ORIGINAL_ARTICLE
بررسی روشهای بهبود کیفیت بیوگاز تولیدی در فرآیند هضم بیهوازی
تأمین انرژی صنایع مختلف از سوختهای فسیلی موجب تولید حجم گستردهای از آلایندهها در جهان شده است؛ بههمین علت تحقیقات گستردهای برای یافتن منابع انرژی جایگزین صورت گرفته است. استفاده از منابع تجدیدپذیر بهعلت صرفهی اقتصادی، سهولت در بهرهبرداری و آلودگی محیطزیستی پایین از جمله روشهای نوین تأمین انرژی است. تصفیهخانههای فاضلاب با بهرهگیری از تجهیزات هضم بیهوازی علاوهبر تصفیه فاضلاب و تأمین برخی از مواد اولیه صنایع با تولید بیوگاز سبب تولید انرژی میشوند. موتورهای احتراق با احتراق متان موجود در بیوگاز ناشی از هضم بیهوازی سبب تولید انرژی میشود. بررسی کیفیت بیوگازهای تولید شده از انواع لجن و پسماند علاوهبر تعیین میزان تاثیرگذاری کربوهیدراتها و پروتئینهای مواد ورودی به سیستمهای هضم بیهوازی در کیفیت بیوگاز خروجی، سبب ایجاد دیدی جامع نسبت به عوامل محیطی مؤثر و نوآوری در طراحی تجهیزات سیستمهای هضم بیهوازی شده است. روشهای بهبود دهنده کیفیت بیوگاز را میتوان در سه دسته پیشتصفیه، فرآیند اصلی و پستصفیه تقسیمبندی کرد؛ روشهای فرآیند اصلی بهعلت سهولت در بهرهبرداری، بازده بالا و توجیه اقتصادی نسبت به دو روش دیگر در صنعت کاربرد بیشتری دارند. این مقاله با بررسی عوامل مؤثر و روندهای مختلف هر مرحله از هضم بیهوازی، به معرفی و مقایسه روشهای مختلف بهبوددهنده بیوگاز میپردازد.
https://www.jwwse.ir/article_142909_7c2a2a3e7f48b9d57de71528dfd4e3f3.pdf
2021-09-23
4
15
10.22112/jwwse.2021.262021.1237
بیوگاز
بیهوازی
فاضلاب
متان
هاضم بیهوازی
لجن فاضلاب
مریم
عباسی
mary_abbasi@sbu.ac.ir
1
دانشکده مهندسی عمران آب و محیط زیست دانشگاه شهید بهشتی
LEAD_AUTHOR
صبا
کشتپور
sabakeshtpour@yahoo.com
2
دانشگاه شهید بهشتی
AUTHOR
حیدری، ع.، (1397)، "مدیریت منابع آب و بازچرخانی پساب، راهکار تأمین آب شرب مناطق خشک: مطالعه موردی شهر مشهد"، نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب، ۳(4)، 49-64.
1
رسولی سعدآباد، ح.، و اختیارزاده، ز.، (1396)، "بررسی امکان تخلیه لجن حاصل از تصفیهخانههای آب به شبکه فاضلاب و تاثیر آن بر روی فرآیندهای تصفیهخانه فاضلاب"، نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 2(4)، 61-63.
2
Aghbashlo, M., Tabatabaei, M., Hosseini, S.S., Dashti, B.B., and Soufiyan, M.M., (2018), “Performance assessment of a wind power plant using standard exergy and extended exergy accounting (EEA) approaches”, Journal of Cleaner Production, 171, 127-36.
3
Dererie, D.Y., Trobro, S., Momeni, M.H., Hansson, H., Blomqvist, J., Passoth, V., Schnürer, A., Sandgren, M., and Ståhlberg, J., (2011), “Improved bio-energy yields via sequential ethanol fermentation and biogas digestion of steam exploded oat straw”, Bioresource Technology, 102(6), 4449-4455.
4
Divya, D., Gopinath, L., and Christy, P.M., (2015), “A review on current aspects and diverse prospects for enhancing biogas production in sustainable means”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 42, 690-699.
5
Esposito, G., Frunzo, L., Giordano, A., Liotta, F., Panico, A., and Pirozzi, F., (2012), “Anaerobic co-digestion of organic wastes”, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 11(4), 325-341.
6
Garcia-Peña, E.I., Nakauma-Gonzalez, A., and Zarate-Segura P., (2012), “Biogas production and cleanup by biofiltration for a potential use as an alternative energy source”, Biogas, Croatia, InTech, 113-134.
7
Goud, R.K., Sarkar, O., Chiranjeevi, P., and Mohan, S.V., (2014), “Bioaugmentation of potent acidogenic isolates: A strategy for enhancing biohydrogen production at elevated organic load”, Bioresource Technology, 165, 223-232.
8
Hosseinpour, S., Aghbashlo, M., and Tabatabaei, M., (2018), “Biomass higher heating value (HHV) modeling on the basis of proximate analysis using iterative network-based fuzzy partial least squares coupled with principle component analysis (PCA-INFPLS)”, Fuel, 222, 1-10.
9
Jo, Y., Kim, J., Hwang, K., and Lee, C., (2018), “A comparative study of single-and two-phase anaerobic digestion of food waste under uncontrolled pH conditions”, Waste Management, 78, 509-520.
10
Lay, C.-H., Vo, T.-P., Lin, P.-Y. Abdul, P.M., Liu, C.-M. and Lin, C.-Y., (2019), “Anaerobic hydrogen and methane production from low-strength beverage wastewater”, International Journal of Hydrogen Energy, 44(28), 14351-14361.
