per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
2
9
1486
Research Paper
بررسی حذف فنل توسط پراکسیداز ترب کوهی تثبیت شده
Phenol Removal by Immobilized Horseradish Peroxidase
ایران عالم زاده
alemzadeh@sharif.ir
1
سیامک نجاتی
2
سپیده معتمد
3
استاد، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی صنایع غذایی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
در این تحقیق کاربرد پراکسیداز ترب کوهی (HRP) تثبیت شده در کپسولهای آلژینات بهمنظور حذف فنل و نیز شرایط بهینه برای تثبیت HRP در آلژینات تعیین شد. شرایط بهینه برای ژلهای شدن بهترتیب 0/75 و 4/5درصد حجمی وزنی برای آلژینات سدیم و کلسیم کلرید شش آبه بهدست آمد. بر اثر تثبیت آنزیم، منحنی فعالیت آنزیمی بر اساس pH بهگونهای تغییر کرد که مقادیر فعالیت نسبی در pHهای اسیدی و بازی بیشتر شد. همچنین نتایج نشان داد که درصد فعالیت باقیمانده آنزیم محبوس شده مستقل از غلظت آنزیم مورد استفاده است. علاوه بر این، نتایج نشان داد که غلظت آنزیم برای حذف فنل در غلظت فنلی مشخصی دارای مقدار بهینه است که با فراتر رفتن از این مقدار تغییر چندانی در بازده حذف مشاهده نشود. بررسی پیشرفت واکنش با زمان برای آنزیم محبوس شده و آنزیم آزاد نشان داد که در غلظتهای برابر، حذف فنلی برای آنزیم محبوس شده اندکی کمتر است. با این حال، نتایج نشان داد که کپسولها تا چهار دوره بدون تغییر قابل ملاحظه در فعالیت باقیمانده آنها قابل استفاده هستند. نسبت بهینه پراکسید هیدروژن به فنل برای غلظت فنل 2 تا 10 میلی مولار، 0/94 تا 1/15 بهدست آمد و نشان داده شد که این نسبت وابسته به غلظت فنل است.
Horseradish peroxidase was successfully encapsulated in calcium alginate for phenol removal. The optimum gelation condition was found to be 0.75%w/v of sodium alginate solution and 4.5% w/v of calcium chloride hexahydrate. Upon immobilization, the pH profile of enzyme activity changed as it showed a higher relative value in basic and acidic solutions. It was also observed that enzyme activity retention of encapsulated HRP was independent of enzyme concentration. Besides, for each phenol concentration, there would be an enzyme concentration beyond which it had no significant effect on phenol removal. Investigation of phenol removal with time for both encapsulated and free enzymes showed that the encapsulated enzyme had a lower efficiency compared to the same concentration of the free enzyme; however, the capsules were reusable up to four cycles without any changes in their retention activity. The optimum ratio of hydrogen peroxide/phenol was found to depend on phenol concentration and that it varied from 0.94 to 1.15 for phenol concentrations between 2-10 mM.
https://www.wwjournal.ir/article_1486_0641ffc667a9253045933dd2428980f8.pdf
پراکسیداز ترب کوهی
آلژینات
ژلهای شدن
محبوس شدن
فنل
Horseradish peroxidase
alginate
Gelation
Encapsulation
Phenol
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
10
18
1487
Research Paper
استفاده از ازن و کربن فعال گرانولی در تصفیه پساب صنایع الکلسازی
Application of Ozone and Granular Activated Carbon for Distillery Effluent Treatment
مجتبی هادوی فر
1
حبیب الله یونسی
hunesi@modares.ac.ir
2
علیاکبر زینتی زاده
zinatizadeh@gmail.com
3
دانشجوی دکترای آلودگی محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
استادیار گروه محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
استادیار گروه شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
هدف از این تحقیق، تصفیه پساب کارخانههای تولید الکل (ویناس) در فرایند ترکیبی ازن و کربن فعال گرانوله (GAC) در سیستم پیوسته بود. سیستم پیوسته توسط ازن و کربن فعال گرانولی بهتنهایی و در فرایند توأم GAC/O3 برای تعیین میزان اثر همافزایی GAC و ازن بر حذف رنگ و COD ویناس حاصل از فرایند تولید آزمایشگاهی اتانول از ملاس نیشکر بررسی گردید. آزمایشهای پیوسته با میزان ازن 240 میلیگرم بر ساعت و در دمای محیط و میزان دز GAC معادل 100 گرم انجام گرفت. کارایی ازن در حذف رنگ (74 درصد) بیشتر از حذف COD (25درصد) در شرایط بهینه بود. فرایند GAC/O3اثر همافزایی بر حذف رنگ و COD ویناس نداشت، بلکه اثر منفی داشت که البته این اثر منفی با افزایش pH ویناس ورودی کاهش یافت. مطالعات نشان داد که تغییر pH اثر زیادی در هر سه فرایند تصفیه دارد.
