آب و فاضلاب
سال:1386 | دوره:18 | شماره:1 (مسلسل 61) |تعداد مقالات:9

شبیه سازی اندرکنش کمی و کیفی آبراهه با سفره آب زیرزمینی به عنوان ابزاری کارآمد برای مدیریت حوضه های آبریز مطرح می باشد و از آنجا که تا کنون مدل های توزیعی ارایه شده در مقیاسهای بزرگ به طور مجزا در نظر گرفته شده و در بیشتر موارد فقط اندرکنش های کمی اعمال گردیده، هدف اصلی این تحقیق تلفیق زیر مدل های چهار گانه به صورت توزیعی در مقیاسهای بزرگ می باشد. در این تحقیق جریان در آبراهه نادایمی، یک بعدی و در لایه اشباع سه بعدی و نادایمی فرض شده است. فرآیندهای انتقال، پخشیدگی، واکنش های شیمیایی و جذب به صورت پیوسته در محیط متخلخل و آبراهه در نظر گرفته شده است. بر اساس تحقیقاتی که تا کنون انجام شده، مدل اندر کنشی همزمان (مزدوج) جهت حل معادلات کیفی آبراهه با آبهای زیرزمینی ارایه نشده است و در این تحقیق نیز تلقیح کیفی این دو زیر مدل به صورت غیر مزدوج به صورت اعمال شرایط مرزی و اولیه حاصل از نتیجه اجرای مدل شبیه سازی کیفی آبراهه جهت اجرای مدل شبیه سازی کیفی آبهای زیرزمینی انجام گرفته شده است. مرحله تصدیق مدل نیز انجام و جوابهای مدل با جوابهای تحلیلی  موجود مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که تفاوت نسبی جوابهای تحلیلی با مدل کمتر از 2درصد می باشد.

هدف از این مطالعه بررسی تاثیر فشار و ترکیب یونی آب در کاهش نیترات از آب آشامیدنی با استفاده از یک غشای نانوفیلتراسیون بوده است. به منظور بررسی تاثیر فشار، میزان حذف نیترات در غلظت نیترات150 میلی گرم بر لیتر نیترات سدیم و نیترات کلسیم در دامنه فشار 4 تا 11 بار مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی تاثیر غلظت در میزان حذف نیترات، از غلظتهای 50، 100، 150، 200، 250، 300 میلی گرم بر لیتر نمکهای نیترات سدیم، نیترات پتاسیم، نیترات کلسیم و نیترات منیزیم برای شبیه سازی آب استفاده شد. برای بررسی تاثیر نوع آنیون همراه نیترات در میزان حذف آن، میزان حذف نیترات با افزودن غلظتهای 50، 100، 150، 200، 250 میلی گرم بر لیتر دو نمک فلورید سدیم و سولفات سدیم به محلول حاوی نیترات سدیم اندازه گیری و تاثیر حضور این آنیون ها در غلظتهای مختلف بررسی و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش فشار، میزان حذف نیترات افزایش می یابد که این تاثیر افزایش فشار، به ویژه هنگامی که نیترات به همراه کاتیون تک ظرفیتی باشد محسوس تر است. بعلاوه، این افزایش میزان حذف تا فشار 8 بار بیشتر بوده و پس از آن تقریبا ثابت می شود. نوع کاتیون همراه نیترات نیز در میزان حذف آن تاثیر داشته و حداکثر میزان حذف نیترات در محلول شبیه سازی شده با نیترات کلسیم و حداقل آن در محلول شبیه سازی شده با نیترات پتاسیم مشاهده شد. در خصوص تاثیر غلظت در میزان حذف نیترات نیز بسته به نوع کاتیون همراه نیترات این تاثیر متفاوت است. بر اساس نتایج حاصل از این مطالعه هنگامی که کاتیون همراه نیترات دو ظرفیتی باشد، همچون نیترات کلسیم و نیترات منیزیم، با افزایش غلظت نیترات، میزان حذف آن افزایش می یابد، لکن هنگامی که کاتیون همراه نیترات تک ظرفیتی است، همچون نیترات سدیم و نیترات پتاسیم، میزان حذف نیترات با افزایش غلظت کاهش می یابد. تاثیر نوع و میزان آنیون همراه نیترات در میزان حذف آن نیز بسته به نوع آنیون همراه متفاوت می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که با افزایش غلظت سولفات در محلول، میزان حذف نیترات کاهش می یابد، در حالی که با افزایش غلظت فلوراید در محلول میزان حذف نیترات افزایش می یابد.