11
Maragkaki, A., Fountoulakis, M., Gypakis, A., Kyriakou, A., Lasaridi, K., and Manios, T., (2017), “Pilot-scale anaerobic co-digestion of sewage sludge with agro-industrial by-products for increased biogas production of existing digesters at wastewater treatment plants”, Waste Management, 59, 362-370.
12
Martin, M., Svensson, N., Fonseca, J., and Eklund, M., (2014), “Quantifying the environmental performance of integrated bioethanol and biogas production”, Renewable Energy, 61, 109-116.
13
Micolucci, F., Gottardo, M., Pavan, P., Cavinato, C., and Bolzonella, D., (2018), “Pilot scale comparison of single and double-stage thermophilic anaerobic digestion of food waste”, Journal of Cleaner Production, 171, 1376-1385.
14
Mishra, P., Singh, L., Islam, M.A., Nasrullah, M., Sakinah, A.M., and Ab Wahid, Z., (2019), “NiO and CoO nanoparticles mediated biological hydrogen production: Effect of Ni/Co oxide NPs-ratio”, Bioresource Technology Reports, 5, 364-368.
15
Nozari, B., Mirmohamadsadeghi, S., and Karimi K., (2018), “Bioenergy production from sweet sorghum stalks via a biorefinery perspective”, Applied Microbiology and Biotechnology, 102(7), 3425-38.
16
Obileke, K., Nwokolo, N., Makaka, G., Mukumba, P., and Onyeaka, H., (2021), “Anaerobic digestion: Technology for biogas production as a source of renewable energy, A review”, Energy & Environment, 32(2), 191-225.
17
Parajuli, R., Dalgaard, T., Jørgensen, U., Adamsen, A.P.S., Knudsen, M.T., Birkved, M., Gylling, M., and Schjørring, J.K., (2015), “Biorefining in the prevailing energy and materials crisis: a review of sustainable pathways for biorefinery value chains and sustainability assessment methodologies”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 43, 244-263.
18
Rachbauer, L., Voitl, G., Bochmann, G., and Fuchs, W., (2016) , “Biological biogas upgrading capacity of a hydrogenotrophic community in a trickle-bed reactor”, Applied Energy, 180, 483-490.
19
Safari, A., Karimi, K., and Shafiei, M., (2017), “Dilute alkali pretreatment of softwood pine: A biorefinery approach”, Bioresource Technology, 234, 67-76.
20
Shi, X., Guo, X., Zuo, J., Wang, Y., and Zhang, M., (2018), “A comparative study of thermophilic and mesophilic anaerobic co-digestion of food waste and wheat straw: Process stability and microbial community structure shifts”, Waste Management, 75, 261-269.
21
Singh, S., (2018), “Optimization of biogas production from City of Johannesburg market waste by anaerobic digestion for sustainable energy development”, University of Johannesburg.
22
Shirzad, M., Panahi, H.K.S., Dashti, B.B., Rajaeifar, M.A., Aghbashlo, M., and Tabatabaei, M., (2019), “A comprehensive review on electricity generation and GHG emission reduction potentials through anaerobic digestion of agricultural and livestock/slaughterhouse wastes in Iran”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 111, 571-594.
23
Tabatabaei, M., Aghbashlo, M., Valijanian, E., Panahi, H.K.S., Nizami, A.-S., Ghanavati, H., Sulaiman, A., Mirmohamadsadeghi, S., and Karimi, K., (2020a), “A comprehensive review on recent biological innovations to improve biogas production, part 1: Upstream strategies”, Renewable Energy, 146, 1204-1220.
24
Tabatabaei, M., Aghbashlo, M., Valijanian, E., Panahi, H.K.S., Nizami, A.-S., Ghanavati, H., Sulaiman, A., Mirmohamadsadeghi, S., and Karimi, K., (2020b), “A comprehensive review on recent biological innovations to improve biogas production, Part 2: Mainstream and downstream strategies”, Renewable Energy, 146, 1392-1407.
25
Xu, Z., Zhao, M., Miao, H., Huang, Z., Gao, S., and Ruan, W., (2014), “In situ volatile fatty acids influence biogas generation from kitchen wastes by anaerobic digestion”, Bioresource Technology, 163, 186-192.
26
Yan, C., Zhu, L., and Wang, Y., (2016), “Photosynthetic CO2 uptake by microalgae for biogas upgrading and simultaneously biogas slurry decontamination by using of microalgae photobioreactor under various light wavelengths, light intensities, and photoperiods”, Applied Energy, 178, 9-18.
27
Yuan, T., Cheng, Y., Zhang, Z., Lei, Z., and Shimizu, K., (2019), “Comparative study on hydrothermal treatment as pre-and post-treatment of anaerobic digestion of primary sludge: Focus on energy balance, resources transformation and sludge dewaterability”, Applied Energy, 239, 171-180.
28
Zhang, C., Su, H., Baeyens, J., and Tan, T., (2014), “Reviewing the anaerobic digestion of food waste for biogas production”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 383-392.