The main objective of this study was to investigate the treatment of distillery vinasse through the integrated process of ozone oxidation and Granular Activated Carbon (GAC) in a continuous process. The continuous process was carried out both by each of the GAC and ozone processes alone and by the combination of the two in order to investigate the synergistic effects of the two modes on COD and color removal in the treatment of vinasse from laboratory ethanol production from cane molasses. The continuous processes were performed at an ozone generation rate of 240mg/h, GAC dose of 100g, and at room temperature (25°C). Color removal efficiency of O3 was higher than its COD removal from vinasse. The COD and color removal efficiencies of the O3 process were about 25% and 74%, respectively. Moreover, GAC/O3 process was found to negatively affect the synergy of COD and color removal efficiency from distillery vinasse. This negative effect decreased by increasing influent pH level. The results indicate that the initial pH has a considerable effect on the three processes investigated.
https://www.wwjournal.ir/article_1487_49dee2b3751efcebd5a4c3749b526f2f.pdf
ویناس
ملاس نیشکر
تصفیه پساب
pH
COD
Vinasse
cane Molasses
Wastewater Treatment
pH
COD
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
19
26
1519
Research Paper
عملکرد راکتور بافلدار بیهوازی در حذف سولفات فاضلاب شهرک صنعتی امیرکبیر
Operation of an Anaerobic Baffled Reactor for Sulfate Removal of Amirkabir Industrial Estate Wastewater
محمدمهدی امین
1
سید علیرضا مومنی
2
سید مهران ابطحی
atorabi@ut.ac.ir
3
علی ترابیان.
4
استادیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان
کارشناس ارشد مهندسی عمران- محیط زیست، شرکت شهرکهای صنعتی استان اصفهان
کارشناسی ارشد مهندسی عمران- محیط زیست، دانشکده مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران
استاد دانشکده مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران
در این مطالعه عملکرد یک راکتور بافلدار بیهوازی بهمنظور حذف سولفات از فاضلاب شهرک صنعتی امیرکبیر بررسی شد. راکتور شامل یک پایلوت 100 لیتری و شش اتاقک بود. راهاندازی راکتور با زمان ماند هیدرولیکی 25 ساعت و دمای 35 درجه سلسیوس آغاز شد و سرانجام زمان ماند بهتدریج تا 3/33 ساعت کاهش یافت. بهترین عملکرد راکتور در زمان ماند هیدرولیکی 4 ساعت و نرخ بارگذاری سولفات 3/318 کیلوگرم سولفات بر مترمکعب در روز با راندمان حذف سولفات 89/15 درصد مشاهده شد. در این شرایط بیشترین درصد حذف سولفات 69/08 درصد در اتاقک اول بود. اتاقک اول بهعلت رخ دادن فازهای اسیدزایی و استاتزایی دارای کمترین pH بود. این نتیجه نشان داد که سولفیدزایی در فاز اسیدزایی فرایند تصفیه بیهوازی رخ میدهد. سپس در زمان ماند هیدرولیکی 4 ساعت، دما تا 20 درجه سلسیوس کاهش یافت و حداکثر درصد حذف سولفات 66/11 درصد بهدست آمد. در این شرایط حداکثر درصد حذف سولفات 28/98 درصد در اتاقک چهارم بود که این اتاقک دارای پایینترینpH نیز بود. این پدیده نشان میدهد که کاهش دمای راکتور موجب انتقال مرحله اسیدزایی به اتاقکهای بعدی راکتور میشود. همچنین این یافتهها دلیلی دیگر بر توانایی فاز اسیدزایی در حذف سولفات است.
In this study, the performance of an anaerobic baffled reactor (ABR Pilot 100 l and six compartments) for sulfate removal from the wastewater from Amirkabir Industrial Estate was investigated. The reactor was started with a hydraulic retention time (HRT) of 25 h at 35°C to be gradually reduced to 3.33 h. The best reactor performance was observed at a HRT of 4 h and a sulfate loading rate of 3.318 Kg SO4/m3.d at which the sulfate removal efficiency was 89.15%. In this condition, the highest sulfate removal was observed in the first compartment (69.08%) which had the lowest pH as acidogenesis and acetogenesis had taken place in earlier compartments. This result demonstrated that the sulfidogenesis occurred in the acidogenic phase. Maximum sulfate removal (66.11%) was obtained when temperature was reduced to 20°C (HRT of 4 h). Under the same conditions, the fourth compartment which had lowest pH level exhibited maximum sulfate removal percent (28.98%). This indicates that decreasing temperature leads to the acidogenic phase to shift toward the following reactor compartments. Also, these findings are a further indication of the ability of the acidogenic phase for sulfate removal.
