکعب بر مترمربع در ساعت می‌باشد. بیشترین راندمان حذف فلز به‌میزان 92 درصد، در بار سطحی 11/3 مترمکعب بر متر مربع در ساعت و غلظت ورودی فلز 25 میلی‌گرم در لیتر حاصل شد. مقایسه زمان رسیدن به یک میزان مشخص از افت فشار، در شرایط متفاوت از دبی فیلتراسیون و غلظت ورودی فلز، نشان می‌دهد که در مقادیر کمتر افت یعنی 5 و 7 سانتی‌متر، تفاوت زمانی کمتر است. مقایسه شیب خطوط در یک دبی مشابه، برای مقادیر کمتر ورودی سرب به فیلتر، شیب بیشتری را نشان می‌دهد.

https://www.wwjournal.ir/article_62817_cc825f9b1530f9c76dba8bb58c8257ce.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Improvement of Stabilization Pond Effluent by Horizontal Roughing Filter (HRF) کارایی صافی درشت‌دانه با جریان افقی در ارتقای کیفیت پساب خروجی و احتمال بازیافت آن برای کشاورزی 88 98 50060 10.22093/wwj.2017.71248.2314 FA مجید دایی دانشجوی دکترای آبیاری و زهکشی، پردیس بین الملل دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران امین علیزاده استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران علیرضا فرید حسینی استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران عبدالله رشیدی مهرآبادی استادیار، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Journal Article 2016 12 27 User-friendly and low-cost wastewater treatment plants are good options for treating wastewater of small communities. The effluent of these treatment plants can be improved by various methods including using a horizontal rouphing filter (HRF). In this paper, HRF performance was evaluat by passing the Parkandabad wastewater treatment plant effluent through pilot scale constructed HRF. The HRF was constudted with four- compartments of different sand sizes and was operated under three filtration rates of 0.5, 1 and 1.5 m3/m2.h. The results obtained from this study showed that the HFR performed the best at filtration rate of 0.5m/h when the removal efficiency for BOD5 and COD was 61 and 63 %, respectively. Optimum removal efficieny of BOD5 and COD up to 65% could be achieved with an extended filtration run length. However, longer duration of filter operation after 4 months, reduced the filter performance for BOD5 and COD removal efficiency to 56.8 and 61.5%, respectivel. In conclusion, by using 4-compartment HRFs, compared with the conventional 3-compartment filtration, it may be possible to produce effluent quality for BOD5 and COD that is permissible for agricultural irrigation purposes. ارتقا و بهبود فرایندهای تصفیه فاضلاب و همچنین بهبود وضعیت کیفی جریان خروجی از تصفیه‌خانه‌های ثانویه راه کار مفیدی‌ برای بازیافت آب است. از این‌رو استفاده از روش‌های طبیعت محور که دارای هزینه اولیه نسبتاً پایین و کاربری آسان هستند، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش از سیستم صافی درشت‌دانه با جریان افقی استفاده شد. برای تحقق بخشیدن این پژوهش، خروجی از تصفیه‌خانه فاضلاب پرکندآباد مشهد طی مدت عملکرد پایلوت ارزیابی شد. عملکرد صافی درشت‌دانه با جریان افقی در مقیاس پایلوت با چهار محفظه در اندازه سنگدانه‌های متفاوت و در سه نرخ فیلتراسیون 5/0، 1 و 5/1 مترمکعب بر متر مربع در ساعت مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس، عملکرد صافی تحت تأثیر فاضلاب ارزیابی شد. مقایسه سه نرخ فیلتراسیون نشان داد که بالاترین راندمان در حذف BOD5 و COD که معادل61 و 63 درصد بوده، در نرخ فیلتراسیون 5/0 متر در ساعت حاصل شد. تجزیه و تحلیل نمونه‌ها در نرخ 5/0 متر در ساعت نشان داد که با افزایش زمان کارکرد صافی (T)، درصد حذف BOD5 و COD تا ماه چهارم راهبری سیستم، ابتدا تا 65 درصد افزایش داشت و بعد از آن تا پایان مدت زمان راهبری سیستم این میزان به‌ترتیب به 8/56 و 5/61 درصد کاهش یافت. همچنین نشان داده شد که استفاده از صافی چهار قسمته، راندمان سیستم را در مقایسه با صافی‌های سه قسمته به‌کار برده شده در پژوهش‌های پیشین، بهبود بخشیده است. با استفاده از صافی درشت‌دانه افقی چهار قسمته احتمال اینکه بتوان آبی با کیفیت قابل قبول در ارتباط با حدود مجاز در مورد شاخص‌های BOD5 و COD برای امور آبیاری و کشاورزی تولید کرد، قابل دسترس است.