فرآیندهای انعقاد و لخته سازی از مهم ترین فرآیندها در تصفیه خانه های آب می باشند. در ایران برای فرآیند انعقاد از نمکهای فلزی سولفات آلومینیم و کلرید فریک استفاده می گردد. در طی سالهای اخیر از ماده منعقد کننده پلی آلومینیم کلراید در تصفیه خانه آب بابا شیخعلی استفاده می گردد. استفاده از منعقد کننده های سنتزی از لحاظ جنبه های بهداشتی و هزینه های اقتصادی در کشورهای در حال توسعه مقرون به صرفه نمی باشد. هدف از این مطالعه مقایسه کارآیی دو منعقد کننده پلی آلومینیم کلراید و عصاره دانه مورینگا اولیفرا به عنوان مهم ترین منعقد کننده طبیعی شناخته شده، می باشد. مورینگا اولیفرا در مناطق جنوبی کشور ایران به گز روغنی معروف است. یک گونه از این درخت به نام مورینگا پرجنریا( خار عروس) بومی کشور ایران است. این مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی بر روی آب مقطر حاوی کدورت مصنوعی کائولین انجام گردید. آزمایش ها در چهار محدوده کدورت 10، 50، 500، و NTU 1000 و چهار محدوده pH ، 5، 6، 7 و 8 با استفاده از دستگاه جار انجام گردید. عصاره دانه مورینگا اولیفرا در غلظت بهینه 30-10 میلی گرم بر لیتر وpH بهینه برابر با 8-6 به ترتیب قادر به حذف 55، 89، 97 و 98 درصد کدورتهای فوق می باشد. پلی آلومینیم کلراید در غلظت بهینه 30-20 میلی گرم بر لیتر وpH بهینه برابر با 8 قادر به حذف 89،95، 98و 99درصد از کدورتهای فوق می باشد. عصاره دانه مورینگا اولیفرا تاثیر اندکی بر pH دارد و در حذف کدورتهای بالا نسبت به کدورتهای پایین کارآیی بیشتری دارد. کارآیی پلی آلومینیم با کاهش pH کاهش می یابد.

فرآیندهای UV/H2O2/Fe(II),UV/H2O2/Fe(III) و UV/H2O2 به علت دارا بودن سرعت بالا در حذف مواد آلاینده از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند و می توان از آنها در تصفیه پسابهای کارخانه های رنگرزی استفاده نمود. در این تحقیق رنگ آلی ردآمین B به عنوان ماده رنگزای آلی نمونه انتخاب شده است. بیشترین استفاده از ردآمین B در تهیه لاکها، رنگرزی چرم و کاغذ می باشد. نتایج نشان داد که این ماده رنگزا در حضور آب اکسیژنه و تابش نور ماورای بنفش  (UV-C)حاصل از لامپ جیوه (30 وات) و همچنین فرآیند فتوفنتون قابل تجزیه می باشد. حذف ردآمین B در غیاب آب اکسیژنه و در اثر عمل فتولیز مستقیم کم بوده و در غیاب تابش نورUV بسیار ناچیز می باشد. در فرآیند UV/H2O2 عوامل مختلفی از جمله زمان تابش اشعه UV ، مقدار H2O2 و غلظت اولیه رنگ، مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی سینتیکی فرآیند  UV/H2O2نشان داد که نمودار نیمه لگاریتمی غلظت بر حسب زمان در این فرآیند تقریبا خطی می باشد که دلالت بر سینتیک درجه اول واکنش دارد. همچنین نتایج آزمایش ها نشان داد که فرآیندهای  UV/H2O2/Fe(III)و  UV/H2O2/Fe(II)در حذف آلاینده از قابلیت بالاتری نسبت به فرآیند UV/H2O2 برخوردار می باشند. به طوری که محلولی از ردآمین B با غلظت ppm 20 در حضور 18mM پر اکسید هیدروژن و تابش نورUV در مدت زمان 15 دقیقه به صورت کامل رنگزدایی گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که با افزایش 0.1mM ، Fe(II) یا Fe(III) به محلول حاوی 20ppm ماده رنگی و5mM،  H2O2تحت تابش نور UV مدت زمان حذف به 10 دقیقه کاهش می یابد.

