مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Optimization of Chlorine Injection Dosage in Water Distribution Networks Using a Genetic Algorithmبهینهسازی میزان تزریق کلر در شبکههای آبرسانی توسط الگوریتم ژنتیک2121132FAمسعود تابشدانشیار و عضو قطب علمی مهندسی و مدیریت زیرساختارها، پردیس دانشکدههای فنی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران0000-0002-8982-8941بهراد آزادیکارشناس ارشد مهندسی عمران- آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهرانعباس روزبهانیدانشجوی دکترای مهندسی عمران- آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهرانJournal Article20090417Water supply management, both in terms of quality and quantity, is facing serious problems due to growing municipal, industrial, and agricultural demands. Disinfection and bacterial removal from water by chemical and/or physical treatment processes are the minimum requirements in any water distribution system. Disinfection can be performed in a variety of ways, the most common and cheapest being chlorination. Selecting proper injection points in the network and determining chlorine dosages are basic considerations in maintaining chlorine residual at standard levels at nodes across the network and minimizing operation costs. Minimum chlorine residual levels must be determined so as to prevent bacterial growth in water and maximum levels should not be exceeded in order to avoid customer complaints about taste and smell or to inhibit the formation of potentially toxic by-products. Improper water quality management with respect to chlorine residual levels has at times led to serious problems to occur in many parts of the world. In this paper, the EPANET software package capable of water quality and hydraulic simulations has been integrated with a Genetic Algorithm nonlinear optimization model to derive a combined model for optimizing chlorine dosage. Two real-life examples adapted from water distribution networks have been used to verify the efficiency of the proposed model in determining optimal chlorine dosage. The results indicate that chlorine residual at nodes in water supply networks can be maintained at standard levels if chlorine injection is accomplished in more than one reservoir and if these reservoirs as injection points are properly selected. Application of the model led to a decrease in the total chlorine consumption and to an increase in the number of nodes where chlorine residual met the standard.با افزایش جمعیت و گسترش تنوع فعالیتهای صنعتی و کشاورزی، تأمین آب از لحاظ کیفی و کمّی روز به روز با دشواری بیشتری همراه میشود.گندزدایی و کشتن باکتریهای موجود در آب که ممکن است بهصورت شیمیایی و یا فیزیکی انجام گیرد، کمترین تصفیهای است که در هر شبکه آبرسانی شهری باید به اجرا در آید. آب آشامیدنی بهروشهای مختلفی گندزدایی میشود که متداولترین و ارزانترین روش آن, کلرزنی است. یکی از مهمترین مسائل در زمینه کلرزنی, مکان و میزان تزریق کلر است که باید بهگونهای انتخاب شود که میزان کلر باقیمانده در کلیه نقاط یک شبکه توزیع آب شهری در محدوده استاندارد بوده و همچنین هزینههای مربوطه حداقل گردد. مقدار حداقل کلر باقیمانده بهمنظور کنترل کیفیت میکربی آب و مقدار حداکثر آن بهمنظور کنترل مشکلات مربوط به مزه و بوی آب و همچنین جلوگیری از تولید فراوردههای جانبی سمّی باید رعایت شود. متأسفانه بهدلیل عدم مدیریت صحیح در شبکههای توزیع آب کشور این مسئله گهگاه باعث بروز بحرانهای شدید میگردد. در این مقاله میزان تزریق کلر در محلهای تزریق با تلفیق یک مدل تحلیل هیدرولیکی و مدلسازی کیفیEPANET و یک مدل بهینهسازی غیر خطی الگوریتم ژنتیک، بهینه شد. با حل دو مثال کاربردی از شبکههای آبرسانی نمونه، کارایی مدل در جهت تعیین میزان بهینه تزریق کلر نشان داده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که تزریق کلر در بیش از یک منبع و انتخاب صحیح این منابع، در رساندن مقادیر کلر باقیمانده در گرهها به مقدار استاندارد مؤثر است. همچنین نتایج مدل ارائه شده حاکی از کاهش کلر مصرفی در شبکه و افزایش درصد قرار گرفتن مقادیر کلر باقیمانده شبکه در محدوده استاندارد بود. https://www.wwjournal.ir/article_1132_9208cd4a6e61218e175cc82c7560d619.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Application of Multi-stage Inclined Tube Settlers for Water Turbidity Removalبررسی کارایی تهنشین کننده لولهای شیبدار چند مرحلهای در کاهش کدورت آب12221133FAعباس شویدی- دانشجوی دکترا، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران و عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی آب، دانشگاه صنعت آب و برق شهید عباسپور، تهرانعلیاکبر عظیمیاستادیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران و دانشگاه آزاد اسلامی اهرغلامرضا نبی بیدهندیدانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهرانمجتبی فاضلیاستادیار دانشکده مهندسی آب، دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور)، تهرانغلامرضا اسدا... فردیاستادیار گروه محیط زیست، دانشکده مهندسی، دانشگاه تربیت معلم، تهرانJournal Article20091216The efficiency of particle settling in tube settlers can be improved by reducing tube diameter; however, this has limits due to the clogging at low diameters. In this study, effect of reduced tube diameters on enhanced efficiency of tube settlers was investigated. This improvement was achieved by staging of the operation and reducing tube diameter in the last stage of the multi-stage tube settlers. Theoretical analysis indicated that the efficiency of tube settlers would improve if tube settlers were used in different stages in series and that if their diameter was reduced in the last stage. The predictions from the theoretical analysis were tested in a pilot study. One- and two-stage tube settler pilot plants were used to remove water turbidity caused by clay in the first and second phases of tests with and without adding coagulant, respectively. The tube diameter in the one-stage tube settler were 5.0 cm, and those in those the first and second stages of the two-stage tube settler was 5.0 and 1.2 cm, respectively. The results of both phases showed that the two-stage tube settler was more efficient than the one-stage for turbidity removal with no clogging observed because the majority of the particles had been removed in the first stage.