https://www.wwjournal.ir/article_1519_feba739f1a3a492942ed5bc2a5acffca.pdf
راکتور بافلدار بیهوازی
اتاقک
سولفات
pH
زمان ماند هیدرولیکی
دمای راکتور
Anaerobic Baffled Reactor
Compartment
Sulfate
pH
Hydraulic Retention Time (HRT)
Reactor Temperature
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
27
36
1541
Research Paper
بررسی گسترش و تخمین مقدار نفت در آبهای زیرزمینی پالایشگاه آبادان
Assessment of Petroleum Leakage in Groundwater of the Abadan Refinery
سیدرضا شادیزاده
1
منصور زویداویانپور
Mzoveidavian@put.ac.ir
2
دانشیار دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعت نفت آبادان
پژوهشگر دانشکده مهندسی نفت، دانشگاه صنعت نفت آبادان
آگاهی از گسترش و تخمین مواد نفتی نشت شده در پالایشگاهها، از مهمترین اطلاعاتی است که در مطالعات زیستمحیطی بهمنظور مقابله با آلودگیهای محیطهای آبی و خاکی باید در دسترس محققان باشد. بهدلیل نشت مواد نفتی و فراوردههای آن از لولهها و مخازن رو زمینی پالایشگاه آبادان در طول جنگ تحمیلی و فرسودگی سیستمهای ذخیره, انتقال و پالایش نفت بهدلیل قدمت این واحد و همچنین واقع شدن بین دو رودخانه مهم که آب شهری، صنعتی و کشاورزی منطقه را تأمین مینماید، بررسی و انجام مطالعات در راستای شناسایی گسترش و مقدار آلودگی نفتی در آبهای زیرزمینی ضروری بهنظر میرسد. در این پروژه، موقعیت سنجی حفر 20 چاه آبی مشاهدهای از نظر نشت مواد نفتی در زمان جنگ و بعد از آن انجام گردید. طی دوره یکساله، گسترش و ضخامت نفت شناور بر روی آبهای زیرزمینی پالایشگاه، اندازهگیری شد. با استفاده از اطلاعات تراز آبهای زیرزمینی، مدل حرکت آبهای زیرزمینی نیز در پالایشگاه آبادان طراحی گردید. مواد نفتی فقط در دو حلقه چاه که ناشی از فعالیتهای اخیر پالایشگاه بودهاند مشاهده گردید. نتایج نشان داد که اغلب مواد نفتی پخش شده در زمان جنگ و بعد از آن جذب رس موجود در لایههای زیرسطحی شدهاند.
Knowledge of petroleum leakage at oil refineries is vital for environmental study of water and soil pollution. Abadan Refinery is located between the Arvandrud and Bahmanshir rivers in the highly populated area of Abadan city. These rivers supply domestic, industrial, and agricultural water toAbadancity. During the war betweenIranandIraq, enormous volumes of oil and petroleum products leaked from storage tanks and pipelines at Abadan Refinery into the surrounding environment. The resulting pollution is a serious threat and a growing environmental concern for the region. In this work, twenty boreholes were dug to investigate petroleum leaks into the surrounding area both during and after the war. The thickness of petroleum floating on underground waters at the refinery was measured by sampling underground water over a period of one year along with measuring the piezometric heads of groundwater monitoring wells. Also, groundwater movement pattern at Abadan Refinery was determined by measuring the water table in each well over the same period. The results of sampling indicate that oil leaks were observed in just two wells; namely, wells No.3 and No.11. The results also show that the greatest portion of the oil spill in underground layers at Abadan Refinery was absorbed into clay soil.
https://www.wwjournal.ir/article_1541_8a084b2d15b826bc1af2899bd61ed6c1.pdf
محیط زیست
آلودگی آب
آبهای زیرزمینی
پالایشگاه آبادان
Environment
Water Pollution
Groundwater
Abadan Refinery
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
37
45
1544
Research Paper
اثرات لجن فاضلاب بر زیستپالایی خاکهای آلوده به نفت خام
Effect of Sewage-Sludge on Bioremediation of a Crude-Oil Polluted Soil
سارا شریفی حسینی
ssharifihoseini@yahoo.com
1
مصطفی چرم
2
حسین معتمدی
3
ایمان کامرانفر
4
عضو هئیت علمی گروه پژوهشی حاصلخیزی خاک و توسعه پایدار جهاد دانشگاهی خوزستان
استادیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز
استادیار گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز
مربی گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز
در طول جنگ بیش از 6 تا 8 میلیون بشکه نفت خام در خلیج فارس ریخته شد و مقادیر عظیمی از این آلودگیها به خاک خوزستان منتقل گردید. وجود این خاکهای آلوده یک خطر جدی برای محیط زیست بهشمار رفته و اصلاح آنها امری ضروری است. برای دستیابی به این مهم روش زیستپالایی شامل کنترل، کاهش و حذف آلودگی از محیط زیست با استفاده از افزایش فعالیتهای بیولوژیکی محیط، مورد مطالعه قرار گرفت. در این بررسی نفت خام با غلظت 1000 میلیگرم بر کیلوگرم بر سطح خاک اسپری شد و سپس لجن فاضلاب بهعنوان تیمار غذایی در 3 سطح 0، 50 و 100 تن در هکتار یا بهترتیب 0، 100 و 200 گرم در 5 کیلوگرم خاک اضافه شد. نمونهبرداری از ظروف پس از مدت زمان 5 و 10 هفته ماندگاری در شرایط رطوبتی و هوادهی مناسب انجام شد. شمارش باکتریهای هتروتروفیک تجزیه کننده هیدروکربن با استفاده از روش MPN، درصد کاهش نفت از طریق استخراج بهوسیله دستگاه سوکسیله و اندازهگیری بهوسیله گروماتوگرافی گازی انجام شد. نتایج نشان داد که جمعیت باکتریهای هتروترفیک تجزیه کننده در نمونه شاهد از مقدار 103×6 کلونی در واحد بر گرم خاک به حدود 1010× 2 رسید و نسبت C/N در خاک از 6 به کمتر از 3 کاهش یافت. تیمارهای اعمال شده منجر به تجزیه 45 تا 60 درصد آلودگی نفتی خاک شدند و نتایج کروماتوگرافی گازی نیز کاهش در کلیه مقادیر نرمال آلکانها و ایزوپرنوئیدها مانند فیتان و پریستان را نشان داد. همچنین نتایج حاکی از آن بود که اعمال تیمار لجن فاضلاب با غلظت 50 تن در هکتار (100 گرم لجن فاضلاب در 5 کیلوگرم خاک) به خاکهای آلوده به نفت بهمدت زمان 5 هفته، یک تیمار بهینه برای خاکهای آلوده به نفت منطقه محسوب میشود.