در این تحقیق از فرآیند نیتریفیکاسیون و باکتری های اتوتروف غنی شده به منظور حذف آمونیاک از پسابهای صنعتی آلوده به فنل استفاده گردید. این بررسی بر روی پساب ورودی و خروجی بخش کک سازی کارخانه ذوب آهن اصفهان صورت گرفت. پساب ورودی حاوی 600 میلی گرم بر لیتر آمونیاک و 2530 میلی گرم بر لیتر فنل و پساب خروجی حاوی 600 میلی گرم بر لیتر آمونیاک و 550 میلی گرم بر لیتر فنل بود. از محیط های مصنوعی نیز به منظور مقایسه میزان حذف آمونیاک  در محیط مصنوعی با پساب استفاده شد. در محیط های مصنوعی با درصد آمونیاک مشابه پساب و فاقد فنل، حذف در مدت 8 روز صورت پذیرفت. حذف آمونیاک از پساب خروجی به علت کاهش فنل نسبت به پساب ورودی کارآیی بالاتری داشت. در کل بهترین نتیجه مربوط به تیمار پساب خروجی به همراه اتوتروف های نیتریفیکاتور و با اثردهی کربنات سدیم بود که حذف کامل آمونیاک در مدت زمان 14 روز انجام شد. از روش MPN نیز به منظور مقایسه تعداد باکتری های اکسید کننده آمونیاک استفاده گردید و کشت غنی شده با حضور 4.6 ´ 103 سلول در هر میلی لیتر بیشترین تعداد باکتری را شامل بود. نتایج حاصله، نشان دهنده اثر بازدارندگی فنل در فرآیند نیتریفیکاسیون است و روشهای به کار گرفته شده راهکار بسیار مناسبی برای حذف آمونیاک از پسابهای آلوده به درصدهای بالای فنل می باشد.

در این تحقیق، باکتریهای مقاوم به فلزات سنگین از چند نمونه پساب صنعتی، جدا سازی گردید و سازگاری آنها نسبت به غلظتهای بالاتر از MIC (حداقل غلظت ممانعت کننده از رشد) تعیین شد تا با بررسی های لازم بتوان در آینده از این باکتری ها برای تصفیه بیولوژیکی استفاده نمود. به همین منظور دو نوع پساب انتخاب شده و میزان فلزات سنگین آنها، درصد باکتری های مقاوم به فلزات و سازگاری باکتری های جدا شده از هر فلز از طریق رشد بر غلظتهای بالاتر از MIC همان فلز در مدت طولانی انکوباسیون، تعیین گردید. بر اساس نتایج حاصله از بین باکتریهای جداسازی شده بالاترین درصد مقاومت در بین باکتریهای مقاوم به روی و پایین ترین درصد مقاومت مربوط به باکتری های مقاوم به فلز مس می باشد. از نظر سازگاری نیز بالاترین درصد سازگاری در بین باکتریهای مقاوم به روی در غلظتهای 16 و 24 میلی مول بر لیتر(80 درصد) و پس از آن به ترتیب مس در غلظت 4 میلی مول بر لیتر(40 درصد)، کادمیوم در غلظتهای 12 و 16 میلی مول بر لیتر(30 درصد) و سرب (صفر درصد) می باشد. در مقایسه با تحقیقات گذشته باکتری های مقاوم جداسازی شده در این تحقیق از مقاومت بسیار بالا و همچنین از قدرت سازگاری بالاتری برخوردار هستند.

در این بررسی، استفاده از باریکه الکترونی به عنوان یک روش اکسیداسیون قوی به منظور ضدعفونی کردن آب چاه و پساب معرفی شده است. نمونه برداریها به پیشنهاد شرکت آب و فاضلاب استان یزد از چند حلقه چاه در مناطق سنگلاخی یزد و همچنین از ورودی و خروجی تصفیه خانه شهر یزد (برکه تثبیت) انجام گرفت. نمونه های فوق تحت تابش پرتوهای الکترونی با انرژی 10 مگا الکترون ولت با دزهایی در محدوده 5/0 تا 5 کیلوگرمی قرار گرفتند. نمونه ها قبل و بعد از پرتودهی در آزمایشگاه میکروبیولوژی مرکز تحقیقات و کاربرد پرتو فرآیند سازمان انرژی اتمی ایران (مرکز یزد) پس از کشت های میکروبی مورد آزمون هایی از قبیل شمارش باکتری های مزوفیل هوازی، کلیفرم ها و اشرشیاکلی با روش MPN قرار گرفتند. بعد از پرتودهی با باریکه الکترونی و کشت و شمارش مجدد، میزان مقاومت میکروبی نمونه ها بر حسب میزان دز تابشی دریافت شده در مقایسه با نمونه های پرتو داده نشده (شاهد)، به دست آمد. میزان چند نمونه باکتری دیگر نیز از جمله شیگلا و سالمونلا قبل و بعد از پرتودهی نمونه ها ، با روشهای استاندارد اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده از پرتو دهی نمونه های آب و پساب توسط پرتوهای الکترونی در ناحیه دزهای اشاره شده در فوق نشان داد که 90 درصد اکثر آلودگیهای میکروبی با دریافت دز تابشی کمتر از 5 کیلوگرمی از بین می روند. لذا استفاده از باریکه الکترونی را می توان در زمره یکی از روشهای موثر در ضد عفونی کردن پساب قلمداد نمود.