https://www.wwjournal.ir/article_50060_cf164e398bebd2384cbbbfe73fa72fcf.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 A Model for Quantitative Performance Evaluation of Water Treatment Plants ارائه مدلی برای ارزیابی کیفیت عملکردی تصفیه‌خانه‌های آب 99 114 54583 10.22093/wwj.2017.69227.2297 FA محمد بهرام نیا دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده علوم آب، دانشگاه آزاد واحد شوشتر، شوشتر، ایران احسان دریکوند استادیار، مرکز تحقیقات علوم آب و محیط زیست، دانشگاه آزاد واحد شوشتر، شوشتر، ایران Journal Article 2016 11 30 Nowadays at the same time with population growth in urban areas, healthy potable water supply has become a challenge especially in arid and semi-aris countries who intend to fulfil a sustainable development. Due to the increasing importance of water treatment and its key role throughout the world, improvement of water treatment plants is becoming more visible. In this research, the criteria and effective factors influencing the quantitative performance evaluation of three treatment plants were investigated using AHP approach. The three treatment plants used in this study were selected from three provences in Iran including Hamedan, Ilam and Kermanshah. The model performance were quantitatively evaluated by using the physical, chemical, and biological characteristics of effluent data. Model performance evaluation revealed that E. Coli; turbidity; ammonia, nitrate and nitrite is most important microbilogical, physical, and chemical water quality parameters when assessing the performance of effluent quality of treatment plants. Based on the the evaluated results, the performance of treatment plants in Kermanshah was better than the other two treatment plants. It will also be equaliy important to indicate that if any of the treatment plants met the effluent standards set by the Iranian authorities. امروزه همزمان با رشد روز افزون جمعیت در جوامع شهری، تأمین آب شرب سالم و بهداشتی از جمله چالش‌های پیش روی کشورهای خشک و کم آب در جهت حرکت به سمت توسعه پایدار است. با توجه به اهمیت روز افزون تصفیه آب و نقش آن در دنیا، بهبود و بالا بردن کیفیت عملکرد تصفیه‌خانه‌ها بیشتر نمایان می‌شود. در این پژوهش با استفاده از فرایند تحلیل سلسه مراتبی روش AHP به بررسی معیارها و عوامل تأثیرگذار در عملکرد تصفیه‌خانه‌های آب بکار گرفته شد. برای بررسی این مدل جامع، کیفیت عملکرد سه تصفیه‌خانه‌ در استان‌های همدان، ایلام و کرمانشاه بررسی شد. عملکرد تصفیه‌خانه‌ها براساس آمارهای به‌دست آمده از شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور و در سه بخش فیزیکی، شیمیایی و میکروبیولوژیکی براورد شد و براساس استاندارد ملی ایران مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. برای انجام آزمایش‌ها در مدت سه ماه از هر تصفیه‌خانه‌ 3 بار نمونه‌برداری انجام شد. در بررسی‌های انجام شده مشاهده شد که در بین پارامترهای میکربی، باکتری‌های گرماپای (E.Coli) و در بین ویژگی‌های فیزیکی، کدورت بیشترین اهمیت را دارد. همچنین آمونیاک، نیترات و نیتریت مهم‌ترین ویژگی‌های آلاینده‌های شیمیایی آب می‌باشند. نتایج نشان داد کیفیت آب خروجی تصفیه‌خانه آب کرمانشاه بهترین کیفیت را در بین تصفیه‌خانه‌های مورد آزمایش دارد.