کاهش قطر لولهها در تهنشینکنندههای لولهای باعث بهبود کارایی آنها میشود. اما بهدلیل احتمال گرفتگی، کاهش قطر آنها محدودیت دارد. در این تحقیق امکان بهبود کارایی تهنشینکنندههای لولهای بهوسیله کاهش قطر لولهها بررسی شد. مطالعات نظری نشان داد که اگر در حجم ثابت، تهنشین کنندههای لولهای بهصورت چندمرحلهای مورد استفاده قرار گیرند و قطر لولهها در مرحله آخر کاهش داده شود، کارایی بهبود مییابد. همچنین شرایط هیدرولیکی برای تهنشینی در واحدهای چندمرحلهای، از واحد یک مرحلهای مناسبتر است. نتایج مطالعات پایلوتی صورت گرفته، نظریه بالا را تأیید نمود. واحد تهنشینی لولهای یک و دو مرحلهای در حجم یکسان، برای حذف کدورت ناشی از خاک رس از آب، در مرحله اول بدون انجام فرایند انعقاد و لختهبندی و در مرحله دوم با انجام فرایند انعقاد و لختهبندی، مورد استفاده قرار گرفتند. قطر لولهها در تهنشین کننده یک مرحلهای 5 سانتیمتر و در مرحله اول و دومِ تهنشینکننده دو مرحلهای بهترتیب 5 و 1/2 سانتیمتر بود. نتایج حاصل نشان داد که کارایی واحد تهنشینی دو مرحلهای نسبت به واحد یک مرحلهای در حذف کدورت آب در هر دو مرحله آزمایشها بیشتر است. همچنین در طول آزمایشها، گرفتگی ناشی از تجمع رسوبات در لولههای تهنشینکننده دومرحلهای مشاهده نگردید.
https://www.wwjournal.ir/article_1133_06fb29b2d51e3f214d32961331748225.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Using Thomas Model to Evaluate Dye Removal from Aqueous Solutions in Fixed-bed Columns of Activated Carbonارزیابی حذف رنگ از محلولهای آبی توسط ستون بستر- ثابت کربن فعال با استفاده از مدل توماس23341134FAمهدی هادیعضو هیئت علمی گروه بهداشت محیط، مرکز تحقیقات بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کردستانمحمدرضا سمرقندیاستادیار گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدانسعید عزیزیاناستاد گروه شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه بوعلی، همدانمحمد تقی صمدیدانشیار گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدانرضا شکوهیاستادیار گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدانعلیرضا رحمانیدانشیار گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدانJournal Article20091013For the purposes of this study, activated carbon was derived from pine-cone by a chemical-thermal process. Initially, its chemical and physical properties were determined before it was used for the removal of Acid Black 1 and Acid Blue 113 dyes. A batch sorption study was carried out in order to obtain the optimum isotherm model. The monolayer maximum saturation capacities of AB1 and AB113 dyes based on Langmuir isotherm model were determined to be 458 mg dye/g carbon and 286 mg dye/g carbon, respectively. Adsorption of dyes was also studied in a continuous-flow state using a fixed-bed column of activated carbon. The effects of operating variables such as flow rate, bed depth, and dye concentration on the column operation were studied. Data confirmed that the breakthrough curves depended on flow rate, bed depth, and initial dye concentration. Column behavior was investigated using Thomas Model and model parameters were determined by a non-linear regression method. The Langmuir and Freundlich isotherm models were used to fit the experimental data. The best fit of the adsorption isotherm data was obtained using the Langmuir model for both dyes. The results showed that Thomas Model was suitable for the description of breakthrough curves under the experimental condition. The column adsorption capacity was also compared with equilibrium adsorption capacities for each dye.
در این تحقیق، جاذب مورد نیاز برای حذف رنگهای Acid Black1 و Acid Blue 113 با استفاده از فرایند شیمیایی-گرمایی از مخروط درخت کاج تهیه گردید و بعد از تعیین مشخصات شیمیایی و فیزیکی، بهمنظور حذف رنگ مورد استفاده قرار گرفت. مطالعه جذب هر دو رنگ در حالت منقطع بهمنظور تعیین مدل ایزوترمی مطلوب، صورت پذیرفت. همچنین جذب هر دو رنگ در حالت جریان پیوسته با استفاده از ستون بستر ثابت از کربن تولید شده، مطالعه گردید. عملکرد ستون جاذب با تغییر متغیرهای دبی، ارتفاع بستر جاذب و غلظت رنگ ورودی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که منحنیهای شکست ستون به متغیرهای مطالعه شده وابسته است. رفتار ستون جاذب با استفاده از مدل توماس بهروش غیر خطی، بررسی و پارامترهای مدل تعیین شد. مدلهای ایزوترمی لانگمیر و فروندلیچ بهمنظور بررسی تعادل جذب، مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که جذب هر دو رنگ توسط جاذب، از مدل ایزوترمی لانگمیر تبعیت میکند. همچنین مدل توماس توانست به نحو قابل قبولی رفتار جذب رنگهای مورد مطالعه را توصیف کند. مقادیر ظرفیت ستون در جذب هر رنگ با مقادیر ظرفیت ایزوترمی آن مقایسه گردید.