Khuzestan Province accommodates the largest oil-fields with huge petroleum production in Iran. During the Persian Gulf war in 1991, more than 6-8 million gallons of oil was spilt in the Persian Gulf, the greatest amount of which was transported into Khuzestan soil. Thus, oil removal from contaminated soil by advanced technologies such as bioremediation seems to be of vital necessity. The aim of this study was to evaluate the effect of sewage-sludge application on bioremediation of oil-contaminated soil. Soil samples (5kg) were artificially contaminated with crude oil to a level of 1000 mg/kg. Sewage sludge treatments were applied at the 3 levels of 0, 100, and 200 gr/5kg soil in 3 replicates. The soils were kept in the normal moisture aerobic environment for 5 and 10 weeks. The soils were then analyzed for Hydrocarbon-degrading heterotrophic bacterial count. Oil extraction from the samples was accomplished using the oil Soxhlet extraction method and oil degradation was measured by GC chromatography. The results showed that the hydrocarbon-degrading and heterotrophic bacterial counts in all the treatments increased with time. Results indicate that heterotrophic bacterial population increased from 6×103 cfu/gr soil to 2×1010 cfu/gr soil. Also, C/N ratio decreased from 6 to 3. GC results indicated that all normal Alkanes and Isopernoids, i.e. Phytane and Pristane, decreased by 50-90 percent in all the treatments. It was also found that the application of sewage sludge at 100 gr/5kg soil to oil-contaminated soil leads to greater rates of biodegradation after 5 weeks
https://www.wwjournal.ir/article_1544_0c6e341d114f7010c3221ce38ea1da12.pdf
زیست پالایی
باکتریهای هتروتروفیک
کروماتوگرافی گازی
نرمال آلکانها
Bioremediation
Heterotrophic bacteria
Gas Chromatography
Normal Alkanes
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
46
51
1600
Research Paper
تصفیه محلولهای آبی آلوده به عناصر سرب، کروم و کادمیم با جاذبهای فسفاتی
Lead, Chromium and Cadmium Removal from Contaminated Water Using Phosphate Sorbents
فریبرز ریاحی
F_riahi@entc.org.ir
1
عضو هیئت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، پژوهشکده چرخه سوخت
جذب سه عنصر سمی در نمونههای آبی شامل سرب، کروم و کادمیم با استفاده از دو جاذب فسفاتی معدنی مورد آزمایش قرار گرفت. ابتدا تبادلگرهای فسفاتی مورد نظر تهیه شد و Mg2+ ، Pb2+ ، فسفر و نیتروژن اندازهگیری شدند. برای تعیین ظرفیت تبادلی، نسبتهای متفاوتی از محلول با نمونههای فسفاتی مورد آزمایش قرار گرفت و سپس غلظت کاتیونهای Pb2+، Cd2+ و Cr3+ اندازهگیری شد. اندازهگیری Pb2+، Cd2+ و Cr3+ توسط اسپکتروفتومتر جذب اتمی انجام شد. انحراف استاندارد نسبی بهترتیب 4/7 و 2/17 و 1/61 درصد و حد تشخیص آنها بهترتیب 5 میکروگرم در لیتر و 0/05 و 0/1 میلیگرم در لیتر بود. نشان داده شد که این ترکیبات استعداد بالایی در تصفیه آلایندههای فلزی دارا هستند. دو جاذب فسفاتی Mg3(PO4)2.6H2O و MgNH4PO4.H2O در تصفیه محلولهای آلوده به سرب و کروم و کادمیم تحت شرایط ایستا کارایی بالایی نشان میدهند بهطوریکه ظرفیت جذبی آنها در عمل برای یون سرب، بهترتیب 9/8 و 8/9 میلیمول بر گرم، برای یون کادمیم، 10/5 و 9 میلیمول بر گرم و برای یون کروم 6/6 و 5/3میلیمول بر گرم است. Mg3(PO4)2.6H2O بهترین جاذب تحت حالت پویا است. کارایی این دو ترکیب در شرایط متحرک نیز مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. جذب Pb2+، Cd2+ و Cr3+ با این جاذبهای فسفاتی با تبدیلات شیمیایی پیچیدهای در ماده جاذب همراه است. نتایج جذب تحت شرایط ایستا و نیز شرایط متحرک، بهصورت جدول و نمودار ارائه شد. منظور از شرایط ایستا تماس 24 ساعته محلول کاتیونهای Pb2+، Cd2+ و Cr3+ با MgNH4PO4.H2O و Mg3(PO4)2.6H2O در دمای20 درجه سلسیوس است.