29
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی شاخصهای خورندگی و رسوبگذاری آب شرب تصفیهخانه پردیس
تعیین شاخصهای خورندگی آب یکی از راهبردهای مؤثر در مدیریت منابع آب شرب است. خورندگی آب میتواند باعث آسیبهای اقتصادی، کاهش عمر مفید تاسیسات آبرسانی و بیماری در مصرفکنندگان شود. هدف این مطالعه بررسی ویژگیهای کیفیت شیمیایی و تعیین پتانسیل خورندگی آب آشامیدنی شهر پردیس است، بههمین منظور طی یک سال از پنج چاه فلمن اطراف رودخانه جاجرود و مخزن مربوط به آبگیر سد لتیان نمونهبرداری انجام شد. سپس براساس مقادیر پارامترهای کیفی نمونههای آب شامل pH، کل جامدهای محلول، سختیهای دائم، موقت و کل، قلیاییت و آنیونهای آب و پتانسیل خورندگی آب با محاسبه شاخصهای لانژلیه، رایزنر، خورندگی، پورکوریوس و لارسون مشخص شد. آزمایشها براساس روشهای مندرج در کتاب استاندارد روشهای آزمایش آب و فاضلاب انجام شد. طبق نتایج بهدست آمده، در کل، کیفیت آب ورودی متمایل به خورندگی بوده و توصیه میشود خطوط انتقال و توزیع آب از جنس مقاوم انتخاب شود یا اقداماتی همچون پوشش دیواره داخلی لوله یا اصلاح کیفیت آب انجام گیرد. این درحالی است که آب خروجی از تصفیهخانه کمی رسوبگذار بوده و کیفیت مطلوبی دارد.
https://www.jwwse.ir/article_136128_6ec1e3f3d2e036d4f93a58dc84112ba9.pdf
2021-09-23
16
24
10.22112/jwwse.2021.261859.1234
خورندگی
رسوبگذاری
پارامترهای کیفی
آب آشامیدنی
فرزانه
فریدی راد
faridyrad.f@gmail.com
1
کارشناس کنترل کیفی تصفیه خانه آب پردیس/ شرکت آب و فاضلاب شرق استان تهران
LEAD_AUTHOR
معصومه
قلی نژاد
m_gholinejad64@yahoo.com
2
کارشناس آزمایشگاه بیولوژی/ آب و فاضلاب شرق استان تهران
AUTHOR
دیانتی تیلکی، ر.، و محمودی، م.، (1379)، "بررسی شاخصهای رسوبگذاری و خورندگی منابع آب شرب برخی از شهرهای استان مازندران"، مجله تحقیقات سلامت در جامعه، 4(2)، 57-67.
1
جعفرزاده، ن.، و سواری، ع.، (1388)، "بررسی پتانسیل خوردگی و رسوبگذاری آب شرب شبکه توزیع شهر اهواز"، مجله علوم طبیعی و تکنولوژی، 10(4)، 65-74.
2
داودی، م.، اسکندری، ع.، برجسته، ف.، سرمدی، م.، و سلیمی، ج.، (1395)، "بررسی پتانسیل خورندگی و رسوبگذاری آب شرب روستایی شهرستان تایباد در سال 94-۹۵"، مجله طنین سلامت، 4(2)، 4-13.
3
صالحی، س.، المدرسی، ع.، و میرحسینی، الف،. (1400)، "بررسی عوامل تشکیل رسوب در شبکه توزیع آب شرب شهر سوق و رابطه آن با خواص آب"، مجله آب و فاضلاب، 32(1)، 106-124.
4
علیدادی، ح. توکلی، ب.، و ظریف، ب.، (1398)، "پتانسیل خوردگى و رسوبگذارى در شبکه توزیع آب آشامیدنى: مطالعه موردى شهر مشهد، 1396"، فصلنامه پژوهش در بهداشت محیط، 4(4)، 272-282.
5
غنیزاده، ج.، و قانعیان، م.، (1388)، "پتانسیل خوردگی و رسوبگذاری آب آشامیدنی در سیستمهای آبرسانی مراکز نظامی"، مجله طب نظامی، 11(3)، 155-160.
6
فرزادکیا، م.، و عسگری، ای.، (1396)، "مطالعه پتانسیل خوردگی آب آشامیدنی در شبکه توزیع شهر ملکشاهی استان ایلام، بهار 93"، مجله رهاورد سلامت، 2(1)، 21-28.
7
مختاری، س.، علی قادری، م.، و حضرتی، س.، (1389)، "ارزیابی وضعیت خورندگی و رسوبگذاری شبکه توزیع آب آشامیدنی شهر اردبیل با استفاده از شاخصهای لانژلیه و رایزنر"، مجله سلامت و بهداشت، 1(2)، 14-23.
8
مظلومی، س.، بابایی، ع.، و فضل زاده، م.، (1387)، "پتانسیل خوردگی آب اشامیدنی شهر شیراز"، مجله طلوع بهداشت، 1(2)، 71-64.
9
مهوی، ع.، (1387)، " فاکتورهای خوردگی در سیستم توزیع آب آشامیدنی زنجان"، پایان نامه دکتری، دانشکده سلامت، دانشگاه علوم پزشکی تهران.
10
ملکوتیان، م.، فاتحیان، ع.، و میدانی، ا.، (1391)، "بررسی پتانسیل خوردگی و رسوبگذاری آب شرب شبکه توزیع شهر کرمان"، مجله طلوع بهداشت، 11(3)، 1-10.
11
American Public Health Association (APHA), (2005), Standard methods for the examination of water and wastewater, Washington, DC, USA.
12
AWWA. (2005), Water treatment plant design, 4th Edition, Mc Graw Hill, New York.
13
Agatemor, C., and Okolo, P.O., (2008), “Studies of corrosion tendency of drinking water in the distribution system at the University of Benin”, Journal of Environmentalist, 28(3), 379-84.
14
Cavano R.R., (2005), “Understanding scaling indices and calculating inhibitor dosages”, In CORROSION 2005, OnePetro.
15
Dehghani, M., Tex, F., and Zamanian, Z., (2010), “Assessment of the potential of scale formation and corrosivity of tap water resources and the network distribution system in Shiraz, South Iran”, Pakistan Journal of Biological Sciences, 13(2), 88-92.
16
Ghaneian, MT., Ehrampoush, MH. and Ghanizadeh, GH., (2009), “Survey of corrosion and precipitation potential in dual water distribution system in Kharanagh district of Yazd”, Journal of Toloo-E-Behdasht, 7(3-4), 65-72.