https://www.wwjournal.ir/article_1134_b30a1cc4212618651eb8c258654f4e05.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Synthesis of Zero Valent Iron Nanoparticles (nZVI) and its Efficiency in Arsenic Removal from Aqueous Solutionsسنتز نانو ذرات آهن صفر(nZVI) و بررسی کارایی آن در حذف آرسنیک از محیطهای آبی35411135FAعلیرضا رحمانیدانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، مرکز تحقیقات علوم بهداشتی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدانحمیدرضا غفاریعضو هیئت علمی گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی هرمزگانمحمد تقی صمدیاستادیارگروه مهندسی بهداشت محیط ، دانشکده بهداشت ، دانشگاه علوم پزشکی همدانمنصور ضرابیدانشآموخته کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدانJournal Article20100205The aim of this study to synthesize nanoparticle zero valent iron and to determine its efficiency in arsenic removal from aqueous solutions. Nanoparticles were synthesized by reduction of ferric chloride using sodium borohydrid. The experiments were conducted in a batch system and the effects of pH, contact time, and the concentrations of arsenit, arsenat, and nano zero valent iron were investigated. SEM and XRD were applied for the determination of particle size and characterization of the nanoparticles synthesized. SEM results revealed that synthesized particles were of nano size (1-100 nanometers). At pH=7.0, 99% of arsenit and arsenat was removed when nano zero valent iron concentration was 1 (g L<sup>-1</sup>)<sup> </sup>over a retention time of 10 min. Based on the results obtained, the removal efficiency was enhanced with increasing nano zero valent iron dosage and reaction time, but decreased with increasing initial concentration and initial solution pH. The significant removal efficiency, high rate of process and short reaction time showed that iron nano particles are of a significant potential for the removal of arsenic from aqueous solutions.
هدف از این پژوهش سنتز نانو ذرات آهن صفر و تعیین کارایی آن در حذف آرسنیک از محیط آبی بود. نانوذرات به روش احیای کلرید فریک توسط بوروهیدرید سدیم سنتز گردید و تأثیر تغییرات پارامترهای pH ، زمان ماند، غلظت آرسنیت و آرسنات و غلظت نانو ذرات بر کارایی حذف در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین خصوصیات نانو ذرات آهن تولیدی از میکروسکوپ الکترونی (SEM) و روش XRDاستفاده شد. تصویربرداری از نانو ذرات تولیدی با میکروسکوپ الکترونی نشان داد که این ذرات قطری در مقیاس نانو (100-1 نانومتر) داشتند. نتایج نشان داد که در pH حدود 7 و با غلظت 1 گرم در لیتر نانو ذرات آهن، میتوان در زمان ماند 10 دقیقه بیش از 99 درصد آرسنیت و آرسنات را از محیط آبی حذف نمود. همچنین کارایی حذف با افزایش غلظت نانو ذرات آهن و زمان تماس، افزایش و با افزایش غلظت آرسنیک و pH کاهش یافت. نانوذرات آهن دارای مزایایی از قبیل کارایی حذف بالا و زمان واکنش کوتاه است و میتواند بهعنوان یک روش در حذف آرسنیک از محیطهای آبی استفاده شود.
https://www.wwjournal.ir/article_1135_fb61f79a0ce267c1827743006afcb8f0.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Organic Removal Efficiency of the Nanofiltration and Adsorption Hybrid System in High Strength Wastewaterبررسی عملکرد هیبرید نانوفیلتراسیون و جذب سطحی در کاهش بار آلودگی فاضلابهای با بار آلودگی بالا42481136FAامیر حسام حسنیاستادیار دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران0000-0003-2569-5446بهاره صالحی سیاوشانیدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهرانمهدی برقعیاستاد، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانبهناز صالحی سیاوشانیکارشناس ارشد مهندسی محیط زیست، گرایش آب و فاضلاب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهرانJournal Article20090403Surface and groundwater resources are increasingly jeopardized by discharges from pharmaceutical, chemical, and detergent plants. The high pollutant load of the effluents from these industries requires specific treatments. The objective of this research was to study and compare the nanofiltration and adsorption hybrid system with the plain nanofiltration system in wastewater treatment.For this purpose, a pilot nanofiltration system with a capacity of 7.6 m<sup>3</sup>/d using 1 and 5 micron filters and a FILMTEC NF90-4040 membrane was used in the first phase of the study. In the second phase, granular activated carbon cartridges were used. Inluent and effluent discharges as well as the COD removal were measured in both systems under variable times and organic load conditions. The results showed that COD removal efficiency was higher in the hybrid system than in the plain naonofiltration one. In the hybrid system, the Maximum in the hybrid system, the COD removal efficiencies achieved for organic loads of 1000, 2000, and 3000 mg/L were 99%, 95.86%, and 92.93%, respectively. The same values for the plain nanofiltration system were 87.34%, 50%, and 29.41%, respectively. It was found that polarization and membrane fouling decreased both the effluent flow and the COD removal efficiency with time. Fouling of the membrane was, however, lower in the hybrid system compared to the plain nanofiltration; thus, the hybrid system was associated with higher values of COD removal and delayed membrane fouling.