آب و فاضلاب
سال:1386 | دوره:18 | شماره:2 (مسلسل 62) |تعداد مقالات:10

با توجه به رقابت سازمان ها در دهکده جهانی، مزیت رقابتی به سازمان هایی تعلق می گیرد که با تمرکز بر ارزش آفرینی و مشتری گرایی به ناب سازی فعالیت هایشان همت گمارند. رقابت شدید، بنگاه ها را نیازمند کاهش هزینه های محصول از طریق خلاقیت نموده است. در این میان مهندسی ارزش جهت شناسایی کارکردهای محصول/ سرویس و ارایه آن در بیشترین ارزش با حداقل هزینه و بدون فدا شدن کیفیت و قابلیت ایمنی محصول/ سرویس تعالی سازمانی را به همراه خواهد داشت. در این مقاله، با به کارگیری روش مهندسی ارزش مطابق طرح کار انجمن بین المللی مهندسی ارزش با ارایه گزینه های پیشنهادی مناسب به منظور بهبود عملکرد امور مشترکین آب و فاضلاب شهر ساری مبلغ 714 میلیون ریال و در سطح استان مازندران 4860 میلیون ریال صرفه جویی مالی حاصل شده است.

رشد جمعیت و توسعه اقتصادی- اجتماعی موجب افزایش تقاضای آب شهری شده است. به طور معمول، مصرف آب خانگی اصلی ترین بخش مصرف آب شهری را تشکیل می دهد. از جمله موثرترین اقدامات برای صرفه جویی در مصرف آب خانگی، استفاده از قطعات و تجهیزاتی می باشد که بدین منظور طراحی شده اند. در این مقاله، استفاده از قطعات کاهنده مصرف شامل سرشیر و سردوش کم مصرف آب، در سطح شهر کاشان مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور از میان مشترکین خانگی شهر کاشان دو گروه 40 تایی شاهد و تیمار به  صورت تصادفی انتخاب شد. قطعات کاهنده مصرف در منازل گروه تیمار نصب گردید و مصرف آب دو گروه در یک دوره یک ماهه بررسی شد. طبق نتایج تحقیق، نصب این قطعات حدود 22 درصد مصرف آب خانگی را کاهش می دهد. بررسی تقاضا و تامین آب شهر کاشان در سال های آینده نشان می دهد که استفاده از این قطعات در سطح شهر می تواند نیاز به اجرای طرح های آینده تامین آب را تا 6 سال به تاخیر اندازد. برآورد نسبت سود به هزینه استفاده از این روش صرفه جویی برای شهر کاشان در حدود 5.8 به 1 می باشد. در انتها، رضایت مصرف کنندگان از کیفیت کارکرد قطعات نیز بررسی شده است.

در این تحقیق آلودگی آب خلیج فارس به مواد نفتی در نقاطی نزدیک به سواحل استان بوشهر اندازه گیری و مورد بررسی قرار گرفت. مناطق امام حسن (ع) و عسلویه مهم ترین مناطق از نظر نزدیکی به بندرگاه و تاسیسات نفتی می باشند که دارای آلودگی بالا هستند. میزان هیدروکربورهای حلقوی (PAHs) در این نقاط به ترتیب ppm 9.83 و ppm 1.29 می باشد. PAH ها ترکیبات آروماتیک با حلقه های به هم پیوسته بنزنی مانند نفتالین و فنانترن می باشند که به صورت آلاینده از طریق پالایشگاه های نفت، پساب کارخانه های تولید کک و غیره وارد محیط  زیست می گردند. از رسوبات سواحل این مناطق نمونه برداری و باکتری های تجزیه کننده مواد نفتی جداسازی گردید. هشت گونه باکتری که قابلیت رشد و تکثیر در رسوبات آلوده به مواد نفتی داشتند، شناسایی شدند. غالب این باکتری ها در گروه سودوموناس، گرم منفی و کاتالاز مثبت بودند. سپس توانایی سویه های جدا شده مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه گیری شد که 4 سویه از باکتری های فوق بهترین هستند. بعد در بیو راکتور RBCp فعالیت آنها به صورت مخلوط مطالعه گردید. در حالت پایدار کاهش COD  به حدود 73 و PAHs به 66 درصد  رسید. حذف بیولوژیکی TPH نیز در یک راکتور بیو فیلمی با بستر متحرک (MBBR) و با حضور باکتری های فوق در سه زمان ماند هیدرولیکی 18، 36 و 48 ساعت در COD های مابین 800 تا 2000 میلی گرم بر لیتر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با کشت مخلوط و میکروب های جدا شده حداکثر حذف COD و TOC به ترتیب به81 و 79 درصد می رسد.