Sorption of 3 poisonous metal ions (Pb2+, Cd2+, Cr3+) in aqueous solutions by two phosphate sorbents under dynamic and static conditions was studied. Phosphate sorbents (MgNH4PO4. H2O, Mg3(PO4)2. 6H2O) were synthesized by known procedures. The resulting crystalline samples were analyzed for the contents of Mg2+, Pb2+, P, N using spectrophotometric and elemental analysis methods. Likewise, the amounts of Pb2+, Cd2+, Cr3+ in solutions were determined before and after the sorption process using the atomic absorption method. The relative standard deviations for Pb2+, Cd2+, Cr3+ were 4.7%, 2.17%, and 1.61% and the detection limits were 5 g/L, 0.05 mg/L, and 0.1 mg/L, respectively. The sorbents showed a high performance in the purification of contaminated solutions under static conditions. The sorption capacity levels of Mg3 (PO4)2. 6H2O and MgNH4 PO4. H2O were 9.8m.mol/gr and 8.9m.mol/gr for Pb2+; 10.5m.mol/gr and 9m.mol/gr for Cd2+; and 6.6m.mol/gr and 5.3m.mol/gr for Cr3+, respectively. Pb2+ , Cd2+, Cr3+. sorption by inorganic phosphate sorbents from solutions is associated with complicated chemical transformations of the sorbents. A proper account of these transformations allows for the sorption process to be optimized. The data on Pb2+, Cd2+, Cr3+ sorption under static conditions (24-h contact of Mg3 (PO4)2. 6H2O, MgNH4PO4. H2O, with solutions at 20oC) and under dynamic conditions were obtained and the sorption behaviors of the metal ions were investigated in response to the sorbents used. It was found that Mg3 (PO4)2. 6H2O was the best sorbent for Pb2+, Cd2+, Cr3+ under dynamic conditions.
https://www.wwjournal.ir/article_1600_74ff3aaa47732aa670be94cf9100386f.pdf
جاذب فسفاتی
جذب
آب آلوده
تبادلگر فسفاتی
فسفات معدنی
کادمیم
سرب
کروم
Phosphate Sorbent
Sorption
Contaminated Water
Phosphate Exchanger
Inorganic Phosphate
Cadmium
Lead
Chromium
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
52
60
1601
Research Paper
پیشبینی غلظت آمونیوم و مواد آلی فاضلاب دفنگاه زباله با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی
Prediction of COD and NH4+-N Concentrations in Leachate from Lab-scale Landfill Bioreactors Using Artificial Neural Networks
محمدجواد ذوقی
mj_zoqi@civileng. Iust.ac.ir
1
تکتم ذوقی
2
محسن سعیدی
msaeedi@iust.ac.ir
3
کارشناس ارشد محیط زیست، عضو هیئت علمی پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشت
دانشآموخته کارشناسی ارشد هوش مصنوعی، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه شیراز
دانشیار گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
در این تحقیق بهمنظور پیشبینی میزان غلظت مواد آلی و آمونیوم موجود در فاضلاب دفنگاه زباله با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، دو سیستم در آزمایشگاه مدل شد. برای آموزش و تست مدل شبکه عصبی، از نتایج آزمایشگاهی بهدست آمده استفاده شد. سیستم 1، فقط شامل راکتور حاوی زباله تازه بود. در این سیستم فاضلاب پس از تولید، بر روی زباله تازه بازگردانده میشد. سیستم 2، شامل راکتور حاوی زباله تازه و راکتوری حاوی زباله خوب تجزیه شده بود. در این سیستم، فاضلاب پس از خروج از زباله تازه بر روی راکتور حاوی زباله خوب تجزیه شده، تخلیه و سپس بر روی زباله تازه بازگردانده میشد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در سیستم 1، انباشتگی مواد آلی و NH4+-N رخ داد، اما حذف مواد آلی و NH4+-N در سیستم 2 بهخوبی صورت گرفت بهطوری که در طول مدت آزمایش، میانگین راندمان حذف مواد آلی در سیستم 2، معادل 85 درصد و میانگین راندمان حذف NH4+-N معادل 34 درصد بود. همچنین پیشبینی میزان غلظت مواد آلی و NH4+-N بهوسیله شبکه عصبی مصنوعی، با توجه به شاخصهای آماری با کارایی بالایی صورت گرفت.
In this study, we present an Artificial Neural Network (ANN) model for predicting COD and NH4+-N concentrations in landfill leachate from lab-scale landfill bioreactors. For this purpose, two different lab-scale systems were modeled. for neural network’s data obtained. In the first system, the leachate from a fresh-waste reactor was drained to a recirculation tank and recycled every two days. In the second, the leachate from a fresh waste landfill reactor was fed through a well-decomposed refuse landfill reactor, while the leachate from a well-decomposed refuse landfill reactor was simultaneously recycled to a fresh waste landfill reactor. The results indicate that leachate NH4+-N and COD concentrations accumulated to a high level in the first system, while. NH4+-N and COD removals were successfully carried out in the second. Also, average removal efficiencies in the second system reached 85% and 34% for COD and NH4+-N, respectively. Finally, the ANN’s results exhibited the success of the model as witnessed by the excellent agreement obtained between measured and predicted values.
