آب و فاضلاب
سال:1384 | دوره:16 | شماره:1 (مسلسل 53) |تعداد مقالات:10

فشار نقاط مصرف در شبکه های آب رسانی یکی از مهم ترین پارامترهای هیدرولیکی است که می تواند در مدیریت بهینه شبکه های توزیع آب مورد استفاده قرار گیرد. از آن جایی که فشار، اثرات متفاوتی بر پارامترهای مختلف مدیریت شبکه همچون عملکرد هیدرولیکی، قابلیت اطمینان، پایداری شبکه و نشت دارد، لذا شناسایی روند تغییرات و تعیین میزان آن از اهمیت بسیاری در سطوح مختلف مدیریتی برخوردار است. بخش قابل توجهی از آب ورودی به شبکه های توزیع آب شهری به صورت نشت به هدر می رود. وجود نشت در شبکه های آب رسانی موجب اتلاف منابع و سرمایه صرف شده در تولید، انتقال، تصفیه و توزیع آب، ایجاد مشکلات کیفی در آب شرب به علت ورود آلودگی به شبکه توزیع آب از محل نشت و غیره می شود. با توجه به نقش حیاتی آب در زندگی و کمبود منابع آب قابل شرب و هم چنین هزینه های گزاف فراهم نمودن آب شرب سالم، باید سعی شود تا تلفات آب به حداقل رسانده شود. برای این منظور و با توجه به تاثیر متقابل نشت و فشار بر یکدیگر، ابتدا لازم است تا در هر نقطه بتوان میزان نشت را با توجه به فشار موجود تعیین کرد. با توجه به قابلیت ها و مزایای شبکه عصبی و سهولت استفاده از آن به عنوان یک ابزار کار، در این مقاله سعی شده تا مدل شبکه عصبی برای تعیین فشار در هر نقطه با توجه به ارتفاع مخزن، ارتفاع نقطه، و میزان مصرف با لحاظ کردن موجود در آن نقطه تدوین شود. در این مقاله تغییرات فشار در قسمتی از شبکه توزیع آب شهر تهران با استفاده از مدل EPANET2.0 شبیه سازی شده است. برای این منظور از دو مدل شبکه عصبی و همچنین ترکیب شبکه عصبی با منطق فازی استفاده شده و نتایج حاصل از آن ها با نتایج مدل تحلیل هیدرولیکی و نیز با یکدیگر مقایسه شده و توانایی مدل های شبکه عصبی در پیش بینی فشار نشان داده شده است.

لجن فاضلاب به عنوان کود آلی در زمین های کشاورزی، فواید اقتصادی بی شماری دارد. لجن فاضلاب بر خواص شیمیایی و غلظت عناصر پر مصرف در خاک اثر می گذارد. هدف این تحقیق، ارزیابی تاثیر لجن فاضلاب بر خواص شیمیایی خاک و غلظت عناصر پر مصرف در خاک های اسیدی و آهکی تحت کشت اسفناج می باشد. این تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه انجام شد. تیمارها شامل لجن فاضلاب، در سطوح صفر یا شاهد، 50، 100 و 200 تن در هکتار و یک سطح کود شیمیایی شامل 250 کیلوگرم  فسفات دی آمونیوم و 250 کیلوگرم اوره در هکتار (به صورت سرک) در چهار خاک از مناطق رشت، لنگرود، لاهیجان و اصفهان تحت کشت اسفناج قرار گرفتند. لجن فاضلاب باعث افزایش معنی دار فسفر و پتاسیم قابل جذب، نیتروژن کل، درصد ماده آلی، هدایت الکتریکی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک ها گردید. pH خاک ها با افزایش سطح لجن فاضلاب کاهش معنی داری نشان داد. تاثیر لجن فاضلاب بر عملکرد اسفناج نیز معنی دار بود. بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که لجن فاضلاب از پتانسیل کودی زیادی برخوردار است و می توان از آن در باروری خاک استفاده کرد؛ اما قبل از استفاده از لجن فاضلاب در سطح وسیعی از زمین های کشاورزی باید اثر آن را بر افزایش عناصر سنگین مورد توجه قرار داد.

