آب و فاضلاب
سال:1395 | دوره:27 | شماره:2 (مسلسل 102) |تعداد مقالات:11

رنگ های آزو که در ساختار آنها حلقه های بنزن وجود دارد، از جمله مشکلات عمده محیط زیستی به شمار می روند. در این پژوهش تجربی کارایی فرایندهای US/H2O2/Fe2+ و US/S2O82-/Fe2+ در تخریب رنگ اسید بلو 113 مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر پارامترهای موثر در فرایند، نظیر pH محلول در محدوده 3 تا 11، غلظت های متفاوت H2O2 و S2O82- در محدوده 1 تا 10 میلی مولار، اسید سولفوریک در محدوده 0.01 تا 1 میلی مولار و غلظت اولیه رنگ با استفاده از یک محفظه منقطع مولد التراسوند در فرکانس 40 کیلوهرتز بررسی شد. همچنین تاثیر هوادهی در کارایی فرایند و تغییرات طیف UV-Vis رنگ در شرایط بهینه بررسی شد. مطابق با نتایج، با افزایش pH محیط آبی، کارایی حذف رنگ در هر دو فرایند به طور چشمگیری کاهش یافت، به طوری که بیشترین میزان حذف رنگ در هر دو فرایند در pH برابر 3 مشاهده شد. افزایش غلظت FeSO4 از 0.5 میلی مولار، کارایی حذف رنگ در هر دو فرایند را کاهش داد. در فرایند US/H2O2/Fe2+ شرایط بهینه برای حذف 93.5 درصد رنگ با غلظت اولیه 50 میلی گرم در لیتر در غلظت های H2O2 و FeSO4 به ترتیب 2.5 و 0.05 میلی مولار به دست آمد. در همین شرایط کارایی فرایند US/S2O82-/Fe2+ در غلظت 2.5 میلی مولار S2O82-، 94.3 درصد به دست آمد که حاکی از تاثیر بیشتر فرایند US/S2O82-/Fe2+ در کاهش پیک 567 نانومتر ساختار رنگ نسبت به فرایند US/H2O2/Fe2+ بود. همچنین مشاهده تغییرات طیف UV-Vis رنگ اسید بلو 113 نشان داد، فرایند US/H2O2/Fe2+ نسبت به فرایند US/S2O82-/Fe2، کاهش بیشتری در پیک های 276 و 203 نانومتر ایجاد کرده است.

فرایند فتوکاتالیستی به عنوان یکی از روش های مناسب در حذف ترکیبات فنلی استفاده می شود. در این مطالعه از مخلوط خاکستر فرار اصلاح شده دی اکسید تیتانیم برای افزایش راندمان حذف فتوکاتالیستی ارتوکلروفنل استفاده شد. این پژوهش تجربی در شش ماهه اول 1392 در مرکز تحقیقات مهندسی بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی کرمان انجام گرفت. خاکستر فرار تهیه شده از نیروگاه برق حرارتی زرند کرمان ابتدا با اسید سولفوریک شسته و سپس با پرمنگنات پتاسیم اکسید شد. از مخلوط خاکستر فرار اصلاح شده و TiO2 برای حذف ارتوکلروفنل در حضور نور UV استفاده شد. عوامل موثر بر فرایند حذف بهینه شد. نتایج نشان داد راندمان حذف ارتوکلروفنل در مخلوط خاکستر فرار اصلاح شده به TiO2 بالاتر از خاکستر فرار اصلاح شده به تنهایی و TiO2/UV به تنهایی بود. راندمان حذف در شرایط بهینه pH برابر 2 و دمای اتاق (2±29 درجه سلسیوس) و مقدار 6 گرم سوبسترای مخلوط با نسبت 3 به 1 خاکستر فرار اصلاح شده به TiO2 تا 98.9 درصد ارتقا یافت. راندمان حذف ارتوکلروفنل در فاضلاب واقعی کارخانه زغال شویی زرند 88.4 درصد به دست آمد. با توجه به نتایج مثبت به دست آمده از استفاده توام خاکستر فرار اصلاح شده و TiO2 در بالا بردن راندمان حذف نمونه واقعی، می توان استفاده از این روش را توصیه نمود.

