آب و فاضلاب
سال:1387 | دوره:19 | شماره:3 (مسلسل 67) |تعداد مقالات:11

در این مقاله نحوه جذب فلز کادمیم از محلول آبی توسط پودر لجن خشک شده حاصل از تصفیه فاضلاب شهری (بایوسالید) در دمای 24 تا 26 درجه سلسیوس،pH  از 2 تا 6، زمان تماس 5 تا 420 دقیقه، میزان اختلاط 50 تا 300 دور در دقیقه، در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. پیش تصفیه بایوسالید شامل خشک سازی،  خردسازی و دانه بندی بین الک 50 تا 120 بوده است. بر اساس نتایج به دست آمده شرایط بهینه برای جذب کادمیم توسط بایوسالید،pH  معادل 4، زمان تماس 120 دقیقه و میزان اختلاط 200 دور بر دقیقه می باشد. سینتیک جذب کادمیم از مدل شبه درجه دوم پیروی کرده و حداکثر میزان جذب تعادلی در زمان 2 ساعت مشاهده گردید. ایزوترم جذب با مدل لانگمویر تطابق کامل داشته و حداکثر ظرفیت جذب کادمیم  (qmax)توسط بایوسالید 0.38 میلی مول بر گرم بایوسالید خشک (41.5 میلی گرم بر گرم) برآورد شده و ثابت لانگمویر (Kd)، 0.1044 میلی مول بر لیتر (11.37 میلی گرم بر لیتر) به دست آمد.

از جمله عوامل اصلی افزایش غلظت فلزات سنگین در خاک ، مصرف روز افزون مواد حاصلخیز کننده، اصلاح کننده، آفت کش ها، فاضلابهای شهری و پسابهای صنعتی می باشد. با توجه به افزایش مصرف فاضلابها چنانچه کاربرد این مواد با رعایت استانداردها و ملاحظات مربوطه نباشد، جذب فلزات سنگین موجود در آنها توسط گیاه و ورودشان به زنجیره غذایی حیوان و انسان و نیز حرکتشان به سمت آبهای زیرزمینی، پیامدهای سویی به دنبال خواهد داشت. هدف از انجام این پژوهش برآورد توازن جرمی سه فلز کادمیم، کروم و کبالت در یک خاک آهکی بود. بدین منظور، کرتهایی به ابعاد 4×4 متر انتخاب و در سه تکرار و به طور تصادفی به مقدار 50 تن در هکتار از تیمارهای لجن فاضلاب غنی شده با فلزات سنگین و فرم معدنی (کلرید) این فلزات استفاده گردید. فرم قابل استخراج با HNO3 برای این فلزات تا عمق 100 سانتی متری خاک در لایه هایی به ضخامت 20 سانتی متر، اندازه گیری و معادله توازن جرم در این خاک برآورد گردید. نتایج مربوط به توازن جرمی، حرکت Co،Cr  و  Cdرا به سمت لایه های زیرین خاک به ترتیب برابر 45.85، 38.23 و 14.42 درصد از مقدار افزوده شده به خاک نشان داد. بنابراین با توجه به عدم دستیابی به توازن جرمی صد در صدی بین مقادیر اضافه شده این فلزات به خاک، مقدار فلزات موجود در خاک و همچنین میزان جذب شده توسط گیاه، این مقدار فلزات از طریق درز و شکافهای حاصل از انبساط و انقباض خاک به عمقهای پایین تر انتقال یافته است.

افزایش آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی توسط نیترات و آمونیم، یافتن راه حلهایی با حداقل اثرات زیست محیطی را برای حذف آنها ضروری می سازد. در این رابطه استفاده از کانیهای خاک با توجه به فراوانی و قدرت جذب بالای آنها، از نظر اقتصادی به صرفه و از لحاظ زیست محیطی شایان توجه است. در این تحقیق از زئولیت های معادن سمنان و فیروزکوه به منظور حذف یون های نیترات و آمونیم از محلولهای آزمایشگاهی و آبهای زیرزمینی (حوضچه های ثابت) استفاده شد. به منظور اصلاح خصوصیات جذبی، زئولیت های مورد استفاده با سورفکتانت آلی نوع هگزا دسیل تری متیل آمونیم اصلاح شدند. جذب در سوسپانسیون های 1 به 10 جاذب به محلول انجام گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین جذب آمونیم مربوط به تیمار زئولیت طبیعی سمنان و کمترین جذب مربوط به تیمار اصلاح شده زئولیت فیروزکوه بوده است. بیشترین مقدار جذب نیترات در تیمار اصلاح شده فیروزکوه و کمترین مقدار جذب مربوط به زئولیت طبیعی سمنان بود. در غلظت اولیه 10 میلی اکی والان بر لیتر و pH=5.5، بیشترین مقدار جذب برای آمونیم برابر با 0.96 میلی اکی والان بر گرم مربوط به تیمار زئولیت طبیعی سمنان و بیشترین مقدار جذب یون نیترات 0.8 میلی اکی والان بر گرم مربوط به زئولیت اصلاح شده فیروزکوه به دست آمد. بررسی هم دماهای جذب سطحی یون های نیترات و آمونیم نشان داد که در حالتهای خام و تیمار شده برای هر دو جاذب، داده ها با مدل خطی و فروندلیخ تطابق دارند.