صدف زبرا ماسل از خانواده دریسنیده و گونه پلی مورفا به دلیل تراکم بالای جمعیتی، قادر است حجم بالایی از آب را فیلتر نماید. در این تحقیق میزان کاهش غلظت نیترات و فسفات توسط سه توده صدف (20، 40 و 60 گرم) تحت آزمایشهای فیلتراسیون ( از طریق کشت توام فیتوپلانکتون کلرلا و سندسموس) و جذب غیر مستقیم نیترات و فسفات در سیستم باز و بسته قرار گرفت و این آزمایش ها 3 تا 10 بار ، تکرار گردید. در سیستم باز و بسته، بین وزن توده های صدف و میزان فیلتراسیون نیترات و فسفات همبستگی مثبت دیده شد (R2=0.99) و بین غلظت نیترات و فسفات در ورودی فاضلاب و میزان فیلتراسیون نیترات و فسفات، همبستگی منفی مشاهده گردید (R2=0.97). با افزایش وزن توده های صدف، در سیستم باز به طور متوسط میزان جذب نیترات 08/0 تا 2/0 میلی گرم بر لیتر و میزان جذب فسفات 02/0 تا 04/0 میلی گرم بر لیتر به ازای وزن خشک توده صدف می باشد و در سیستم بسته میزان جذب نیترات 03/0 تا 11/0 میلی گرم بر لیتر و میزان جذب فسفات 01/0 تا 02/0 میلی گرم بر لیتر به ازای وزن خشک توده صدف می باشد. بنابراین کارآیی این صدفها در کاهش غلظت نیترات و فسفات به ویژه در خصوص فسفات، پایین می باشد و برای تصفیه فاضلاب شهری مناسب نمی باشند.

راکتور بافل دار بی هوازی (ABR) فرآیندی شامل اتاقکهای بافل دار است که برای راهبری نیازی به تشکیل گرانول ندارد، از اینرو، دوره راه اندازی آن کوتاه است. در این تحقیق امکان پذیری کاربرد فرآیند ABR برای تصفیه فاضلاب صنعت نشاسته سازی با آرد گندم مورد بررسی قرار گرفت. فاضلاب نشاسته سازی بعد از حذف مواد معلق توسط ته نشینی ثقلی ساده به عنوان ورودی استفاده شد. راه اندازی راکتور( حجم 5/13 لیتر و پنج اتاقک) با رقیق سازی COD ورودی تا 4500 میلی گرم بر لیتر در مدت زمان 9 هفته با استفاده از لجن بذردهی حاصل از هاضم بی هوازی تصفیه خانه فاضلاب انجام شد. راکتور در زمان ماند هیدرولیکی (HRT) برابر با 72 ساعت در 35oC و بارگذاری آلی اولیه 1.2kgCOD/m3.d ، موفق به حذف COD تا حدود61 درصد شد. بهترین عملکرد راکتور در بارگذاری آلی 2.5kgCOD/m3.d و در زمان ماند هیدرولیکی 45/2 روز با 67 درصد تبدیل COD کسب گردید. مزیت اصلی کاربرد ABR ناشی از ساختار اتاقک بندی شده آن می باشد. اتاقک اول ABR ممکن است به عنوان یک منطقه بافری در برابر مواد سمی و بازدارنده عمل کند و بنابراین اجازه می دهد بقیه اتاقکها با مواد به نسبت بی ضرر، یکنواخت شده و ورودی اسیدی تر بارگذاری شود. به عبارت دیگر، اتاقکهای بعدی برای حمایت جمعیتهای فعال باکتری های حساس متان ساز مناسب تر خواهد بود.