پساب پالایشگاه نفت حاوی غلظت های متفاوتی از هیدروکربن های نفتی آروماتیک و آلیفاتیک است. با توجه به اینکه محتوای آروماتیک سمی بوده و با تصفیه متداول به راحتی حذف نمی شود، برای حذف این دسته از آلاینده ها، روش های پیشرفته نیاز است. در این مطالعه حذف و تخریب فتوکاتالیتیکی آلاینده های آلی پساب پالایشگاه نفت مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا فتوکاتالیست TiO2-Fe-ZSM-5 با نشاندن TiO2 در ساختار زئولیت Fe-ZSM-5 سنتزی تهیه شد. سپس از روش های پراش اشعه ایکس، فلورسانس اشعه ایکس، طیف سنجی مادون قرمز فوریه، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و جذب و واجذب نیتروژن برای بررسی خصوصیات ساختاری، فیزیکی و شیمیایی محصولات تولید شده استفاده شد. فتوکاتالیست TiO2-Fe-ZSM-5 با خلوص بالا، درصد TiO2 برابر 28.29 و مساحت سطح ویژه برابر 304.6 مترمربع بر گرم سنتز شد. در ادامه، فتوکاتالیست TiO2-Fe-ZSM-5 سنتزی به منظور حذف ترکیبات آلی و تصفیه پساب پالایشگاه نفت بندرعباس مورد استفاده قرار گرفت. مقدار بیشینه 80 درصد حذف ترکیبات آلی در شرایط بهینه pH برابر 4، دز فتوکاتالیست برابر 3 گرم در لیتر، دما برابر 45 درجه سلسیوس و زمان تابش نور ماوراء بنفش برابر 240 دقیقه به دست آمد.

در این تحقیق قابلیت حذف زیستی استایرن توسط میکروارگانیسم هوازی رودوکوکوس اریتروپولیس PTCC1767 سازگار نشده و سازگار شده مورد بررسی قرار گرفت. در هر دو حالت غلظت اولیه توده زیستی برابر31 میلی گرم در لیتر و میزان غلظت استایرن برابر 30، 20، 10، 90، 70، 50 و 150 میلی گرم در لیتر در نظر گرفته شد و کلیه آزمایش ها در دمای 32 درجه سلسیوس و pH برابر 7 انجام شد. میکروارگانیسم غیر سازگار قادر بود غلظت 10 میلی گرم در لیتر استایرن را در مدت زمان 15 ساعت به طور کامل حذف نماید اما با افزایش غلظت استایرن میزان حذف کاهش یافت به طوری که در مدت زمان 48 ساعت تنها 17 درصد از غلظت 150 میلی گرم در لیتر استایرن حذف شد. توده زیستی سازگار شده تا غلظت 90 میلی گرم در لیتر توانست غلظت های اولیه مختلف استایرن در محدوده 10 تا 150 میلی گرم در لیتر را در مدت زمان 2.7 تا 45 ساعت به طور کامل حذف کند. سینتیک تخریب زیستی استایرن توسط میکروارگانیسم غیر سازگار شده نیز تعیین شد. داده های به دست آمده با مدل سینتیکی مونود و پنج مدل بازدارنده هالدین، وب، یانو، ایبا و تیزر تطبیق یافتند. مدل هالدین نسبت به تمام مدل ها (با R2=0.99 و SSE=0.008) تطبیق مناسب تری داشت. پارامترهای سینتیکی مدل هالدین عبارت اند از: qm=4.235 mg/g dry cellh، Ks=7.594 mg/L، Ki=34.58 mg/L