به کارگیری فاضلاب شهری در کشاورزی بسته به خصوصیات آن می تواند سودمند یا زیان بار باشد. کیفیت فاضلاب باید با توجه به اثرات آن بر خاک، گیاه، دام و انسان ارزیابی شود. برای بررسی اثر بیماری با پساب تصفیه خانه شمال اصفهان، بر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک منطقه، از طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و چهار تیمار آبی در زمین های تصفیه خانه که به مدت 9 سال با پساب آبیاری شده بود، استفاده گردید. تیمارهای آبی شامل: فاضلاب ورودی به تصفیه خانه (تصفیه نشده)، فاضلاب نیمه تصفیه (خروجی استخر ته نشینی اولیه)، فاضلاب خروجی (تصفیه شده) و آب چاه تصفیه خانه بود. برای بررسی خواص فیزیکی خاک از اعماق صفر تا پنج و پنج تا ده سانتی متری از هر پلات نمونه گیری به عمل آمد. برای مقایسه خواص فیزیکی خاک تصفیه خانه و خاک مزرعه مجاور که هیچ گونه تیماری در آن اعمال نشده و آبیاری آن با استفاده از چاه شخصی بوده است. از خاک مزرعه مجاور نیز نمونه برداری شد. برای بررسی کیفیت تیمارهای آبی در هر نوبت آبیاری از کلیه تیمارها نمونه گیری شد و اندازه گیری های لازم انجام گرفت. نتایج نشان داد که کلیه تیمارهای پساب از لحاظ اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) و مواد معلق (SS) و تیمارهای فاضلاب ورودی و نیمه تصفیه شده از لحاظ کدورت و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (BOD5)، بیشتر از حد استاندارد ایران می باشند. از نظر طبقه بندی، فاضلاب ورودی دارای درجه متوسط است. تیمارهای پساب از نظر هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم، سدیم و سرب دارای میزان کمتری نسبت به آب چاه می باشند. کلیه تیمارها ار لحاظ نفوذپذیری در درجه خوب و از نظر کلراید در درجه متوسط هستند. سرب کلیه تیمارها به مراتب کمتر از حد مجاز است. میانگین جرم مخصوص ظاهری خاک و درصد رطوبت در گنجایش زراعی (FC) روند خاصی را دنبال نمی کند. نتایج این طرح نشان می دهد، که زمین آبیاری شده با پساب به مدت 9 سال دارای جرم مخصوص ظاهری کمتر، درصد رطوبت بیشتر (درFC ) و نفوذ نهایی کمتر نسبت به مزرعه مجاور آبیاری شده با آب چاه می باشد.

نیتریفیکاسیون بخش بسیار مهمی از چرخه نیتروژن در طبیعت است که طی آن عمل اکسیداسیون آمونیاک توسط باکتری ها انجام می شود. در مرحله اول نیتریفیکاسیون، میکروارگانیسم های شیمیولیتوتروف آمونیاک را اکسید کرده و به نیتریت تبدیل می نمایند و در مرحله دوم نیتریت حاصله توسط باکتری های اکسید کننده نیتریت به نیترات تبدیل می شود. در این مطالعه از بین فاکتورهای متعددی که بر سرعت نیتریفیکاسیون تاثیر می گذارند، تاثیر نسبت COD/N فاضلاب ورودی بر روی سرعت نیتریفیکاسیون، در یک راکتور آزمایشگاهی بررسی گردید. جهت تامین فاضلاب ورودی این راکتور آزمایشگاهی بررسی گردید. جهت تامین فاضلاب ورودی این راکتور نیز فاضلاب به صورت مصنوعی تولید شد به طوری که غلظت آمونیاک آن در حد 25 mgNH4+/ L باشد. نسبتCOD/N  در فاضلاب ورودی، در مراحل مختلف با تغییر مقدار COD تغییر داده شد، به طوری که مقدار آن از حد 0.083 ± 10.01 تا 0.22± 24.08 در مدت زمان مطالعه متغیر بود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در دامنه 0.083± 10.01 تا 14.15±0.17g COD/gN  رابطه مستقیمی بین نسبت COD/N و سرعت نیتریفیکاسیون وجود دارد ولی در نسبت COD/N بالاتر از 0.17± 14.15  تا gCOD/gN 0.22+24.08  این رابطه به صورت معکوس می باشد.