نتایج بسیاری پیرامون عملکرد بهتر پلی آلومینیوم کلراید به عنوان ماده منعقد کننده در مقایسه با سایر مواد منعقد کننده نظیر سولفات آلومینیوم و کلرور فریک در فرآیند تصفیه متعارف در شرایط کدورت متوسط و بالا گزارش شده است. کارآمدی مذکور را می توان شامل مقدار مورد نیاز کمتر، تشکیل لخته های درشت تر، کاهش مدت زمان ته نشینی فلاک، تولید لجن کمتر، عدم نیاز به تنظیم قلیائیت به وسیله آهک و دیگر پارامترها دانست. آب تصفیه خانه های کشور عمدتا از منابع آبی پشت سد تامین می گردد که دارای کدورت پایین می باشند و در برخی موارد نیز از فرآیند فیلتراسیون مستقیم جهت تصفیه استفاده می شود، از اینرو، در این تحقیق به منظور ارزیابی تاثیر مواد منعقد کننده مختلف نظیر کلرور فریک و پلی آلومینیوم کلراید در کدورت های پایین و فرآیند فیلتراسیون مستقیم و تعیین موثرترین نوع ماده منعقد کننده از نقطه نظر راندمان حذف ذرات و راندمان حذف کدورت، با استفاده از پایلوت آزمایشگاهی، آزمایش کاملی با در نظر گرفتن تاثیر عواملی چون نوع ماده منعقد کننده، نرخ فیلتراسیون و میزان تزریق ماده منعقد کننده بر عملکرد صافی انجام پذیرفت. نتایج حاصل از تحقیق حاضر مشخص کرد میانگین کدورت خروجی، میانگین تعداد ذرات خروجی، منحنی تغییرات کدورت خروجی و منحنی تغییرات تعداد ذرات خروجی در طول عملکرد صافی، در حالت استفاده از پلی آلومینیوم کلراید نسبت به کلرور فریک کمتر بوده است و با افزایش نرخ فیلتراسیون میانگین کدورت و تعداد ذرات خروجی افزایش یافته است. همچنین نتایج حاصل از بررسی حالت تزریق 2 میلی گرم بر لیتر پلی آلومینیوم کلراید (حالت ضعیف انعقاد و لخته سازی) و مقایسه آن با حالت تزریق 5 میلی گرم بر لیتر کلرور فریک (حالت خوب انعقاد و لخته سازی) بیانگر بالاتر بودن میانگین حذف کدورت و کمتر بودن راندمان حذف کدورت و ذرات، در حالت انعقاد و لخته سازی ضعیف بوده است.

هدف از این مطالعه ارزیابی راندمان حذف کروم از فاضلاب های صنعتی توسط فرآیند الکتروکواگولاسیون است. این بررسی یک مطالعه تجربی در مقیاس آزمایشگاهی است که به شکل پایلوت به انجام رسید. یک مخزن شیشه ای به حجم 1.87 لیتر (حجم موثر یک لیتر) حاوی چهار الکترود صفحه ای از جنس آلومینیوم جهت مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. الکترودها به روش دو قطبی به یک منبع تغذیه (به منظور تبدیل جریان برق متناوب به مستقیم) متصل شدند. در ابتدا مخزن با فاضلاب سنتتیک حاوی فلز سنگین کروم در غلظت های اولیه 5، 50 و 500 میلی گرم بر لیتر پر شد و سپس عملیات واکنش آغاز گشت. درصد حذف یون کروم در مقادیر pH  برابر 3، 7 و 10 ، در گستره پتانسیل الکتریکی 20، 30 و 40 ولت و در زمان های واکنش 20، 40 و 60 دقیقه تعیین مقدار شد. نتایج آزمایش ها حاکی از آن بود که بالاترین راندمان حذف یون کروم در pH برابر 3 و اختلاف پتانسیل 40 ولت حاصل می شود. از طرفی نتایج نشان داد که با افزایش غلظت یون کروم زمان مورد نیاز برای دستیابی به راندمان حذف مناسب نیز می باید افزایش یابد. در مجموع مشخص شد که فرآیند الکتروکواگولاسیون با استفاده از الکترودهای آلومینیومی به عنوان روشی مناسب و مطمئن جهت تصفیه پساب های حاوی فلز سنگین کروم می تواند مورد استفاده قرار گیرد و با توجه به راندمان بالای حذف می توان پساب خروجی را با اطمینان در محیط تخلیه نمود.