17
Hosseini, H., (2009), “Study on corrosion and scaling indexes of drinking water in west regions of Iran (case study Javanroud city)”, 12th National Conference of Environmental Health, Shahid Beheshti Medical University, Tehran, Iran, pp. 123-126
18
Imran, S.A., Dietz, J.D., Mutoti, G., Taylor, J.S., and Randall, A.A., (2005), “Modifed Larsons ratio incorporating temperature, water age, and electroneutrality effects on red water release”, Journal of Environmental engineering, 131(11),1514-20.
19
Kawamura S., (2000), Integrated design and operation of water treatment facilities, 2nd Edition, John Wiley and Sons, New York.
20
Li, X., Wang, H., and Zh, Yu. (2014), “Characterization of the bacterial communities and iron corrosion scales in drinking groundwater distribution systems with chlorine/chloramine”, Journal of International Biodeter Biodegradation, 96(2), 71-79.
21
Metcalf, E., Tchobanogolus, G., and Burton, F.L., (2003), Wastewater treatment: Treatment and reuse, 4th Edition, McGraw-Hill, New York.
22
Palazzo, A., van der Merwe, J., and Combrink, G., (2015), “The accuracy of calcium-carbonate-based saturation indices in predicting the corrosivity of hot brackish water towards mild steel”, Journal of Southern Afr Instit Mining Metallurgy, 115(12), 1229-38.
23
Peng, C.Y., and Korshin, G.V. (2011), “Speciation of trace inorganic contaminants in corrosion scales and deposits formed in drinking water distribution systems”, Journal of Water Research, 45(3), 5553-5563.
24
Świetlik, J., Raczyk-Stanisławiak, U., and Piszora, P., (2012), “Corrosion in drinking water pipes: The importance of green rusts”, Journal of Water Research, 46(3), 1-10.
25
Spellman, F., (2008), The science of water concepts and application, 2nd Edition, CRC Press, New York.
26
Shankar, B.S. (2014), “Determination of scaling and corrosion tendencies of water through the use of Langelier and Ryznar indices”, Scholars Journal of Engineering and Technology, 2(2A), 123-127.
27
Saifelnasr, A., Bakheit, M., Kamal, K., and Lila, A., (2013), “Calcium carbonate scale formation, prediction and treatment”, Journal of International Letters Chemistry Physics Astronomy, 12(3), 47-58.
28
Shyam, R., and Kalwania, G.S. (2010), “Corrosivness and scaling potentioal of ground water from Sikar city, Rajasthan (India)”, Journal of ENatura Conscientia, 1(3), 223-239.
29
Shams, M., Mohamadi, A., and Sajadi, S.A., (2012) “Evaluation of corrosion and scaling potential of water in rural water supply distribution networks of Tabas”, Journal of Iran World Applied Science, 17(2), 1484-1489.
30
Shahmohammadi, S., and Noori, A., (2018), “A study on corrosion and scaling potential of drinking water supply resources in rural areas of Sarvabad, west of Iran “, Journal of Advanced Environment and Health Research, 6(2), 52-60
31
Tarantseva, K.R., and Firsova, V.N., (2006), “The effect of corrosion products on the toxicity of industrial sewage”, Journal of Protect Metals, 42(2), 188-93
32
Vasconcelos, H.C., Fernández-Pérez, B.M., González, S., Souto, R.M., and Santana, J.J., (2015), “Characterization of the corrosive action of mineral waters from thermal sources, A case study at Azores Archipelago, Portugal”, Water, 7(7), 3515-30.
33
Zazouli, M., BarafrashtehPour, M., Sedaghat, F., and Mahdavi, Y., (2013), “Assessment of scale formation and corrosion of drinking water supplies in Yasuj (Iran) in 2012”, Journal of Mazandaran University of Medical Science, 22(2),100-8.
34
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی کارایی واحد تهنشینی مجهز به صفحات بافلدار در حذف کدورت آب در شرایط سیلابی
آب خام وارده به تصفیهخانههای گیلان از نوع آبهای سطحی بوده و با توجه به اینکه خاک منطقه حوضه آبریز رودخانههای تأمینکننده آن بسیار فرسایشپذیر است در بارندگیهای شدید، خاکهای شسته شده توسط روانابها وارد رودخانه و یا کانال شده و باعث بالا رفتن کدورت آب خام ورودی تصفیهخانههای آب به بیشازحد مجاز پیشبینیشده در طراحی، میشود. در این موقع بهدلیل جوابگو نبودن تأسیسات تصفیهخانه برای چنین کدورت بالایی، بهناچار فعالیت تصفیهخانه بهحالت تعطیل درآمده و موجب بروز مشکل قطع آب شرب در شبکه توزیع میشود. برای تهنشین کردن مواد جامد معلق در آب و کاهش کدورت آب ورودی به مرحله بعدی تصفیه (فیلتراسیون)، از حوضچههای تهنشینی استفاده میشود. صفحات بافل ایجادکننده جریان آرام هستند و بهمنظور کاهش فاصله تهنشینی ذره در فرآیند تهنشینی و زلالسازی استفاده میشوند. در این تحقیق استفاده از صفحات بافل یا دیوارههای آرامکننده جریان در حوضچههای تهنشینی در یک واحد تصفیهخانه با استفاده از شبیهسازی با نرمافزار Camsol، نتایج حاصله در شرایط تجهیز شده و مقایسه با شرایط معمولی، امکانسنجی افزایش راندمان این حوضچهها و درنهایت بازدهی تصفیهخانههای موجود در حجم واقعی مورد محاسبه قرارگرفت.
https://www.jwwse.ir/article_142910_09eb72d1d97d847b0fb8e66d7e418db1.pdf
2021-09-23
25
35
10.22112/jwwse.2021.266824.1249
تصفیهخانه آب
سیل
صفحات بافل
حوضچه تهنشینی
کدورت
مدلسازی
نوید
نوربخش
nourbakhsh.navid@gmail.com
1
مدیر/شرکت آب و فاضلاب استان گیلان
LEAD_AUTHOR
عباس
حسنی ثمرین
hasani_abbas_2007@yahoo.com
2
آب و فاضلاب گیلان
AUTHOR
ابهری، ن.، و ایرانشاهی قدسیان، م.، (1397)، "بررسی آزمایشگاهی تاثیر حضور دو مانع بر رفتار جریان گل آلود"، مهندسی عمران مدرس، 18(3)، 237-249.