امروزه با توجه به توسعه صنایع گوناگون نظیر صنایع داروسازی، تولید مواد شیمیایی و پاک کنندهها، حجم عظیمی از پساب و فاضلابهای با بار آلودگی بالا، منابع آبهای سطحی و زیرزمینی را تهدید میکند. فاضلاب این صنایع با دارا بودن بار آلودگی بالا سبب میگردد تا تصفیه آنها نیاز به راهکارهای ویژهای داشته باشد. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد سیستم هیبرید نانوفیلتراسیون و جذب سطحی درحذف بار آلودگی بالای فاضلاب بود. روش کار به این ترتیب بود که در قسمتی از تحقیق، کارایی نانوفیلتراسیون بههمراه فرایند جذب سطحی در یک سیستم هیبریدی و در قسمتی دیگر سیستم نانوفیلتراسیون به تنهایی، در حذف بار آلودگی فاضلاب برحسب COD مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از یک پایلوت نانوفیلتراسیون بهظرفیت 6/7 متر مکعب در روز بههمراه فیلترهای 1 و 5 میکرونی، یک غشای نیمه تراوا و یک پایلوت سیستم هیبریدی با کارتریجهای حاوی کربن فعال دانهای استفاده گردید و در بارآلودگی و زمان متغیر، پارامترهای دبی ورودی، دبی خروجی و راندمان حذف COD اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که در هنگام استفاده از سیستم هیبریدی، راندمان حذف بار آلودگی بیشتر از هنگامی است که از نانوفیلتراسیون بهتنهایی استفاده شود. بهطوریکه حداکثر راندمان حذف بار آلودگی بر حسب COD معادل با 1000 ، 2000 و 3000 میلیگرم در لیتر، در سیستم هیبریدی بهترتیب برابر با 99 و 95/86 و 92/93 درصد و در سیستم نانوفیلتراسیون بهتنهایی برابر با 87/34 و50 و 29/41 درصد بود. در این تحقیق مشخص شد که با گذشت زمان، دبی خروجی و راندمان حذف بار آلودگی در هر دو سیستم کاهش مییابد که این امر بهعلت وقوع پلاریزاسیون قطبی و گرفتگی در غشا است. اما این مقدار گرفتگی در سیستم هیبریدی بسیار جزئی بوده و بهوضوح کمتر از میزان گرفتگی در سیستم نانوفیلتراسون بهتنهایی است. بنابراین سیستم هیبریدی هم بر روی افزایش راندمان حذف بار آلودگی و هم بر روی به تأخیر انداختن زمان وقوع گرفتگی مؤثر است و میزان گرفتگی را به حداقل میرساند.
https://www.wwjournal.ir/article_1136_8d81958009193a93f33d0b44853b7aed.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Determination of the Removal Efficiency of Linear Alkyl Benzene Sulphonate Acids (LAS) in Fixed Bed Aeration Tank and Conventional Activated Sludgeتعیین راندمان حذف آلکیل بنزن سولفونیک اسید خطی (LAS) در دو سیستم تانک هوادهی با بستر ثابت (FBAT) و لجن فعال متداول (CAS)49561145FAاصغر ابراهیمیعضو هیئت علمی گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی یزدحسین پورمقدساستاد، مرکز تحقیقات محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی اصفهانحسین موحدیاناستاد، مرکز تحقیقات محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی اصفهانمحمد مهدی امیناستادیار، مرکز تحقیقات محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی اصفهانمرضیه وحید دستجردیکارشناس آزمایشگاه شیمی، مرکز تحقیقات محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی اصفهانالهام حسینیکارشناس طراح شرکت مهندسین مشاور پارس جویاب، اصفهانJournal Article20090419Linear Alkyl Benzene Sulphonate Acids (LAS) are one of the anionic surfactants that are produced and used in large quantities in different countries and find their way into the natural environment through sewer systems. These compounds may potentially cause environmental hazards in such surface waters as rivers. It is, therefore, necessary to remove as much of these compounds as possible by biological processes in wastewater treatment plants. For this purpose, four parallel biological reactors were constructed that used the conventional activated sludge and aeration tanks with fixed bed on the bench scale in order to evaluate the removal efficiency of LAS. The reactors were operated under conditions similar to domestic wastewater treatment plants. Parameters of interest were measured according to standard methods and ANOVA and T-test were used for the statistical analysis of the data. The results showed that aeration tanks with fixed beds yielded higher values of LAS and COD removal and air consumption compared to the conventional activated sludge system. It was shown that the two systems studied achieved LAS removal efficiencies of 96% and 94% for an influent LAS concentration of 5 mg/L. Further, it was found that the effluents from both systems satisfied water quality standards for discharge into surface waters (
آلکیل بنزن سولفونیک اسید خطی(LAS) از دسته سورفاکتانتهای آنیونی است که بهمیزان بسیار زیادی در کشورهای مختلف تولید شده و از طریق شبکههای فاضلابرو به محیطزیست راه پیدا میکند و در منابع آبهای سطحی مانند رودخانهها مشکل ایجاد میکند. بهاین دلیل ضروری است که تصفیهخانههای فاضلاب حداکثر میزان این ترکیبات را از طریق بیولوژیکی حذف نمایند. در این تحقیق بهمنظور بررسی راندمان حذف LAS، چهار راکتور بیولوژیکی تصفیه فاضلاب بهطور موازی بهروش لجن فعال متداول و تانک هوادهی با بستر ثابت ساخته شد و در شرایط مشابه فاضلاب خانگی راهبری گردید. پارامترها بر اساس روش استاندارد اندازهگیری شد. روشهای آماری T-test وANOVA برای آنالیز دادهها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که راندمان حذف LAS، COD و میزان هوای مصرفی در تانک هوادهی با بستر ثابت بیش از سیستم لجن فعال متداول است. در غلظت LAS ورودی برابر 5 میلیگرم در لیتر، راندمان حذف LAS در دو سیستم مورد مطالعه 96 و 94 درصد بهدست آمد. پساب خروجی هر دو سیستم بر اساس استاندارد محیط زیست، قابلیت تخلیه به آبهای سطحی ( mg/L 1/5< ) و آبهای زیر زمینی (mg/L 0/5< ) را داشتند. سیستم لجن فعال متداول در غلظتهای بالاتر از 5 میلیگرم در لیتر، راندمان لازم برای کاهش مقدار LAS در پساب خروجی بهمنظور تخلیه به محیط زیست را نداشت در صورتی که تانک هوادهی با بستر ثابت در غلظتهای بالاتر (12 و 20 میلیگرم) با راندمان 97 درصد توانایی لازم برای کاهش مقدار LAS در پساب خروجی را دارا بود. بنابراین تانک هوادهی با بستر ثابت در شرایطی که غلظت LAS ورودی به سیستم بالاست، توصیه میگردد.https://www.wwjournal.ir/article_1145_e85bd0f520b33c6a54e6a1ed99d3c500.