https://www.wwjournal.ir/article_1601_9c6d6f0ef1b82fab996280dca93ffb80.pdf
تجزیه بیهوازی
شبکه عصبی مصنوعی
مواد آلی
آمونیوم
شیرابه
Anaerobic Process
Artificial Neural Network
Organic Content
NH4+-N
leachate
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
61
70
1602
Research Paper
ارزیابی پتانسیل و آنالیز حساسیت آسیبپذیری آب زیرزمینی دشت هشتگرد بهروش دراستیک
Vulnerability Mapping of the Hashtgerd Aquifer Using DRASTIC Method and Sensitivity Analysis
فخرالدین آزاد شهرکی
F_azad_shahraki@ yahoo.com
1
عبدالوحید آغاسی
draghassi@yahoo.com
2
فرزاد آزاد شهرکی
3
علیرضا زارعی
4
دانش آموخته کارشناس ارشد مدیریت منابع آب، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
عضو هیئت علمی بخش فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کرمان
دانشآموخته کارشناسی ارشد مدیریت منابع آب، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
رفع آلودگی آبهای زیرزمینی هزینه زیادی دارد، از اینرو لازم است از ابزار مناسبی برای پیشگیری از آلودگی استفاده شود. یکی از ابزارها، پهنهبندی پتانسیل آسیبپذیری آبخوان است که در این مقاله این ابزار برای دشت هشتگرد مورد بررسی قرار گرفت. آبخوان این دشت که همواره در معرض آلودگی ناشی از آبهای برگشتی آبیاری آغشته به کودهای شیمیایی، فاضلاب شهری و روستایی و پسابهای صنعتی است، با استفاده از شاخص دراستیک مورد ارزیابی قرار گرفت. با آنالیز حساسیت به دو روش از صحت وزنهای اعمال شده بر پارامترهای مؤثر اطمینان حاصل شد و مشخص شد بیشترین وزن مربوط به محیط غیراشباع خاک و تغذیه آبخوان است. سپس پهنهبندی پتانسیل آسیبپذیری آبخوان این دشت با نقشه نیترات آب زیرزمینی مقایسه شد که تطابق نسبتاً خوبی را نشان داد. با انجام این تحقیق مشخص شد که بیشترین درصد پتانسیل آسیبپذیری مربوط به کلاس متوسط است و مناطق شمالی دشت از پتانسیل آسیبپذیری زیادی برخوردار بوده و نواحی جنوبی دشت کمترین پتانسیل آسیبپذیری را دارند.
It is more expensive to remove pollution from polluted groundwater than to prevent it; hence, tools are sought that help managers prevent groundwater pollution. One such tool is the aquifer vulnerability mapping which is used to specify the most vulnerable parts of an aquifer. In this research, the vulnerability map of the Hashtgerd aquifer was investigated. Irrigation return flow polluted by nitrate fertilizers, rural and urban wastewater, and industrial wastewater were found to be the main sources of pollution in the study area. The DRASTIC index was used and two methods of sensitivity analysis were performed on the results to ensure proper weights had been assigned to effective parameters. Then, Hashtgerd vulnerability map was compared with the relevant nitrate map to find a relatively acceptable tolerance. The results indicate that the highest vulnerability potential was of the medium class. The northern part of the study area has a high vulnerability potential while its southern stretches exhibit the lowest.
https://www.wwjournal.ir/article_1602_fdbc80495f336b8b23ecc4e3eea4f832.pdf
شاخص دراستیک
آنالیز حساسیت
کاربری اراضی
نیترات
GIS
DRASTIC Index
Sensitivity analysis
land use
Nitrate
GIS
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
71
80
1603
Research Paper
تخمین سرعت متوسط عمقی و تنش برشی در کانال مثلثی باز
Estimation of Depth-Averaged Velocity and Boundary Shear Stress in a Triangular Open Channel
محمود فغفور مغربی
magrebi@yahoo.com
1
محمد گیوهچی
M.givehchi@Eng.usb.ac.ir
2
دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد
استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان
روش ارائه شده توسط شیونو و نایت (SKM) قادر به تخمین توزیع سرعت متوسط عمقی و تنش برشی در کانالهای باز است. SKM نیاز به کالیبره شدن دارد. پارامترهایی که باید کالیبره گردند عبارتاند از فاکتور اصطکاک f، لزجت چرخشی عرضی λ و جریان ثانویه Γ. از بین این پارامترها،λ =0.07 بهعنوان مقدار استاندارد لزجت چرخشی در مسائل کاربردی درنظر گرفته میشود. بنابراین، دقت تخمین توزیع سرعت متوسط عـمقی و تنــش برشی با SKM به نحوه تعیینf وΓ مرتبط خواهد بود. دراین مقاله، الگوهای سلولهای جریان ثانویه (Γ) و توزیع فاکتور اصطکاک (f) در یک کانال مستقیم منشوری مثلثی با زبری یکنواخت ارائه شد. در تعیین بهترین ساختار توزیع فاکتور اصطکاک از روش سعی و خطا استفاده گردید تا با استفاده از SKM بهترین نتایج حاصل گردد. نتایج بهدست آمده از مقایسه توزیع سرعت متوسط عمقی و تنش برشی تخمین زده شده توسط SKM و اطلاعات آزمایشگاهی نشان میداد که اگر دو پارامتر f وΓ براساس الگوهای صحیحی انتخاب شوند، SKM میتواند توزیع سرعت و تنش برشی را بهدرستی تخمین بزند.