1
اخوان، ک.، (1396)، "ارس شریان حیاتی دشت مغان"، مجله کشاورزی سنبله، 215، 36-34.
2
آشفته، ج.، (1385)، طراحی آبرسانی شهری برای مهندسین و دانشجویان مکانیک و راه و ساختمان، انتشارات فنی حسینیان، تهران.
3
بوداغی، ه.، (1391)، "انواع فرآیندهای تهنشینی"، دریافت شده از healthenvironmental.blogfa.com.
4
پیکری، م.، و مهربانی، ا.، (1385)، مبانی تصفیه آب، انتشارات ارکان دانش، اصفهان.
5
جوادی راد، م.، شاهرخی، م.، و رجایی، ط.، (1396)، "بررسی عددی تاثیر تعداد سازه بافل بر راندمان حوضچه تهنشینی اولیه"، مجله علمی پژوهشی مهندسی عمران، 17(5)، 49-59.
6
حسنی، ع.، رحیمی زاد، م.، نوری ملالر، ک.، و رئوف، م.، (1391)، "افزایش ظرفیت تولید تصفیهخانه و کاهش کدورت آب خروجی (مطالعه موردی: تصفیهخانه پارس آباد)"، اولین همایش ملی جریان و آلودگی آب، تهران، 1، 99-112.
7
حسینی، س.، و عبدیپور، ا،. (1389)، "مدلسازی عددی پروفیل سرعت در جریانهای گلآلود پیوسته و بررسی تاثیر شیب، غلظت و دبی بر آن"، مجله مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی، 3(3)، 60-69.
8
Ahmed, F., Kamel, A., and Jawad, S.A., (1996), “Experimental determination of the optimal location and contraction of sedimentation tank baffles”, Water, Air, Soil Pollution, 92(4-3), 251-271.
9
Al-Sammarraee, M., (2009), “Large-eddy simulations of particle sedimentation in a longitudinal sedimentation basin of a water treatment plant. Part 2: The effects of baffles”, Chemical Engineering Journal, 152(3-2), 315-321.
10
Comsol, (2018), COMSOL multiphysics, Retrieved from https://www.comsol.com.
11
Goula, A.M., Kostoglou, M., Karapantsios, T.D., and Zouboulis, A.I., (2008), “A CFD methodology for the design of sedimentation tanks in potable water treatment: Case study: The influence of a feed flow control baffle”, Chemical Engineering Journal, 140(3-1), 110-121.
12
IUPAC, C.O.C.T., (2006), Compendium of chemical terminology, 2nd Edition, the "Gold Book", International Union of Pure and Applied Chemistry.
13
Joodi, A.S., (2013), “Effect of baffles geometry of the flocculation basin on the turbulence”, Journal of Environmental Studies, 10(1), 71-77.
14
Manninen, M. Taivassalo, V. and Kallio, S. (1996). On the mixture model for multiphase flow. In: Technical Research Centre of Finland Finland.
15
Qasim, S.R., Motley, E.M., and Zhu, G., (2000), Water works engineering: Planning, design, and operation, Prentice Hall.
16
Tamayol, A., Firoozabadi, B., and Ahmadi, G., (2008), “Effects of inlet position and baffle configuration on hydraulic performance of primary settling tanks”, Journal of Hydraulic Engineering, 134(7), 1004-1009.
17
Wikipedia, (2018), Residence time, Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Residence_time
18
ORIGINAL_ARTICLE
تدوین روش تحلیل ریسک چندشاخصه استفاده از پساب در کاربریهای مختلف
استفاده از فاضلاب تصفیه شده شهری یا همان پسابهای شهری بهعنوان یکی از منابع آب نامتعارف میتواند منبعی مستمر و قابل کنترل برای استفاده در کاربریهای مختلف باشد. اما در عینحال پساب خروجی تصفیهخانه فاضلاب میتواند حامل آلودگیهای شیمیایی و بیوشیمیایی باشد و متعاقباً محدوده تأثیرپذیر را با مخاطرات و ریسکهایی مواجه کند. مفهوم تحلیل ریسک به پژوهشگران و مدیران پروژههای استفاده از پساب کمک کرده تا به ارزیابی مخاطرات استفاده از آن در کاربریهای مختلف پرداخته تا پیش از وقوع اثرات جبرانناپذیر بر محیطزیست و سلامت انسان، اقدام مقتضی برای کاهش و یا مدیریت آن انجام دهند. در این تحقیق ساختارهای ریسک استفاده از پساب در کشاورزی، آبیاری فضای سبز، تغذیه مصنوعی با هدف تعادلبخشی آبخوان و صنعت با درنظر گرفتن معیارهای محیطزیستی، اجتماعی، اقتصادی و فنی ایجاد شده و همچنین کیفیت پساب 27 تصفیهخانه کشور مورد ارزیابی قرارگرفته است. برای محاسبه ریسکها، مخاطرات مختلف استفاده از پساب گردآوری و بهصورت سلسله مراتبی بر روی معیارهای اصلی و ریسک کلی تأثیر میگذارند. نتایج میانگین ریسکهای نهایی استفاده از پساب در ساختار کشاورزی، آبیاری فضای سبز، تغذیه مصنوعی با هدف تعادلبخشی آبخوان و صنعت بهترتیب برابر با 7/29%، 24%، 3/24 % و 26% ارزیابی شده است. همچنین شایان ذکر است علیرغم آن که ریسک محیطزیستی استفاده از پساب در بیشتر تصفیهخانهها پایین است، اما ریسک اجتماعی آن بالا ارزیابی شده که میتوان دلیل آنرا عدم اطمینان به کیفیت پساب و آگاهی پایین مردم منطقه عنوان کرد.