در سال های اخیرکاربرد سیستم بیوفیلمی از جمله راکتورهای بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR)، در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب های شهری و صنعتی توسعه یافته است. در این مطالعه، از پوکه های معدنی بسیار سبک به عنوان ساپورت بیوفیلم در راکتوری که دارای ویژگی های یک راکتور هوازی بود استفاده شد. فاضلاب ورودی به راکتور، محلول ساخته شده از ملاس قند همراه با مواد مغذی افزودنی بود که خوراک مناسبی برای رشد میکروارگانیسم ها محسوب می گردد. آکنه هایی که 70 درصد حجم راکتور را پر نموده بودند، از نوع پوکه های معدنی با ویژگی های خاص که مصارف صنعتی دارد انتخاب شدند. عملکرد آکنه ها به عنوان سطح فراهم شده برای رشد میکروارگانیسم های بیوفیلمی، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده مشخص می سازد که راکتور MBBR فوق قابلیت حذف 82 درصد از COD محلول تحت بار ورودی 1.766 kg COD/m2 را داراست و در صورت کاهش زمان ماند از 24 ساعت به 16 ساعت و در پی آن 12 ساعت، حذف COD از 82 درصد به 76 درصد و به 66 درصد کاهش می یابد. هم چنین مشخص شد که از کل راندمان حذف مواد کربنه، 78.2 درصد مربوط به بیوفیلم و 21.8 درصد مربوط به میکروارگانیسم های شناور است.

این تحقیق به منظور بررسی تصفیه پذیری پساب های حاوی نیتروژن بالا به روش بیولوژیک، و مطالعه موردی بر روی واحد نیترات آمونیم مجتمع پتروشیمی شیراز، با بهره گیری از راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) انجام گردید. تحقیق شامل دو دوره شش ماهه و چهار ماهه بود. در یک دوره شش ماهه، از تصفیه پذیری پساب های پتروشیمی که به روش بیولوژیکی انجام می شد. اطلاعات لازم جمع آوری شد و برای تعیین کیفیت پساب مورد نظر آزمایش های لازم انجام گرفت. در دوره چهار ماهه در مقیاس پایلوت مطالعات آزمایشگاهی انجام  شد براساس مطالعات تصفیه پذیری در مقیاس پایلوت، و با به کارگیری 4 واحد راکتور طی آزمایش های انجام شده مشخص شده، که پساب مورد نظر دارای نیتروژن بسیار بالا به شکل آمونیاک و نیترات آمونیم و فاقد هر گونه مواد مغذی و معدنی دیگر است. این مطالعات با بکارگیری 4 واحد راکتور از جنس پلکسی گلاس با گنجایش مفید 4 لیتر و با بارگذاری های مختلف، در آزمایشگاه محیط زیست دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز انجام شد. با توجه به pH بالای پساب (حدود 11)، در ابتدای کار، خنثی سازی فاضلاب با اسید فسفریک انجام گرفت. برای تامین منبع کربن و فسفر به ترتیب از متانول (CH3OH) و دی پتاسیم هیدروژن فسفات (K2HPO4) استفاده شد. مواد معدنی افزوده شده به پساب نیز شاملCacl2, Nacl MgSO4 , FeSO4 بود. مرحله سازگارسازی و رشد باکتری ها حدود 40 روز به طول انجامید. در آزمایش های پیلوتی، ابتدا نسبت بهینه لجن به پساب به دست آمد و سپس با اعمال این نسبت در راکتورها، زمان های مختلف جهت فاز هوازی و بی هوازی مورد آزمایش قرار گرفت و زمان مناسب در سیستم مشخص شد. سپس چرخه بهینه به دست آمده، تا شش مرتبه به طور متوالی بر سیستم اعمال شد و راندمان سیستم در حذف نیتروژن در هر مرحله از اعمال چرخه به دست آمد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که پساب واحد نیترات آمونیم مجتمع پتروشیمی شیراز از نظر بیولوژیکی قابل تصفیه است و با استفاده از سیستم SBR، آمونیاک و نیترات آمونیم این پساب با راندمان حذفی حدود 97 درصد به کمتر از 100 میلی گرم بر لیتر می رسد.