برای امکان سنجی اقتصادی بودن تصفیه خانه های فاضلاب، روشی مورد نیاز است که این سیستم ها را از نظر هزینه-اثربخشیمورد بررسی قرار دهد. این مطالعه با هدف ارزیابی هزینه بری و اثر بخش بودن سیستم های تصفیه فاضلاب موجود در استان کرمانشاه صورت گرفت. مطالعه از نوع توصیفی- تحلیلی بوده و اطلاعات مربوط به تصفیه خانه ها از شرکت های آب و فاضلاب و بهره برداران تصفیه خانه ها جمع آوری شد و با استفاده از برنامه آماری SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تمام هزینه ها و راندمان فرایندهای تصفیه بررسی شد و شاخص هزینه- اثربخشی برای آن ها محاسبه شد و سیستم ها از نظر این نسبت با هم مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج مطالعه نشان داد که میانگین راندمان کل پارامترهای مورد بررسی در این مطالعه، برای سیستم های لجن فعال و طبیعی به ترتیب 76.35 و 61.69 درصد به دست آمد. همچنین تفاوت میانگین راندمان کل در دو سیستم از نظر آماری معنی دار بود. میزان هزینه– اثربخشی در این سیستم ها نیز به ترتیب برابر 0.23 و 0.58 به دست آمد. با توجه به نتایج می توان گفت که سیستم های طبیعی تصفیه فاضلاب با وجود راندمان پایین تر نسبت به سیستم های لجن فعال دارای هزینه- اثربخشی بهتری هستند که نشان دهنده برتری سیستم های طبیعی است و مهم ترین عامل در این موفقیت را می توان به هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری پایین تر نسبت به سیستم های لجن فعال نسبت داد.

میزان آلاینده ها در ماهی، به دلیل اثرات قابل توجهی که بر خود ماهی و سایر ارگانیسم هایی دارد، توجه زیادی را به خود معطوف داشته است. مطالعه حاضر، با هدف تعیین غلظت جیوه در بافت عضله دو گونه شیربت و حمری از ماهیان رودخانه مارون بهبهان واقع در جنوب شرقی استان خوزستان صورت گرفت. به منظور اجرای این تحقیق در فواصل ماه های تیر تا آذر سال 1388 به صورت تصادفی از هر گونه 20 عدد ماهی از رودخانه صید و جمع آوری شد و پس از اجرای مراحل بیومتری نمونه ها و تشخیص جنسیت و سن آن ها، غلظت جیوه در بافت عضله به وسیله دستگاه آنالیز جیوه AMA254، اندازه گیری شد. بررسی نرمالیتی داده های مربوط به سن و وزن با غلظت جیوه در بافت عضله هر دو گونه نشان داد که داده ها از توزیع نرمال برخوردار نبوده و تفاوت معنی دار آماری وجود دارد. مقایسه میانگین غلظت جیوه در بافت هر دو گونه ماهی (ماهی شیربت 0.809 میلی گرم بر کیلوگرم وزن ماهی و ماهی حمری 0.388 میلی گرم بر کیلوگرم) با حد مجاز استانداردهای جهانی نشان داد که میانگین غلظت جیوه در بافت عضله هر دو گونه زیر حد بیشینه استاندارد تعیین شده توسط سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا است، اما در مقایسه با استاندارد سازمان بهداشت جهانی، میانگین غلظت جیوه در عضله گونه شیربت بالاتر از حد مجاز بود.