https://www.jwwse.ir/article_142911_c4ec641371f113182ebf388cf2db3bc4.pdf
2021-09-23
36
46
10.22112/jwwse.2021.270952.1252
ارزیابی ریسک
استفاده از پساب شهری
فاضلاب تصفیه شده
مخاطرات
جواد
شفیعی نیستانک
j.shafiee88@ut.ac.ir
1
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران
AUTHOR
عباس
روزبهانی
roozbahany@ut.ac.ir
2
دانشیار گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران
LEAD_AUTHOR
سید ابراهیم
هاشمی گرم دره
sehashemi@ut.ac.ir
3
استادیار گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران
AUTHOR
ابراهیمی،س.، و کینژاد، م.ا.، (1393)، مهندسی محیطزیست (ترجمه) ، انتشارات دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران.
1
ابوالحسنی زرجوع، ا.، زهتابیان، غ.، مشهدی، ن.، خسروی، ح.، و سلطانی گردفرامرزی، م.، (1394)، "ارزیابی آثار آبیاری با فاضلاب تصفیهشده بر برخی خصوصیات خاک"، نشریه بازیافت آب، 1(1)، 17-24.
2
دبیری، م. و بشیریمد، س.، (1392)، آلودگی محیط زیست: هوا - آب - خاک – صوت، انتشارات اتحاد، تهران، ایران.
3
رازقی، ن.، منصوری، ر.، و روحانی، پ.، (1392)، استفاده دوباره آب (طرح و برنامه)، شرکت نارون آراد، تهران، ایران.
4
طاهریون، م.، علوی، و.، و احمدی، آ.، (1395)، "تحلیل ریسک استفاده از پساب تصفیه شده در کشاورزی با استفاده از شبکه بیزی"، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، 48(1)، 101-109.
5
Aven, T., (2011), "On some recent definitions and analysis frameworks for risk, vulnerability, and resilience", Risk Analysis, 31, 515-522.
6
Asgarian, M., Tabesh, M., and Rouzbahani, A., (2018), "Risk assessment and management of wastewater collection and treatment systems using FMADM methods", Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 42(1), 55-71.
7
Chen, Z., Ngo, H.H., Guo, W., Wang, X. C., Miechel, C., Corby, N., and O'Halloran, K., (2013), "Analysis of social attitude to the new end use of recycled water for household laundry in Australia by the regression models", Journal of Environmental Management, 126, 79-84.
8
Emami-Skardi, M.J., Kerachian, R., and Abdolhay, A., (2019), "Water and treated wastewater allocation in urban areas considering social attachments", Journal of Hydrology, 585, 124757.
9
Ghorbani Mooselu, M., Nikoo, M.R., Latifi, M., Sadegh, M., Al-Wardy, M., and Al-Rawas, G.A., (2020), "A multi-objective optimal allocation of treated wastewater in urban areas using leader-follower game", Journal of Cleaner Production, 267, 122189.
10
Hadipour, A., Rajaee, T., Hadipour, V., and Seidirad, S., (2016), "Multi-criteria decision-making model for wastewater reuse application: a case study from Iran", Desalination and Water Treatment, 57(30), 13857-13864.
11
Haimes, Y., (2009), "On the complex definition of risk: A systems-based approach", Risk Analysis: An Official Publication of The Society for Risk Analysis, 29, 1647-54.
12
Pan, Q., Chhipi-Shrestha, G., Zhou, D., Zhang, K., Hewage, K., and Sadiq, R., (2018), "Evaluating water reuse applications under uncertainty: Generalized intuitionistic fuzzy-based approach", Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 32, 1099-1111.
13
Roozbahani, A., Zahraie, B., and Tabesh, M., (2013), "Integrated risk assessment of urban water supply systems from source to tap", Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 27(4), 923-944.
14
Sari, M.D.K., Kristensen, G.H., Andersen, M., Ducheyne, A.A.M. and Lee, W.A., (2016), "Water-reuse risk assessment program (WRAP): A refinery case study", Journal of Water Reuse and Desalination, 7, 162-174.
15
Shakeri, H., and Nazif, S., (2018), "Development of an algorithm for risk-based management of wastewater reuse alternatives", Journal of Water Reuse and Desalination, 8, 38-57.
16
Shariat, R., Roozbahani, A., and Ebrahimian, A., (2019), "Risk analysis of urban stormwater infrastructure systems using fuzzy spatial multi-criteria decision making", Science of the Total Environment, 647, 1468-1477.
17
Qian, Y., and Mecham, B., (2005), "Long‐term effects of recycled wastewater irrigation on soil chemical properties on golf course fairways", Agronomy Journal, 97(3), 717-721.
18
Tabesh, M., Roozbahani, A., Roghani, B., Faghihi, N.R., and Heydarzadeh, R., (2018), "Risk assessment of factors influencing non-revenue water using Bayesian Networks and Fuzzy Logic", Water Resources Management, 32, 3647-3670.