واقع شدن ایران در منطقه خشک و کم آب جهان و افت کمی و کیفی منابع آب؛ توجه به برنامه های کاهش مصرف، تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن را به خصوص در بخش صنعت ضروری می سازد به دلیل تنوع گسترده اقلیمی ایران و تاثیرپذیری انتخاب سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی از عوامل متعدد محیطی و هزینه ای، ارزیابی فنی و اقتصادی گزینه های مختلف تصفیه فاضلاب صنعتی در شرایط مختلف یکی از مهم ترین عوامل موفقیت چنین طرح هایی به شمار می رود. در میان صنایع مختلف کشور، صنایع قند به عنوان آلاینده ترین صنایع کشور توجه ویژه ای را می طلبد. قرار گرفتن بیش از 90 درصد کارخانه های قند کشور در دشت های با بیلان منفی این مساله را بیش از پیش مشخص تر می کند. این مقاله با بررسی مشکلات مرتبط با تولید فاضلاب صنایع قند کشور به عنوان آلاینده ترین صنعت کشور، به ارزیابی اقتصادی روش های متداول تصفیه فاضلاب، مقایسه ترکیب های مختلف تصفیه بی هوازی و هوازی در شرایط مختلف معرفی مناسب ترین روش های تصفیه فاضلاب در اقلیم های مختلف و بررسی تاثیر مهم ترین عوامل محیطی و هزینه ای در انتخاب سیستم تصفیه می پردازد. برای این منظور شش ترکیب تصفیه بی هوازی و هوازی که از نظر فنی قابلیت اجرا در کشور را دارند، انتخاب شده و براساس نقشه های اجرایی آنها متره و برآورد هزینه ها انجام گرفته است و سپس حساسیت آنها نسبت به مهم ترین پارامترهای طراحی تحلیل شده است. در پایان دو سیستم ترکیبی UASB با برکه های اختیاری و صافی های چکنده به عنوان جذاب ترین سیستم های تصفیه در اغلب شرایط ایران معرفی شده اند.

برای افزایش کارایی در مصرف آب از طریق اقدامات مختلف به ویژه حفظ رطوبت و افزایش نگهداری آب در خاک، تحقیقات زیادی صورت گرفته است. این پژوهش برای بررسی کاهش رواناب سطحی و نفوذ عمقی جهت افزایش بهره برداری از آب باران در محل بارش با استفاده از مواد شیمیایی جاذب رطوبت با هدف تامین آب مورد نیاز درختان و کاهش تاثیرات زیان بار خشک سالی انجام شده است. در این پژوهش پس از سفارش تولید مواد جاذب رطوبت، نسبت به پیاده کردن نقشه طرح در سه آزمایش جداگانه هر کدام در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و پنج تیمار شامل صفر (شاهد)، 50، 100، 150 و 200 گرم از مواد نامبرده و برای سه گونه از درختان مثمر شامل بادام، پسته و مو اقدام گردید. سه ویژگی مورد نظر در زنده مانی نهال ها شامل قطر یقه، ارتفاع و میزان تاج پوشش آن ها طی دو سال و در چهار مرحله اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که گونه های نهال ها با توجه به خصوصیات ژنتیکی و فیزیولوژیکی اختلاف معنی داری در زنده مانی از خود بروز داده اند و گونه مو دارای کمترین زنده مانی و بادام و پسته دارای بیشترین زنده مانی بوده اند. توصیه هایی از جمله ادامه دادن طرح حاضر و اجرای طرح های پژوهشی مشابه در خاک های با بافت سبک و شنی و نیز در کشت گلخانه ای ارایه شده است.