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Calibration and Comparison of Aerobic Digestion Models of Waste Activated Sludgeمقایسه مدلهای هضم هوازی لجن فعال دفعی و واسنجی آنها57671146FAپریسا بهلولیدانشآموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران- محیط زیست، دانشگاه صنعتی اصفهانامیر تائبیاستاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهانJournal Article20091004Mathematical modeling allows a large number of potential aerobic digestion process designs to be evaluated and the performance of aerobic digesters to be predicted. In applying such models, however, it is essential to use appropriate models that can neatly explain the kinetics of the process. In this research, the simple first-order model (known asAdamsmodel) and Activated Sludge models developed by International Water Association (ASM1 and ASM3) were evaluated. For this purpose, three batch reactors with initial TSS concentrations of 5,000, 10,000, and 20,000 mg/L and operating volumes of 10 L were operated to collect the experimental data required for model calibrations. Batch reactors were run and monitored for 70 days. Samples taken from the reactors were analyzed for their solids concentrations and their Chemical Oxygen Demand (COD). The measured data were then used to estimate the parameters of the models investigated and the best sets of parameters yielding the best fit of the predicted and measured data were identified for each model and for each reactor. The parameter estimation results for batch runs showed that higher sludge concentrations were associated with lower cell decay coefficient values. The error values for batch runs calculated by ASM3 were found to be lower than those calculated byAdamsmodel and by ASM1. Comparisons with experimental data proved ASM3 to be superior in terms of its capability to predict concentrations in aerobic digestion batch reactors.
در طراحی سیستم هضم هوازی یا ارزیابی کارایی هاضم هوازی، استفاده از مدلهای ریاضی امکان بررسی ایدههای مختلف طراحی و یا شبیهسازی رفتار سیستم را به طراح و محقق میدهد و در این خصوص بهکارگیری مدلی که به بهترین نحو سینتیک فرایند هضم هوازی را توصیف کند، از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این تحقیق، مدل ساده مرتبه اول پیشنهادی معروف به مدل آدامز برای فرایند هضم هوازی و مدلهای لجن فعال تدوین شده توسط انجمن بینالمللی آب، برای فرایند لجن فعال (ASM1 و ASM3) معرفی و ارزیابی شدند. برای جمعآوری دادههای آزمایشگاهی بهمنظور واسنجی مدلهای تحت بررسی، سه راکتور ناپیوسته هر کدام به حجم 10 لیتر با غلظت جامدات معلق اولیه 5000 ، 10000 و 20000 میلیگرم در لیتر بهمدت 70 روز هوادهی شدند و تحت آزمایشهای اندازهگیری جامدات و اکسیژنخواهی شیمیایی قرار گرفتند. پارامترهای مدلهای تحت بررسی با استفاده از دادههای آزمایشگاهی، تخمین زده شدند و بهترین سری پارامترها که بر اساس آن محاسبات مدلها بیشترین انطباق را با نتایج آزمایشها داشت، برای هر مدل و هر راکتور ارائه گردید. نتایج حاصل از کاربرد مدلها نشان داد که راکتورهای حاوی لجن غلیظتر، ثابت آهنگ زوال سلولی کمتری دارند. همچنین با مقایسه خطاهای ناشی از محاسبات مدلها با دادههای آزمایشگاهی، مشاهده شد که مدل لجن فعال شماره سه، بهتر از مدل آدامز و مدل لجن فعال شماره یک، تغییرات غلظتهای جامدات را در راکتورهای ناپیوسته هضم هوازی پیشبینی میکند.https://www.wwjournal.ir/article_1146_9e34d410cbdb97435fdd71ae5acfdf7f.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Factors Involved in Sludge Granulation under Anaerobic Conditionsعوامل مؤثر بر گرانوله شدن لجن در شرایط بیهوازی68751147FAجلال شایگاناستاد گروه مهندسی محیط زیست، دانشکدة مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانآزاده همتیدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشکدة مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانمحمد صالح یوسفنژاد کبریادانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشکدة مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانJournal Article20090408This paper investigates the effects of factors involved in sludge anaerobic granulation. Granulated sludge formation is the main parameter contributing to the success of UASB reactors. Anaerobic granulation leads to reduced reactor size, space requirement, and investment costs. Operation costs are also greatly reduced due to lack of aeration. An important parameter affecting process performance is the size of sludge granules; the factors involved in granule size will be investigated. Some of the important parameters of anaerobic sludge granulation are: existence of growth cores as inert particles or granulated sludge, process operational conditions (Sludge Loading Rate and Organic Loading Rate, Loading rate increase and …), and environment conditions (nutrients, temperature, pH, combination and …).