19
Torres, J.M., Brumbelow, K., Guikema, S.D., (2009), "Risk classification and uncertainty propagation for virtual water distribution systems", Reliability Engineering & System Safety, 94(8), 1259-1273.
20
ORIGINAL_ARTICLE
حل عددی معادله جابهجایی-پراکندگی با روش عددی بدون شبکه پتروو-گالرکین (مطالعه موردی: رودخانه مِریبِرن)
انتقال آلایندهها در رودخانهها یکی از مهمترین مسائل در محیطزیست است. بسیاری از محققین به حل معادله جابهجایی- پراکندگی به روشهای گوناگون عددی از جمله روش تفاضل محدود و اجزای محدود پرداختند. این روشها علیرغم مزایایی که دارند، دارای معایبی نیز هستند که اکثراً مرتبط با شبکهبندی دامنه مسئله است، بههمین علت استفاده از روشهای بدون شبکه که نیازی به شبکهبندی دامنه حل ندارند، ضروری بهنظر میرسد. در تحقیق حاضر، حل یکبعدی معادله جابهجایی- پراکندگی با استفاده از روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین در حالت غیرماندگار انجام شده، و بهمنظور بررسی صحت عملکرد مدل از دادههای رودخانه مِریبِرن استفاده شد. تابع تقریب و تابع وزن بهکار رفته در روش مورد مطالعه، بهترتیب تابع حداقل مربعات متحرک و تابع کیوبیک اسپیلاین است. در این پژوهش، 9 آزمایش برای واسنجی مدل و 2 آزمایش برای اعتبارسنجی آن استفاده شد. برای واسنجی، نمودار ضریب پراکندگی و سرعت نسبت به دبی رسم و معادله رگرسیونی توانی استخراج شد که بهترتیب دارای ضریب همبستگی 925/0 و 988/0 بودند. در حالت اعتبارسنجی نیز، برای هر مدل ضریب پراکندگی و سرعت با به حداقل رساندن معیار میانگین مربعات خطای غلظت محاسباتی و مشاهداتی بهینه شد. مقدار ضریب پراکندگی در این تحقیق در بازه 1/1-13/0 مترمربع بر ثانیه، برای محدوده دبی 437-13 لیتر بر ثانیه بهدست آمد. نتایج این مطالعه حاکی از عملکرد و دقت قابل قبول روش بدون شبکه است.
https://www.jwwse.ir/article_142912_0b8801e9fd7268db2147030f671b9e7c.pdf
2021-09-23
47
57
10.22112/jwwse.2021.271723.1254
انتقال آلاینده
روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین
تابع حداقل مربعات متحرک
تابع کیوبیک اسپیلاین
زکیه
غلامی
zakie.gholami@ut.ac.ir
1
گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
AUTHOR
مهدی
یاسی
m_yasi@yahoo.com
2
دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
LEAD_AUTHOR
آرزو
نازی قمشلو
a.ghameshlou@ut.ac.ir
3
گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
AUTHOR
مهدی
مظاهری
m.mazaheri@modares.ac.ir
4
گروه سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
AUTHOR
براتی مقدم، م.، مظاهری، م.، و محمد ولی سامانی، ج.، (1394)، "مدل یک بعدی انتقال آلاینده در رودخانههای طبیعی با تأکید بر نقش نواحی نگهداشت"، مجله مدیریت آب و آبیاری، 5(2)، 169-190.
1
دیمهور، س.، (1396)، "حل عددی معادلات آبهای کمعمق با استفاده از روش بدون شبکه پتروف-گالرکین"، پایاننامه کارشناسیارشد عمران-منابع آب، دانشگاه بیرجند، خراسان جنوبی، ایران.
2
محتشمی، ع. (1395)، "استفاده از روش بدون شبکه در مدلسازی جریان آب زیرزمینی در آبخوان آزاد"، پایاننامه کارشناسیارشد عمران-منابع آب، دانشگاه بیرجند، خراسان جنوبی، ایران.
3
مشهدگرمه، ن.، محمد ولی سامانی، ج.، و مظاهری، م.، (1392)، "حل تحلیلی معادله انتقال آلودگی بهازای الگوی زمانی دلخواه منابع آلاینده نقطهای توسط روش تابع گرین"، مجله هیدرولیک، 8(4)، 13-25.
4
Atluri, S.N., and Zhu, T.A., (1998), "A new meshless method (MLPG) approach in computational mechanics", Journal of Computaional Mechanics, 22(2), 117-127.
5
Belytschko, T., Gu, L. and Lu, Y., (1994), "Fracture and crack growth by element free Galerkin methods", Journal of Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 2(3A), 519-534.
6
Boddula, S. and Eldho, T.I., (2017), "A moving least squares based meshless local petrov-galerkin method for the simulation of contaminant transport in porous media", Journal of Engineering Analysis with Boundary Elements, 78, 8-19.
7
Chapra, S.C., (1997), Surface water-quality modeling, Vol. 1, McGraw-Hill New York.
8
Fischer, H.B. (1979), Mixing inland and coastal waters, Academic Press.
9
Kolahdoozan, M., and Gargary, S.F., (2015), "Solving the one dimensional advection diffusion equation using mixed discrete least squares meshless method", Proceedings of the International Conference on Civil, Structural and Transportation Engineering, Ottawa, Ontario, Canada, pp. 292(1)- 292(8).
10
Li, J., Chen, Y., and Pepper, D., (2003), "Radial basis function method for 1-D and 2-D groundwater contaminant transport modeling", Journal of Computational Mechanics, 32(1), 10-15.
11
Lin, H., and Atluri, S.N., (2000), "Meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method for convection diffusion problems", Computer Modelling in Engineering & Sciences (CMES), 1(2), 45-60.