در این تحقیق تاثیر مولاریته های مختلف سدیم بی کربنات بر افزایش ظرفیت پوسته شلتوک در جذب کادمیم در غلظتهای کم، مورد بررسی قرار گرفت. حداکثر راندمان جذب درpH  برابر 6 اتفاق افتاد و زمان تعادل جذب 1.5 ساعت به دست آمد. نتایج آزمایش های شیمیایی همراه با عکسبرداری از انواع مختلف جاذب اصلاح شده، توسط میکروسکوپ الکترونی نشان داد که رابطه مناسبی بین تعداد و میانگین قطر خلل و فرج جاذب با راندمان جذب وجود دارد. همچنین، حداکثر راندمان جذب کادمیم توسط پوسته شلتوک 99.1 درصد به دست آمد که مربوط به استفاده از جاذب اصلاح شده توسط محلول 0.3 مولار سدیم بی کربنات می باشد. در این تحقیق، مدل های جذب سینتیک نیز مورد مطالعه قرار گرفت. اگر چه هر دو مدل لاگرگرن (1898) و هو و همکاران (1996) در سطح اعتماد 95 درصد، داده ها را توصیف کردند، ولی مدل لاگرگرن (1898) در مقایسه با مدل هو و همکاران (1996) داده ها را بهتر توصیف کرد. مقایسه ضرایب به دست آمده با ضرایب سایر مدل ها در مطالعات دیگر، نشان داد که سرعت جذب سطحی کادمیم بر روی پوسته شلتوک اصلاح شده با سدیم بی کربنات 0.3 مولار، بسیار سریع می باشد.

ضریب پراکندگی طولی آلودگی در رودخانه ها و مجاری طبیعی به علت پیچیده بودن فرایند حاکم، اغلب با استفاده از روابط ساده شده تجربی که دقت مطلوبی ندارند، تعیین می شود. به همین دلیل در این تحقیق با استفاده از سیستم خبره استنتاج فازی - عصبی انطباقی که قابلیت فراگیری و درک روابط حاکم بر پدیده ها بدون نیاز به معادلات حاکم را دارد، روش جدیدی برای تخمین ضریب پراکندگی طولی ارایه شده است. فرایند توسعه و ارزیابی مدل جدید با استفاده از مجموعه داده های واقعی و معیارهای آماری و گرافیکی مختلفی صورت گرفته است. طبق نتایج تحقیق، مدل در مقایسه با تمامی روابط موجود (دوازده رابطه) دقت بسیار بهتری دارد. مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی مربوط به مدل در مرحله توسعه به ترتیب برابر 15.18 و 0.99 و در مرحله ارزیابی 187.8 و 0.91 به دست آمد. در حالی که مقادیر این پارامترها برای بهترین رابطه تجربی (رابطه هانگ و لی) به ترتیب برابر 295.7 و 0.48 می باشد. طبق نتایج، استفاده از مدل تطبیقی استنتاج فازی - عصبی دقت تخمین این ضریب را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. روش ارایه شده در این تحقیق رهیافت جدیدی در تخمین ضریب پراکندگی طولی آلودگی در رودخانه محسوب شده و به خوبی قابلیت اتصال و ترکیب با مدل های ریاضی انتقال آلودگی و نیز بهنگام سازی با توجه به شرایط واقعی را دارد.