با وجود تحقیقات گسترده ای که پیرامون پدیده حجیم شدن لجن انجام شده است، همچنان به صورتی گسترده  شاهد وجود این پدیده هستیم و هنوز راه حلی جامع برای برطرف نمودن این مشکل یافت نشده است. در این تحقیق تاثیر انتخابگرهای سه مرحله ای اناکسیک بر پدیده حجیم شدن لجن تحت یک مدل آزمایشگاهی بررسی شد. این آزمایش ها شامل دو پایلوت بود که یکی از آنها شامل یک حوض اختلاط کامل هوازی به همراه ته نشینی بود که قبل از آن یک انتخابگر سه مرحله ای با شرایط اناکسیک قرار داده شد (مدل آزمایشگاهی) و مدلی دیگر که تنها شامل یک حوض اختلاط کامل هوازی به همراه ته نشینی به منظور دیدن اثر انتخابگر بود (مدل شاهد). نتایج این تحقیق نشان داد که قابلیت ته نشینی لجن در انتخابگر با نسبت های F/M به اندازه کافی بالا برای ایجاد نرخ حذف بالای مواد غذایی توسط میکرو ارگانیسم های لخته ساز، تحت تاثیر مکانیسم حذف مواد غذایی داخل انتخابگر و بار لخته ای قرار می گیرد. به این صورت که در بارهای لخته ای پایین، مکانیسم ذخیره سازی مواد، غالب می گردد که منجر به افزایش قابلیت ته نشینی لجن شده و در بارهای لخته ای بالا، مکانیسم سوخت و ساز مواد غالب می گردد که منجر به کاهش قابلیت ته نشینی لجن می شود.

بالکینگ غیر رشته ای از مهم ترین مشکلات سیستم های تصفیه پساب به روش لجن فعال در کارخانه های نوشابه سازی می باشد که منجر به کاهش راندمان تصفیه و کیفیت ته نشینی لجن می گردد. به منظور شناسایی دلایل مشکل بالکینگ غیررشته ای یکی از کارخانه های نوشابه سازی به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و در مقیاس نیمه صنعتی از مخازن فلزی به عنوان انتخابگر بیولوژیکی، حوضچه های هوازنی و ته نشین کننده ثانویه استفاده گردید و در نهایت مشخص شد که افزایش بار آلی فاضلاب خام و عدم تنظیم نسبت یون های تک ظرفیتی به دو ظرفیتی از مهم ترین عوامل بودند. در انتخابگر بیولوژیک با زمان اقامت 20 ساعت ضمن کاهش بارآلی فاضلاب ورودی به حوضچه هوازنی به میزان 50 درصد و تاثیر بر کاهش حالت ویسکوز بالکینگ به دلیل تولید اسیدهای چرب، pH پساب ورودی به حوضچه های هوادهی از 12 به 6.5 کاهش یافت. تنظیم نسبت یون های تک ظرفیتی به دو ظرفیتی در پساب ورودی حوضچه هوازنی ضمن افزایش آب گریزی سطحی باکتری ها از تخریب توده های بیولوژیک جلوگیری نموده و منجر به بهبود ته نشینی در سیستم می گردد. در این تحقیق بهترین نسبت یون های تک ظرفیتی به دو ظرفیتی تعیین گردید. ثبات شاخص SVI و کاهش میزان بار آلودگی در پساب خروجی به کمتر از 150 میلی گرم بر لیتر بیانگر حالت پایدار سیستم می باشد.