12
Liu, G.-R. (2002), Mesh free methods: Moving beyond the finite element method, CRC press. New York Washington, D.C.
13
Liu, G.-R. and Gu, Y.T., (2005), An introduction to meshfree methods and their programming, Springer Science and Business Media, New York, Heidelberg.
14
Mousavi, S., Young, D., and Tsai, C., (2016), "Comparison of localized radial basis functions’ (LRBF) solution of the two-dimensional advection–diffusion equation to the finite difference methods’ (FDM)", Proceedings of 12th International Conference on Hydroscience and Engineering. Tainan, Taiwan.
15
Pathania, T. and Eldho, T.I., (2020), "A moving least squares based meshless element-free Galerkin method for the coupled simulation of groundwater flow and contaminant transport in an aquifer", Journal of Water Resources Management, 34(15), 4773-4794.
16
Tayefi, Sh., Pazirandeh, A., and Kheradmand Saadi, M., (2018), "A meshless local Petrov-Galerkin method for solving the neutron diffusion equation", Journal of Nuclear Science and Techniques, 29(169), 1-19.
17
Wackerly, D., Mendenhall, W., and Scheaffer, R.L., (2014), Mathematical statistics with applications, Cengage Learning.
18
Wallis, S.G., Bonardi, D., and Silavwe, D.D., (2014), "Solute transport routing in a small stream", Hydrological Sciences Journal, 59(10), 1894-1907.
19
ORIGINAL_ARTICLE
کاهش دامنه فشاری و ایجاد لایه همفشار با کمک نصب شیرهای فشارشکن
شبکه توزیع مهمترین بخش سیستم آبرسانی است. حوادث و نشت در شبکههای توزیع همواره دغدغه شرکتهای آبفا است. کاهش حوادث و هدررفت توسط پارامترهای هیدرولیکی نظیر مدیریت فشار از اهمیت ویژهای برخوردار است. یکی از این روشها اینگونه است که هد فشاری درگرههای شبکه تا حد ممکن به حداقل هد استاندارد نزدیک شود. برای اینکار باید دامنه فشاری کاهش یابد. این کاهش با ایجاد لایه همفشار و زونبندی جدید بهکمک نصب شیرفشارشکن انجام میپذیرد. طبق نظریههای علمی با کاهش فشار، حوادث و هدررفت نیز کاهش پیدا خواهد کرد. بعد از بررسی زونهای مختلف مخازن از نظر گستردگی تعداد حوادث، مخزن 94 با دارا بودن بیشترین تعداد حوادث بهعنوان محدوده مورد مطالعاتی انتخاب شد. باکمک نرم افزار WaterGems و اطلاعات GIS این مخزن در نرم افزار مدلسازی شد. بعد از صحتسنجی مدل براساس دادههای فشاری برداشت شده، وضعیت هیدرولیکی شبکه مخزن بررسی و تحلیل شد. 53% ازگرهها فشار بیشتراز 6 اتمسفر داشتند که در این دامنه فشاری، هدررفت و حوادث متصور است. بهمنظور اصلاح شبکه، طرح پیشنهادی افزایش لایه همفشار با سناریوی نصب 4 شیر فشارشکن برای شبکه اعمال شد. برای ایزوله کردن شبکه، 13 عدد شیر نیز درنظر گرفته شد. با اعمال تغییرات مشاهده شد در زمان حداقل مصرف هیچ گرهای دیگر فشار بالای 6 اتمسفر نخواهد داشت. طبق یافتههای علمی با کاهش فشار به کاهش حوادث و نشت نیز میتوان دست یافت.
https://www.jwwse.ir/article_142914_2cbc9f8316978e3067f11ad51989bd8e.pdf
2021-09-23
58
66
10.22112/jwwse.2021.265941.1246
مدیریت فشار
لایه فشاری
کاهش هدررفت و حوادث
شبکه توزیع آب شهری
عابدین
ساجدی
sajedi.abed@gmail.com
1
دانشجوی دکتری عمران آب سازه هیدرولیکی- شرکت آب و فاضلاب منطقه 2 شهر تهران
LEAD_AUTHOR
آشفته، ج.، (1370)، طراحی شبکه آبرسانی، انتشارات حسینیان، چاپ سوم.
1
تابش،م.، و واسطی،م.، (1386)، "کاهش میزان نشت در شبکههای توزیع آب شهری از طریق حداقل نمودن فشار اضافی در شبکه"، مجله تحقیقات آب ایران، 2(2)، 53-66.
2
جهانگیر،م.، بارانی،غ.، و جهانگیر،ج.، (1390)، "بهینهسازی شبکههای آبرسانی با مدیریت هوشمند فشار و کاهش نشت در محیط WaterGems (مطالعه موردی مجتمع آبرسانی دو حصاران خراسان جنوبی)"، کنفرانس بین المللی آب و فاضلاب، تهران، شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور.
3
معاونت برنامهریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری، (1392)، "ضوابط طراحی سامانههای انتقال و توزیع آب شهری و روستایی"، نشریه 3-117 بازنگری اول، معاونت برنامهریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری، تهران، ایران
4
Latchoomun, R.T.F., King, A., Busawon, K.K., and Ginoux, J.M., )2020), "Harmonic oscillator tank: A new method for leakage and energy reduction in a water distribution network with pressure driven demand", Energy, 201, 117657.
5
Saldarriag, J., and Andrés Salcedo, C., )2015(, "Determination of optimal location and settings of pressure reducing valves in water distribution networks for minimizing water losses", Procedia Engineering, 119, 973-983.
6
Wright, R, Parpas, P., and Stoianov, I., )2015(, "Experimental investigation of resilience and pressure management in water distribution Networks”, Procedia Engineering, 119, 643-652.
7