آب های زیرزمینی در مناطق ساحلی، یکی از منابع اصلی آب شیرین محسوب می شوند به طوری که حفاظت این منابع از خطر پیشروی آب شور بر اساس یک الگوی مدیریتی بهینه، یک اولویت است. برای این منظور، می توان از مدل های تصمیم گیری برای تعیین راهبردهای مدیریتی بهینه استفاده نمود. آثار تغییرات محیطی بر روی منابع آب زیرزمینی در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تحقق این هدف، مدل تلفیقی شبیه سازی-بهینه سازی منابع آب زیرزمینی جزیره کیش با بهره گیری از مدل عددی سوترا و روش بهینه سازی فراکاوشی جامعه مورچه ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بررسی سناریوهای مختلف فرضی تغییرات محیطی نشان داد که اثر تغییرات خط ساحلی ناشی از افزایش سطح آب دریا به خصوص در مناطق پست، عامل مهم تاثیرگذار بر لنز آب شیرین است و تغییرات نرخ تغذیه نیز از عوامل بسیار مهم و موثر بر سیستم آب زیرزمینی تلقی می شود. همچنین لحاظ نمودن آثار تغییرات محیطی در مدیریت بهینه آبخوان جزیره کیش، منجر به کاهش بیش از 20 درصدی مقدار مجاز برداشت شده است که نشان دهنده حساسیت بالای مدیریت منابع آب زیرزمینی جزایر کوچک به این تغییرات است.

آب کافی و با کیفیت مطلوب برای ادامه حیات بشر ضروری است. تصفیه خانه ها، آب شرب را با کیفیت بالا در کوتاه ترین زمان ممکن با حداقل هزینه فراهم می کنند. در این مقاله ابتدا متغیرهای تاثیر گذار بر فرآیند حذف کدورت آب، با استفاده از روش شناسی سطح پاسخ شناسایی گردیده است. در ادامه شبکه های عصبی نوع GMDH و شبکه خودباوری بیزین برای مدل سازی و پیش بینی کدورت آب تصفیه شده، با استفاده از مجموعه داده های ورودی- خروجی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای ارزیابی مدل پیشنهادی، تصفیه خانه بزرگ آب گیلان به صورت موردی بررسی و داده های مورد نیاز شامل 700 سری داده به دست آمده است. به منظور مدل سازی داده های برگرفته از واحد بهره برداری به دو دسته (70% برای آموزش و 30% برای آزمایش) تقسیم شده اند. نتایج حاصل از مدل سازی با داده های تجربی مقایسه گردید که ضریب تعیین مقادیر آزمایشی برای دو الگوریتم شبکه خودباوری بیژین شامل EM و GD و برای مدل GMDH به ترتیب 0.9388، 0.9196 و 0.97095 بوده است که بر این اساس مدل GMDH نسبت به مدل BBN کارایی بهتری برای پیش بینی میزان کدورت آب تصفیه شده دارد.

هدف از این پژوهش بررسی میزان جذب آلاینده های نفتی توسط فوم پلی یورتان و بررسی اثر اصلاح ساختاری آن با کربن فعال به صورت کامپوزیت بر درصد جذب و راندمان جذب آلاینده های نفتی بود. برای این کار ابتدا جاذب های خالص و کامپوزیت سنتز شدند و برای حذف نفت خام از محلول های با غلظت های مختلف 20 تا 280 گرم در لیتر از نفت خام استفاده شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که بهترین درصد وزنی کربن فعال در ساختار فوم پلی یورتان 5 درصد است که موجب افزایش درصد جذب تا 21 درصد شده است. حضور کربن فعال در ساختار فوم ها باعث افزایش شدید آب گریزی جاذب های کامپوزیت شد و راندمان جذب را در جاذب کامپوزیت با 5 درصد کربن فعال تا 73 درصد در غلظت اولیه 20 گرم در لیتر از نفت خام افزایش داد. مطالعات تعادلی جذب نشان داد که برای تمامی جاذب ها، مدل های ردلیچ- پترسون و لانگمیر، داده های ایزوترم را بهتر توصیف می کنند. به منظور احیای جاذب ها از روش احیای شیمیایی با حلال های نفتی تولوئن و پترولیوم اتر استفاده شد که موجب افزایش راندمان و درصد جذب جاذب های فوم خالص و کامپوزیت شد.