در این مقاله تأثیر عوامل مختلف بر فرایند گرانولاسیون بیهوازی لجن مورد بررسی قرار گرفت. عمدهترین علت موفقیت راکتورهای UASB در تصفیه بیهوازی فاضلاب را میتوان تشکیل لجن گرانوله در شرایط بیهوازی دانست. حاصل این فرایند، کاهش در اندازه راکتور و سطح مورد نیاز و در نتیجه کاهش هزینههای سرمایهگذاری است. همچنین بهدلیل عدم هوادهی، هزینههای عملیاتی نیز کاهش مییابد. اندازه لجن گرانوله یکی از عوامل مهم و تأثیرگذار بر کارایی راکتورهاست که در این مطالعه به بررسی برخی از عوامل مؤثر بر این پارامتر پرداخته شد. برخی از عوامل مؤثر بر فرایند گرانولاسیون بیهوازی لجن عبارتاند از حضور هستههای رشد بهصورت ذرات بی اثر و یا لجن گرانوله، شرایط عملیاتی فرایند مانند بار لجن، بار آلی و روند افزایش نرخ بار و شرایط محیطی مانند وجود مواد مغذی لازم، دما، pH و ترکیب.https://www.wwjournal.ir/article_1147_43834206411fdf29d32674fdb391c4e6.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Modeling Leachate Generation Using Artificial Neural Networksبرآورد میزان شیرابه مراکز دفن زباله با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی76841148FAمحمدجواد ذوقیکارشناس ارشد عمران- محیط زیست، عضو هیئت علمی پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشتمحسن سعیدیدانشیار گروه آب و محیط زیست، دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانJournal Article20090428In this study, a neural network model is proposed for modeling leachate flow-rate in a municipal solid waste landfill site. After training, the neural network model predicts leachate generation based on meteorological data and leachate characteristics. Parameters such as pH, temperature, conductivity and meteorological data were used as input data. To validate the proposed method, a case study was carried out based on the data obtained from city ofBeirutlandfill site. While waste disposal at the site started in October 1997, measuring leachate generation rates was not initiated until April 1998. The Levenberg-Marquardt algorithm was selected as the best of thirteen backpropagation algorithms. The optimal neuron number for Levenberg-Marquardt algorithm is 10. The performance of modeling was determined. According to the statistical performance indices (R=0.976, ARE=0.089), the results of the forecast model were in good agreement with measured data.
در این مطالعه بهمنظور مدلسازی شدت جریان فاضلاب در مراکز دفن زباله از شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. پس از آموزش، شبکه عصبی قادر است براساس دادههای هواشناسی و مشخصات فاضلاب مرکز دفن، شدت جریان فاضلاب را پیشبینی کند. دادههای ورودی شبکه عصبی شامل پارامترهایی نظیر pH، دما، هدایت الکتریکی فاضلاب مرکز دفن و دادههای هواشناسی بود. برای ارزیابی و تشریح مدل، مرکز دفن زباله بیروت بهصورت موردی بررسی شد. از مطالعه انجام شده بر روی مرکز دفن زباله بیروت، دادههای مورد نیاز برای آموزش و آزمایش شبکه عصبی بهدست آمد. این مرکز دفن از سال 1997 بهرهبرداری شده و از سال 1998 میزان فاضلاب تولیدی در آن پایش شده است. الگوریتم بهینه از بین سیزده نوع الگوریتم پس انتشار انتخاب شد و برای آموزش شبکه عصبی مورد استفاده قرار گرفت. سپس ساختمان بهینه شبکه عصبی تعیین گردید. در این مطالعه، شبکه عصبی با الگوریتم لونبرگ- مارکوارت که دارای ده نرون در لایه پنهان بود، بهعنوان شبکه عصبی بهینه انتخاب شد. با توجه به شاخصهای آماری بهدست آمده (ضریب تعیین= 0/976، میانگین خطای نسبی= 0/089) و دادههای ورودی در نظر گرفته شده، برآورد شدت جریان فاضلاب در مرکز دفن زباله توسط شبکه عصبی از کارایی مناسبی برخوردار است.
https://www.wwjournal.ir/article_1148_d109c40281fc9c8a330437a5f4a74829.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301A Mathematical Model Independent of Environmental Parameters for soil Pollution Removal by Phytoremediationارائه مدل ریاضی مستقل از پارامترهای محیطی در فرایند حذف آلودگی خاک بهروش گیاه پالایی85911149FAپریوش مصلحی مصلحآبادیکارشناس ارشد و عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانمنوچهر وثوقیاستاد دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانمرتضی قدیریاندانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانJournal Article20100108In this paper, a three-zone mathematical model is developed for soil pollutant removal by phytoremediation which is based on the root growth and decay in the system. The variables of the model are based on parts which have different volumes and a given first order decay coefficient. When the root moves in the soil, soil lies in the cycles of layers near the root (rhizosphere), root decay zone, and soil zone. It follows then that despite the fact that the model is based on the assumption of immobile pollutant, the fact that root moves in the soil ensures that soil meets the rhizosphere. To account for the root growth, a model is developed that involves both its spatial growth (exponential variation with depth) and its temporal growth (sinusoidal variation with time).