یکی از جنبه های مورد مطالعه درباره کودهای آلی نظیر لجن فاضلاب که به اراضی کشاورزی افزوده می شوند، بررسی مسایل زیست محیطی مرتبط با استفاده از این کودها همانند میزان جذب عناصر سنگین توسط محصولاتی که در خاک های تیمار شده با این کودها کشت می گردند، می باشد. هدف از این تحقیق بررسی اثرات لجن فاضلاب بر جذب عناصر پر مصرف (K, P, N) و عناصر کم مصرف (Zn , Fe) و عناصر سنگین سمی (Cd ,Pb) و عملکرد کل گیاه جو بود. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی اهواز با دو سطح لجن 50 و 100 تن در هکتار و تیمار شاهد (بدون کود) در چهار تکرار و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا گردید. آزمایش در طول یک دوره رشد گیاه جو انجام گرفت. نمونه برداری های گیاه در سه زمان علوفه تازه (50 روز پس از کشت)، قبل از خوشه رفتن (90 روز پس از کشت) و موقع برداشت (6 ماه پس از کشت جو) انجام شد. نمونه برداری های گیاه جهت تعیین غلظت عناصر پر مصرف و عناصر سنگین در بخش های ساقه، برگ، کاه و دانه جو انجام شد. نتایج تجزیه گیاه نشان می دهد لجن فاضلاب باعث افزایش معنی دار نیتروژن، فسفر، پتاسیم و کادمیوم در مقایسه با شاهد در بخش های رویشی گیاه می شود. تجزیه دانه جو هم نشان داد که افزودن لجن فاضلاب موجب افزایش معنی دار نیتروژن، فسفر، پتاسیم، روی و آهن در دانه، نسبت به شاهد می شود. عملکرد علوفه جو هم در تیمار لجن 100 تن در هکتار در مقایسه با شاهد افزایش معنی دار داشت. عملکرد دانه جو در دو سطح لجن با شاهد افزایش معنی داری را نشان داد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که لجن فاضلاب غلظت عناصر سنگین را در گیاه افزایش داده و از حد مجاز بیشتر بود ولی در حد سمیت نبوده است. بنابراین برای استفاده از لجن فاضلاب در خاک ها با توجه به مقدار افزایش عناصر مذکور به خاک و مقدار جذب شده توسط گیاهان، لازم است که حد آستانه سمیت برای هر فلز، بسته به نوع گیاه و نوع خاک و شرایط محیطی مکان کاربرد لجن فاضلاب تعیین گردد و مقادیر کاربرد لجن براساس آن ارزیابی شود. ضمنا به دلیل شوری موجود در لجن فاضلاب، کاربرد آن فقط برای کشت های آبی با آب مناسب توصیه می گردد. استفاده از لجن برای پرورش محصولاتی که مستقیما توسط انسان مصرف نمی شود، پیشنهاد می گردد.

امروزه علی رغم وجود منابع متعدد آب در مناطق مختلف، آب شیرین برای نیازهای انسان کافی نمی باشد. آلاینده های آب را می توان به آلاینده های معلق و آلاینده های محلول در آب دسته بندی کرد. آلاینده های محلول شامل اسید و یون های فلزی سنگین می باشد. روش جزء به جزء با کف، روش جدیدی است که اساس آن تفاوت در فعالیت سطحی است. جامدهای محلول در سطح حباب های مایع جذب می شوند. هدف جداسازی یون های فلزی از آب متفاوت است. این روش در ابتدا خالص سازی آب و نهایتا جداسازی بعضی از یون های با ارزش فلزی از آب را مد نظر قرار می دهد. آب آشامیدنی شهری با یک ماده کف ساز مخلوط می شود و به طور پیوسته به ستون وارد می شود، سپس کف های ایجاد شده در سطح بالای مایع شروع به حرکت در قسمتی به نام گردنه می کنند و در نهایت کف حامل یون های سنگین فلزی از یک طرف و آب تصفیه شده از طرف دیگر خارج می گردد. طراحی و بهینه کردن ارتفاع گردنه برای بهترین راندمان یون های مس هدف این تحقیق است. با استفاده از آزمایش های انجام گرفته، با افزایش طول گردنه تا ارتفاعی مشخص، نسبت غنی سازی افزایش می یابد. همچنین در هر ارتفاع مشخص گردنه، با افزایش غلظت یون فلز درصد بازیابی بهبود پیدا می کند.