The proposed method by Shiono and Knight (SKM) is able to predict the lateral depth-averaged velocity and shear stress distribution in open channels. The SKM is needed to be calibrated. The calibration parameters are friction factor f, lateral eddy viscosity λ, and secondary flow Γ. In practical problems, the assumption of λ =0.07 from among these is considered as a standard value for the eddey viscosity. Thus, the accuracy of the depth-avergad and the shear stress distributions using SKM will be subject to the determination of f and Γ. In the present paper, we present the secondary flow cell pattern (Γ) and friction factor distribution (f) in a straight prismatic triangular channel with a uniform roughness. The trial and error approach is used to define the best pattern of friction factor to produce the most appropriate results. The results of predicted depth-averaged velocity as well as shear stress distributions obtained from SKM as compared to measured values indicate that SKM can accurately predict the velocity and shear stress distributions if the two coefficients of f and Γ are chosen based on accurate patterns.
https://www.wwjournal.ir/article_1603_715ee4a6194aef63c413b78704b1f57e.pdf
سرعت متوسط عمقی
فاکتور اصطکاک
سلولهای جریان ثانویه
کانال مثلثی
تنش برشی
Depth-averaged velocity
friction factor
Secondary Flow Cell
Triangular Channel
Shear Stress
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
81
89
1604
Research Paper
کاربرد روش گرادیان تراز آب در روش تفکیک تفاضل بردار فلاکس در حل عددی معادلات آبهای کم عمق
Application of Surface Gradient Method in Flux-Vector Splitting for Numerical Solution of Shallow Water Equations
عبدالحسین بغلانی
baghlani@sutech.ac.ir
1
استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یاسوج
در این مقاله حل معادلات آبهای کم عمق توسط روش تفکیک تفاضل فلاکس ارائه شد. معادلات حاکم با بهرهگیری از روش دستگاه مختصات منحنیالخط منطبق بر مرز، از دامنه فیزیکی به دامنه محاسباتی منتقل گردید تا حل معادلات در مسائل با مرزهای پیچیدهتر نیز امکانپذیر گردد. برای بهدست آوردن فلاکس عددی از روش حل تقریبی رو استفاده شد. معادلات مربوطه با استفاده از روش حجمهای محدود جداسازی شدند. برای متوازن کردن بردار ترم چشمه با گرادیان بردار فلاکس از روش ساده و قدرتمند گرادیان تراز آب (SGM) استفاده شد تا حل عددی بر روی بستر ناهموار نیز امکانپذیر گردد. روش ارائه شده قابلیت تسخیر شوک را نیز داشت. مقایسه نتایج حاصل از شبیهسازیهای عددی مسائل کلاسیک با نتایج حاصل از جوابهای تحلیلی و سایر روشهای عددی، دقت و قابلیت مناسب این روش را نشان داد.
This paper presents the solution of shallow water equations using the flux-difference splitting method. To handle more complex geometries, the governing equations are transferred from the physical to the computational domain by using boundary-fitted curvilinear coordinates. Roe's method has been employed to evaluate the numerical flux and the finite-volume approach has been used to discretize the equations. To ensure the balance of source term and flux gradient, the simple and powerful Surface Gradient Method (SGM) has been adopted, which not only enables the model to simulate flow over uneven bed topography but makes it shock-capturing as well. Some classical problems have been modeled to show that the results obtained from the proposed model are in good agreement with those of analytical solutions and other numerical methods.
https://www.wwjournal.ir/article_1604_4d8bf6613c3b81ee1946040059eb65c0.pdf
تفکیک تفاضل فلاکس
معادلات دو بعدی کانالهای باز
روش با قابلیت تفکیک بالا
Flux-Difference Splitting
Two-Dimensional Open Channel Flow
High- Resolution Scheme
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
90
94
1605
Technical Note
برآورد تابع تقاضای آب خانوارهای شهری، مطالعه موردی: شهر مرودشت
Estimation of Water Demand Function for Urban Households: A Case Study in City of Marvedasht
سید نعمتاله موسوی
1
حمید محمدی
hmohammadi@gia.ac.ir
2
فردین بوستانی
3
استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی مرودشت
استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی جهرم
استادیار مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، فارس
هدف از این تحقیق، تخمین توابع تقاضا و تعیین عوامل موثر بر مصرف آب و تعیین حساسیت خانوارها برای مصرف آب نسبت به ابزار قیمت در فصول مختلف در شهر مرودشت استان فارس بود. بهمنظور برآورد توابع از روش تحلیل رگرسیونی و نرم افزارTSP استفاده شد. برای تعیین معنی دار بودن پارامترها از آماره t استفاده گردید. طبق نتایج مدل خطی، در فصل بهار، تابستان، پائیز و زمستان، متغیرهای توضیحی بهکار رفته در مدل توانستند بهترتیب 90/4 ، 84 ، 85/6 و 91/5 درصد از تغییرات متغیر وابسته تقاضای آب خانگی را توجیه نمایند. در کل دوره، متغیرهای توضیحی بهکار رفته در مدل 89 درصد از تغییرات متغیر وابسته را توضیح داد. براساس کشش قیمتی برآورد شده، با افزایش 10 درصد قیمت آب، میزان تقاضا برای آب 11/6 درصد کاهش یافت. در روش لگاریتمی در فصل بهار، تابستان، پائیز و زمستان، متغیرهای توضیحی بهکار رفته در مدل توانستند بهترتیب 89 ، 85/5 ، 87/5 و 89/9 درصد از تغییرات متغیر وابسته را توجیه نمایند. کشش قیمتی تقاضای آب در فصل بهار، تابستان، پائیز و زمستان بهترتیب 0/9- ، 0/86- ، 0/87- و 0/92 - برآورد شد. در کل دوره، متغیرهای توضیحی بهکار رفته در مدل 89/2 درصد از تغییرات تقاضای آب خانگی را توجیه نمود. کشش قیمتی محاسبه شده در کل دوره برای خانوارهای نمونه 0/88- برآورد شد.