در این مقاله یک مدل ریاضی سه قسمتی برای حذف آلودگی خاک بهروش گیاه پالایی بر اساس میزان رشد و مرگ ریشه در سیستم ارائه شد. متغیرهای این مدل بر اساس قسمتهایی با حجم متفاوتند که هر یک ضریب تجزیه مشخص و از درجه اول دارند. زمانی که ریشه در خاک حرکت میکند، خاک در سیکل لایههای نزدیک به ریشه (ریزوسفر)، ناحیه مرگ ریشه و ناحیه خاک قرار میگیرد. لذا با این که در این مدل، آلودگی بیحرکت و ثابت در نظر گرفته میشود ولی با توجه به این که ریشه در خاک نفوذ میکند، خاک در معرض ریزوسفر قرار میگیرد. در این مدل برای بیان چگونگی رشد ریشه، مدلی در نظر گرفته شد که هم رشد مکانی یعنی تغییرات نمایی با عمق و هم رشد زمانی یعنی تغییرات سینوسی با زمان را شامل میشود.https://www.wwjournal.ir/article_1149_6bfb85c9dcc94154e64ad8d8216faa83.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Experimental Investigation of Saltation Characteristics of Particles near Channel Bedبررسی آزمایشگاهی مشخصات جهشی ذرات در نزدیکی بستر کانال921001150FAسید سجاد مهدیزاده محلیدانشجوی دکترای مهندسی عمران آب، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهرانسید علیاکبر صالحی نیشابوریاستاد سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهرانJournal Article20090925This paper studies the mechanical characteristics of saltation of bed-load particles in turbulent flows. Experiments have been carried out by means of high speed photography to obtain saltation characteristics such as length, height, velocity, impacting and rebounding angles for different hydraulic conditions, particle size, density and bed roughness by analyzing and processing pictures taken at 250 frames per second. The measured values of the parameters showed that increases in turbulence parameters of the flow increase saltation length, height, and velocity but decrease the impacting and rebounding angles. It was also found that saltation length and height tended to increase as the average size of the bed material (d50) increased. To solve numerical trajectory equations, the initial velocity component of the particle must be known. The initial longitudinal particle velocity was found to range from 3u* to 8u* and its vertical velocity ranged from 1.5u* to 3.5u*, which were different from the values reported in the literature. The longitudinal and vertical components of the restitution coefficient were also measured and it was seen that the Shields parameter (t*) had no meaningful effect on these components, remaining almost constant with increasing.در این تحقیق، خصوصیات جهش تک ذره رسوبی در یک جریان آشفته با استفاده از سیستم تصویربرداری با سرعت بالا، اندازهگیری شد. این خصوصیات شامل طول، ارتفاع، سرعت، زوایای برخورد به بستر و بلندشدگی بودند که با تغییر در شرایط هیدرولیکی جریان، قطر، چگالی ذره و همچنین زبری بستر، با سرعت 250 فریم بر ثانیه بهدست آمدند. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش آشفتگی جریان، طول، ارتفاع و سرعت ذره افزایش یافته و زوایای برخورد به بستر و بلندشدگی مجدد آن کاهش مییابد. نتایج آزمایشها همچنین حاکی از این امر است که با افزایش قطر متوسط ذرات بستر، تمامی خصوصیات جهش تمایل به افزایش دارند. برای حل عددی معادلات حاکم بر ذره و بهدست آوردن مسیر حرکت آن در یک گام جهش، سرعتهای اولیه جهش در هر دو جهت افقی و قائم بهدست آمد که از آنها میتوان بهعنوان شرایط اولیه در حل عددی استفاده نمود. مؤلفه افقی سرعت ذره رسوبی در دامنه 3 تا 8 برابر سرعت برشی و مؤلفه قائم آن در دامنه 1/5 تا 3/5 برابر سرعت برشی قرار داشت. در ادامه با محاسبه مؤلفههای ضریب ارتجاعی ذره رسوبی نشان داده شد که تغییر در شدت جریان، تأثیر اندکی بر روی این مؤلفهها داشته بهطوریکه با افزایش آن، این دو مشخصه تقریباً ثابت ماندند.
https://www.wwjournal.ir/article_1150_2d31bca309cd2cbe6a1c1c81825ab263.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Improving Performance of Side Weirs Using Groups of Vane Plates or Pilesافزایش راندمان سرریزهای جانبی ساده با استفاده از صفحات هادی یا گروه شمع1011131151FAعبدالرضا کبیری سامانیاستادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهانحجت اسماعیلیدانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی عمران- آب، دانشگاه صنعتی اصفهانمنوچهر حیدرپوردانشیار گروه آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهانJournal Article20091206Weirs are among the most common hydraulic structures that have been used for centuries by hydraulic engineers for flow measurement, energy dissipation, flow diversion, regulation of flow depth, and flood passage. Side weirs, or lateral weirs, are essentially free overflow weirs installed along the side of the main channel to divert flow over them when the surface of flow in the channel rises above their crest. These weirs are often used in irrigation and flood regulation systems, urban drainage, and many other water resources and environmental projects. The flow over side weirs falls under the category of spatially varied flow. In this paper, methods are presented based on analytical and experimental models for improving side weir performance. For this purpose, groups of (one, two, and three) vane plates or piles were employed. Analytical models were developed based on momentum and continuity equations for determination of dynamic force on vane plates or piles, water surface profile and discharge coefficient of side weir. Measured data were used for calibrating the analytical models and for presenting expressions for the discharge coefficient. Results show that the diverted discharge coefficient can be increased by up to 30% compared to the simple side weir discharge coefficient.