https://www.wwjournal.ir/article_54583_c1a920395a4785672c3ba83e363cf416.pdf

مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 29 3 2018 07 23 Investigating the Effect of Pump and On-Site Reservoir Inside Buildings and Major Utilities on Water Quality, Case Study: Water Distribution Network in Tehran Azari District ارزیابی تأثیر نصب پمپ و مخزن بر کیفیت آب مصرفی داخل ساختمان و تأسیسات، در شبکه توزیع آب محدوده سه راه آذری شهر تهران(مطالعه موردی) 115 119 55945 10.22093/wwj.2017.87981.2418 FA محمدرضا بختیاریان کارشناسی ارشد رشته مهندسی آب و فاضلاب، دانشکده علوم وفنون دریایی، دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران محمدتقی ساداتی پور دکترای محیط زیست دریایی، هیئت علمی گروه محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران محمد ربانی دکترای شیمی، هیئت علمی گروه محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران سعید اسکندری استاد گروه محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران Journal Article 2017 05 31 Requirements of the Issue Sixteen of the Iranian National Building Code demand the protection of the drinking water network inside residential buildings over 4 stories or with more than 10 units. These buildings should aslo be supplied by a storage tank with sufficient amout of water supplying for 12 hours of consumption. Without proper regulations, the implementation of this newly building code may create problems including degradation of on-site water quality. To address this problem partially, this research has been undertaken to evaluate the effect of: incorrect operation on water meter failures, extra repairs may be needed in the distribution network, and the quality of drinking water in storage tanks installed in high-rise buildings. To carryout the objective of this study, regular field inspection of pump and reservoir system was performed, during each in each field observation water samples were collected, and all water samples were analyzed according to the methods specified in the 2005 edition of the “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”. In addition to the analytical data collected from this study, the existing water quality data from Tehran water and wastewater company were also utilized. All together, routine qualitative tests were performed on 50 on-site reservoir tanks in residential high rise buldings. The results of sampls’ water quality showed that: (i) about 10% of the samples had higher level of heterotrophic bacteria with standard deviation of 56%, (ii) 8% of the samples had concerned level of total Coliforms contamination. In addition, the turbidities of higher than1 NTU in some tanks were observed that may be an indicative of an additional water water quality problems. Aside from water quality problem, direct pumping was made by 4.82% of the users in which this activity significantly contributed to an increased energy costs, water meter failures, and water pressure drops. From the preliminary findings of this study, it has been concluded that there is a potential risk for microbial contamination in drinking water storage tanks and there is also potentials for pump and meter failures and as a results additional requirements for regular maintenance. Because the accurance of these problems are inevidable, it is recommended to development a proper regulatory guidance and enforcement by Tehran’s water and wastewater company in order to protect Public Health safety. وزارت نیروی کشور ایران در حال بررسی تنظیم مبحث 16 مقررات ملی ساختمان‌های شهری است که در آن همه ساختمان‌های مسکونی بیش از چهار طبقه با بیش از ده واحد آپارتمانی ملزم به داشتن مخزن ذخیره آب با گنجایش 12 ساعت مصرف آب می‌باشند. عملی شدن این مقررات در آینده ممکن است اثرات منفی در کیفیت شبکه آب اشامیدنی داشته باشد. در این پژوهش به ارزیابی تأثیر بهره‌برداری نادرست بر خرابی کنتور، تعمیرات اضافی در شبکه توزیع و کیفیت آب شرب مخازن ذخیره نصب شده در داخل ساختمان‌های بلند مرتبه پرداخته شد. برای تحقق بخشیدن به این پژوهش از روش مشاهده میدانی وضعیت سیستم پمپ و مخزن ساختمان استفاده شد. نمونه‌برداری و آنالیزهای کیفی بر اساس کتاب استاندارد متد 2005 صورت پذیرفت و بانک اطلاعاتی امور مشترکان و بهره‌برداری شرکت آب و فاضلاب به‌عنوان منبع آمار مورد استفاده قرار گرفت. آزمون‌های کیفی متداول بر روی 50 مخزن نشان داد که 10 درصد نمونه‌ها دارای بار باکتریایی هتروتروف کمتر از cfu/ml 500 و 8 درصد نمونه‌ها دارای آلودگی کل‌ کلیفرم بود. کدورت بالاتر از NTU 1 در برخی مخازن مشاهده شد. این مقدار کدورت هر چند از نظر استاندارد قابل قبول است، اما به کنترل‌‌های جدی‌تری نیاز دارد. 82/4 درصد مشترکان اقدام به پمپاژ مستقیم کرده بودند که افزایش قابل توجهی در هزینه، خرابی کنتور و افت فشار را در پی داشته است. بررسی کیفیت میکربی مخازن ساختمان‌ها نشان می‌دهد که احتمال آلودگی میکربی در آب شرب مخازن ذخیره خانگی، خرابی کنتور و ایجاد تعمیرات اضافی شبکه آبرسانی به وسیله عوامل انسانی و محیطی وجود دارد. از این رو انجام بازدیدهای دوره‌ای و پیگیری‌های قانونی برای شرکت‌های آب و فاضلاب و ادارات بهداشت امری ضروری است.

https://www.wwjournal.ir/article_55945_e8b4e08f1da059fda45958e885874e07.pdf