This study was carried out in city of Marvedasht, Fars Province, in 2007 to estimate the water demand functions, to determine the factors affecting water consumption, and to estimate household water consumption sensitivity to water pricing during different seasons of the year. Regression analysis and the TSP software were used for estimating the functions and the t-test was used to determine the significance of the parameters studied. The required data were obtained from 50 households using the stratified random sampling method and questionnaires. The factors investigated included income level, water price, size of household, average age and literacy, residence construction type and garden, number of bathrooms, number of cooling systems installed, application of washing machine, number of automobiles, number of floors, and ownership. Based on the results obtained from the linear model, the independent variables used were capable of predicting 90.4, 84, 85.6, and 91.5% of the changes in water demand (the dependent variable) during the different seasons of spring, summer, autumn, and winter, respectively. Based on the estimated price elasticity, water demand falls by 11.6% for a 10% increase in water price. The independent variables used in the logarithmic method were capable of predicting 89, 85.5, 87.5 and 89.9% of the changes in water demand during spring, summer, autumn, and winter, respectively. Price elasticity rates for spring, summer, autumn, and winter were estimated at -0.9, -0.86, -0.87 and -0.92, respectively. The independent variable used in this study were able to account for 89.2% of the variations in water demand over the whole period and water price elasticity for the sampled households was estimated at -0.88.
https://www.wwjournal.ir/article_1605_72dd157084ebc69cdad332041f599675.pdf
آب شهری
تابع تقاضا
کشش قیمتی
مرودشت
Domestic Water
Demand function
Price Elasticity
Marvedasht
per
مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان
مجله آب و فاضلاب
1024-5936
2383-0905
2010-06-01
21
2
95
100
1606
Technical Note
مطالعه تشابه و خوشهبندی آب زیرزمینی مصرفی فضای سبز شهر اصفهان و بررسی تغییرات کیفیت آن در یک دهه
Clustering of Groundwater Used in Isfahan Landscape Irrigation and Their Qualititative Changes Over one Decade
جهانگیر عابدی کوپایی
Koupai@cc.iut.ac.ir
1
امیرحسین قره شیخلو
2
زهرا خسروانی شیری
3
دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع طبیعی (بیابانزدایی)، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع طبیعی (بیابانزدایی)، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان
بهمنظور طبقهبندی و بررسی کیفی آب زیرزمینی مصرفی فضای سبز شهر اصفهان، تعداد 10 چاه آبیاری در امتداد خیابان چهارباغ و حاشیه زایندهرود انتخاب شد. نمونهبرداری بهصورت ماهانه انجام گرفت و نتایج آنالیز بهصورت میانگین فصلی مورد تحلیل قرار گرفت. آنالیزهای مختلفی نظیر pH، EC، +Na، -Cl، HCO3-و Fe2+ طبق روشهای استاندارد انجام شد و نتایج حاصل با استفاده از نرمافزارSurfer بهصورت خطوط هممقدار ترسیم شد. همچنین با استفاده از نرمافزارهای آماری بر اساس تشابه موجود بین کیفیت آب چاههای مختلف، طبقهبندی فصلی چاهها صورت گرفت. نتایج نشان داد بهدلیل تخلیه فاضلابهای صنعتی و شهری و کودهای شیمیایی، کیفیت آب برخی از چاهها وضعیت نامطلوبی دارند. همچنین بررسی روند تغییرات کیفیت آب در طی یک دهه یعنی از سال 1374 تا سال 1383 حاکی از کاهش کیفیت آب آبیاری و افزایش میزان محدودیتها برای مصرف فضای سبز بود.
Ten irrigation wells were selected along Chaharbagh Street and the Zayandehrood River bank to investigate and classify the groundwaters used for irrigating Isfahan landscape for their quality. Monthly sampling was performed and the results of the quality tests were used as seasonal averages. Different measurements such as pH, EC, Na+, C1-, HCO3-, Fe+2 were made according to standard methods and the Surfer program was used and the results were represented as isolines. Also seasonal classification of wells was performed based on similarities found among the water quality of the wells using statistical programs. Results revealed the poor quality of water from some of the study wells due to the discharge of urban and industrial wastewaters, chemical manure, etc. Besides, investigation of changes in water quality indicated the declining irrigation water quality and the increasing availability of water for landscape irrigation.
https://www.wwjournal.ir/article_1606_b23e5f4917e5c3d66aa37185c2669079.pdf
آب زیرزمینی
کیفیت آب
خوشهبندی
شهر اصفهان
Groundwater
Water Quality
Clustering
Isfahan