رسوبگذاری در مخزن سد نه تنها سبب کاهش ظرفیت و عمر مفید مخزن می شود، بلکه ضمن ایجاد اشکالات عدیده در باز و بسته کردن دریچه های عمقی و نیمه عمقی سد، موجب افزایش سطح مخزن و مآلا افزایش تبخیر و تلفات آب می شود. این مسایل، اهمیت بررسی پدیده انباشت رسوب در مخازن جهت پیش بینی نحوه توزیع رسوب و ارایه راهکارهای مدیریتی در کنترل مخازن را کاملا مشهود می سازد. مدل های ریاضی یکی از ابزارهای مهم برای پیش بینی مقدار رسوبگذاری در مخازن سدهای ذخیره ای و برآورد عمر مفید آنهاست. این مدل ها مبتنی بر تحلیل معادلات حاکم بر پدیده های موثر در انتقال، توزیع، انباشت و آب شستگی رسوب می باشند. در مقاله حاضر، بعد از واسنجی مدل Gstars3.0 به کمک داده های آبنگاری مخزن سد علویان مراغه، نمودارهای حجم – سطح - ارتفاع و نحوه رسوبگذاری در مقطع طولی و مقاطع عرضی برای حالتهای بستر اولیه، آبنگاری شده و نتایج حاصل از تحلیل پدیده رسوبگذاری به کمک مدل برای یک دوره 50 ساله ترسیم و مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته و عمر مفید مخزن برآورد شده است. نتایج محاسبات بیانگر آن است که پس از طی 50 سال، حجم رسوبات انباشته شده در مخزن به حدود 15 میلیون متر مکعب بالغ می شود که تقریبا معادل 25 درصد ظرفیت مفید مخزن است.

سیستم های انتقال سیال از جمله بزرگ ترین مصرف کنندگان انرژی در صنایع مختلف از جمله سیستم های آبرسانی می باشند که لزوم پرداختن به عملکرد بهینه آنها به ویژه از نظر مصرف انرژی با اهمیت است. با توجه به اینکه رفتار سیال در این گونه سیستم ها در شرایط متفاوت بهره برداری عموما دینامیکی یا به عبارتی وابسته به زمان است، مطالعه رفتار این سیستم ها با استفاده از یک مدل دینامیکی امکان ارزیابی دقیق تر عملکرد سیستم را فراهم می سازد. در این تحقیق مدل دینامیکی یک سیستم انتقال سیال شامل ایستگاه پمپاژ، خط لوله و مخزن ارایه شده است. به منظور معرفی قابلیتهای مدل ارایه شده، محاسبات نمونه ای از مصرف انرژی در یک ایستگاه پمپاژ آب شرب که در حال کار می باشد در وضعیتهای مختلف قرارگیری پمپ ها در مدار سیستم انجام شده است. از نتایج این تحلیل می توان برای ارایه پیشنهادهایی به منظور برآورد مصرف انرژی در ایستگاههای پمپاژ با توجه به شرایط بهره برداری و نیز شیوه کارکرد سیستم های کنترلی آنها استفاده کرد.

در میان روشهای کنترل سیلاب شهری، روش نفوذ آب باران به زمین یکی از مهم ترین روشها برای جلوگیری از خسارات سیل است. مدل های مفهومی نفوذ رودخانه ای برای کاربرد در مطالعات کنترل سیلاب شهری به خصوص در حوضچه های نفوذ بسیار مفیداند. برخلاف مدل های ریاضی این مدل ها بسیار ساده تر هستند و همچنین برخلاف مدل های تجربی، تعیین پارامترهای این مدل ها نیز به مراتب آسان تر است. در این تحقیق چهار مدل مفهومی نفوذ رودخانه ای که عبارت اند از مدل های دوپویی- فورشهایمر، ارنست، میلس و مورل - سیتوکس برای شبیه سازی نفوذ در حوضچه های نفوذ کنترل سیلاب شهری استفاده شد. مطالعه روی این چهار مدل نشان داد که هیدروگراف های نفوذ به دست آمده از مدل ها نزدیک هیدروگراف های واقعی می باشند و این مدل ها در شبیه سازی رفتار حوضچه نفوذ جوابهای قابل قبولی می دهند. نتایج همچنین نشان داد که سه مدل دوپویی – فورشهایمر، ارنست و میلس نسبت به مدل چهارم نسبت به پارامترهایشان کمتر حساسیت دارند.

لوله به عنوان یکی از اجزای مهم شبکه های جمع آوری فاضلاب بخش قابل توجهی از هزینه ها را به خود اختصاص می دهد. با توجه به این امر و نیز روند رو به رشد طراحی و اجرای خطوط جمع آوری و انتقال فاضلاب در سالهای اخیر در کشور، انواع مختلفی از لوله وارد بازار شده است. در این راستا، انتخاب صحیح لوله و نیز کنترل فنی و کیفی آنها حائز اهمیت می باشد. در این مقاله سعی شده است در ابتدا انواع لوله های مورد استفاده در شبکه های جمع آوری فاضلاب (شهری و روستایی) مورد بررسی قرار گیرد و سپس در ادامه، اهمیت کنترل فنی و کیفی انواع لوله های پلی اتیلن دو جداره مورد استفاده در خطوط فاضلابرو ارایه گردد. در پایان مقاله نیز مباحث مربوط به نحوه و شرایط کنترل فنی و بازرسی لوله های پلی اتیلن فاضلابی در مراحل ساخت و بهره برداری ارایه شده است.