سرریزها از کاربردیترین سازههای هیدرولیکی هستند که برای مقاصد مختلف مانند اندازهگیری دبی، استهلاک انرژی، انحراف جریان، تنظیم سطح آب و کنترل سیلاب توسط مهندسان هیدرولیک مورد استفاده قرار گرفتهاند. در سرریزهای جانبی، آستانه کنترل در کنار و به موازات کانال اصلی قرار میگیرد و به مجرد بالا آمدن سطح آب تا رقوم بیشتر از آستانه سرریز، انحراف آب به کانال جانبی صورت میپذیرد. این نوع سرریزها معمولاً در سیستمهای زهکشی و کنترل سیلاب، جمعآوری آبهای سطحی و بسیاری از پروژههای منابع آب و محیط زیست کاربرد دارند. محاسبات سرریزهای جانبی بر اساس جریان متغیر مکانی انجام میشود. در این مقاله به بررسی و مطالعه روشهایی برای افزایش راندمان سرریزهای جانبی پرداخته شد. به این منظور استفاده از گروه صفحات هادی یا گروه شمع در حالتهای تک، دوگانه و سهگانه پیشنهاد شد. در ابتدا بر اساس معادلات حاکم (قوانین بقای اندازه حرکت و پیوستگی) و اعمال فرضیات مناسب، معادلاتی برای تعیین نیروی دینامیکی وارد بر این سازهها در کانال، تعیین پروفیل سطح آب و نیز تعیین ضریب دبی جریان عبوری از سرریز جانبی در حضور سازههای مورد بحث ارائه شد و سپس با استفاده از نتایج مدل آزمایشگاهی و اندازهگیریهای انجام شده به واسنجی نتایج تحلیلی و ارائه روابطی برای تعیین ضریب دبی جریان پرداخته شد. بررسی نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی نشان داد که در صورت استفاده از صفحات هادی و گروه شمع میتوان ضریب دبی جریان را تا حدود 30 درصد افزایش داد.
https://www.wwjournal.ir/article_1151_14cc0e85c75af63c6c55d3e024643cda.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Particle Size Characteristics of Suspended Sediment Transported in River Base and Flood-Flowsخصوصیات اندازه ذرات رسوبات معلق انتقالی در جریان پایه و سیلابی رودخانه1141171152FAمحبوبه کیانی هرچگانیدانشآموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نورسید حمیدرضا صادقیدانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نورJournal Article20100401This present study was conducted to determine particle size characteristics of suspended sediments transported by base and flood-flows in theKojurRiverin Kojur forest watershed with an area of 50000 ha. Sediment samples were analyzed based on Stokes’ law using a modified pipette and applying the GRADISTAT software. Results showed 81.1, 3.4 and 15.3% for sand, silt, and clay, respectively, in base flow conditions while under flood conditions, the same values were 56.5, 17.0 and 26.5%.
مطالعه حاضر با هدف بررسی خصوصیات اندازه ذرات رسوبات معلق انتقالی در جریان پایه و سیلابی رودخانه کجور واقع در حوزه آبخیز جنگلی کجور با مساحت حدود 50000 هکتار انجام پذیرفت. بهمنظور تعیین و آنالیز توزیع اندازه ذرات، پس از نمونهبرداری رسوبات معلق از جریان طی مقاطع مختلف زمانی، از قانون استوکس و روش پیپت اصلاح شده و نیز نرمافزار GRADISTAT استفاده شد. نتایج حاصل از تحقیق نشانگر اختصاص بهترتیب 81/1، 3/4 و 15/3 درصد در جریان پایه و 56/5، 17/0 و 26/5 درصد در شرایط سیلابی برای ذرات ماسه، لای و رس بود.
https://www.wwjournal.ir/article_1152_3ee370ed372e1056867dc993c40d3225.pdfمهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهانمجله آب و فاضلاب1024-593622120110301Monthly Stream Flow Prediction Using Support Vector Machine Based on Principal Component Analysisپیشبینی ماهانه جریان با استفاده از ماشین بردار پشتیبان بر مبنای آنالیز مؤلفه اصلی1181231153FAروحاله نوریکارشناس مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، دانشجوی دکترای مهندسی محیط زیست، دانشکده تحصیلات تکمیلی محیط زیست، دانشگاه تهرانامیر خاکپورمدیر عامل شرکت عمران زیست آزما (CELCO)، دانشجوی دکترای مهندسی محیط زیست، دانشکده تحصیلات تکمیلی محیط زیست، دانشگاه تهرانمجید دهقانیدانشجوی دکترای مهندسی عمران آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهراناشکان فرخنیاکارشناس مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، دانشجوی دکترای سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20091021The main goal of this research is to evaluate the role of input selection by Principal Component Analysis (PCA) on Support Vector Machine (SVM) performance for monthly stream flow prediction. For this purpose, SVM is used to predict monthly flow as a function of 18 input variables. PCA is subsequently employed to reduce the number of input variables from 18 to 5 PCs which are finally fed into the SVM model. SVM and PCA-SVM models are evaluated in terms of their performance using a developed statistic by the authors. Findings show that preprocessing of input variables by PCA improved SVM performance.
هدف اصلی این تحقیق بررسی تأثیر انتخاب متغیرهای ورودی با استفاده از آنالیز مؤلفه اصلی (PCA) بر عملکرد مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) برای پیشبینی ماهانه دبی رودخانه بود. به این منظور ابتدا با استفاده از 18 متغیر ورودی به مدل SVM، دبی جریان ماهانه پیشبینی شد. سپس با استفاده از PCA تعداد متغیرهای ورودی به مدل SVM از 18 متغیر به 5 مؤلفه کاهش یافت. در نهایت با استفاده از آماره توسعه یافته توسط نویسندگان مقاله، عملکرد مدلهای ارائه شده (SVM و PCA-SVM) مورد ارزیابی قرار گرفت. یافتههای این تحقیق نشان داد که پیشپردازش متغیرهای ورودی به مدل SVM با استفاده از PCA، بهبود عملکرد مدل SVM را به همراه داشته است.
https://www.wwjournal.ir/article_1153_71bf05596864ded1712a7bc628238f19.pdf