https://www.jwwse.ir/ علوم و مهندسی آب و فاضلاب fa daily 1 Sat, 21 Mar 2026 00:00:00 +0330 Sat, 21 Mar 2026 00:00:00 +0330 https://www.jwwse.ir/article_246022.html ضرورت ارتقای تصفیه‌خانه‌های آب سطحی در چارچوب برنامه ایمنی آب به‎منظور کنترل و حذف آلاینده‌های نوظهور https://www.jwwse.ir/article_233925.html با توجه به چالش‎های کمبود آب، فرآیندهای غشایی اسمز معکوس برای تصفیه آب گسترش یافته‎اند. در این روش، آب با فشار از غشای نیمه‎تراوا عبور کرده و ناخالصی‎ها جدا می‎شوند. با این‎حال، تشکیل رسوب املاح موجود در آب بر سطح غشا، کارایی این فناوری را کاهش‎داده، عمر مفید غشا را کم و هزینه‎ها را افزایش می‎دهد. سیلیس، از رایج‎ترین املاح آب، در اثر پلیمریزاسیون اسید‎سیلیسیک رسوب می‎کند. از آن‎جایی‎که حذف رسوبات سیلیس دشوار و نیازمند شوینده‎های شیمیایی قوی و مضر برای محیط‎زیست است، پیش‎گیری از تشکیل رسوب سیلیس از اهمیت بالایی برخوردار است. راه‎کارهای پیش‎گیرانه شامل اصلاح سطح غشا، تنظیمpH و دمای آب ورودی برای افزایش انحلال‎پذیری سیلیس، کاهش غلظت سایر املاح موجود در آب که به تشکیل رسوب کمک می‎کنند، پیش‎تصفیه آب ورودی برای کاهش غلظت سیلیس و استفاده از آنتی‎اسکالانت‎های مناسب برای ممانعت از پلیمریزاسیون سیلیس است. لذا در این مقاله مروری، تلاش شده است ضمن بررسی آخرین پژوهش‎های موجود از دیدگاه عملیاتی، راهکارهای عملیاتی مناسب برای استفاده توسط کارشناسان واحدهای تصفیه آب به روش اسمز معکوس مورد جمع‎بندی قرارگیرد. https://www.jwwse.ir/article_236913.html در این پژوهش، یک مدل شبیه‌سازی-بهینه­سازی با هدف حداقل‌سازی هزینه زیست‌پالایی در یک آبخوان آلوده نفتی، ارائه شده است. شبیه­سازی جریان و آلودگی با مدل‌های MODFLOW6، MT3D-USGS و بهینه‌سازی زیست‌پالایی با الگوریتم تکامل تفاضلی انجام شد و صحت مدل‌سازی با یک مسئله آزمون کنترل شد. در ادامه پالایشگاه شیراز به‎عنوان مطالعه موردی انتخاب و پاکسازی آلودگی BTEX (بنزن، تولوئن، اتیل‌بنزن و زایلن)، حاصل از نشت محتمل در چهار گزینه بررسی شد. نتایج گزینه 1 نشان داد که زیست‌پالایی طبیعی قادر به کاهش غلظت آلاینده بنزن تا مقدار مجاز نیست. سه گزینه دیگر براساس موقعیت، تعداد چاه­های زیست‌پالایی و مدت زمان اجرا تعریف شدند و در هر سه گزینه، غلظت آلاینده در انتهای دوره ده ساله، به کمتر غلظت استاندارد رسید. نتایج بهینه‌سازی نشان‎داد که سناریوی دوم (با ۲ چاه تزریق و ۲ چاه پمپاژ، طی 4 سال) با هزینه کل 157634 دلار، 1/%12 ارزان‌تر از گزینه سوم و 5/9 درصد ارزان‌تر از گزینه چهارم است. در مقابل، گزینه سوم سریع‌ترین نرخ پاک‌سازی را داشت. به‎طور خلاصه، گزینه دوم هزینه پاکسازی کمتری داشته و به‎علت طولانی‌تر بودن اجرا، نرخ پمپاژ و تغذیه کمتری نیز دارد، و گزینه‌ سوم دارای اثربخشی پاک‌سازی سریع‌تری است. https://www.jwwse.ir/article_225999.html ورود آنتی‎بیوتیک­ها به سیستم رودخانه بدون توجه به تصفیه مناسب، زمینه افزایش مقاومت باکتریایی، ژئوتوکسیسیتی و اختلالات ژنتیکی را جامعه به‎دنبال دارد. از این‎رو اجرای تصفیه­ای کارآمد در مراکز درمانی اهمیت بالایی دارد. در این پژوهش راه­اندازی راکتور لجن بی­هوازی جریان رو به بالا یا UASB به‎منظور حذف آنتی­بیوتیک از فاضلاب بیمارستانی مورد بررسی قرارگرفته است. پکیج تصفیه فاضلاب UASBیکی از سیستم­های تصفیه فاضلاب است که برپایه استفاده از میکروارگانیسم­ها در شرایط بی‎هوازی برای حذف آلاینده­های آلی موجود در فاضلاب­ طراحی شده است. راه­اندازی راکتور با استفاده از لجن فعال بیمارستان انجام شد. به‎منظور راه­اندازی راکتور، لجن به‎مدت 48 ساعت سازگاری داده‎شد. در این مطالعه تاثیر تغییرات pH (محدوده­ بین 4 تا 8)، درجه حرارت (25-40 درجه سانتی‎گراد)، زمان ماند هیدرولیکی (4 تا 8 ساعت)، زمان ماند سلولی (محدوده­ بین 20 تا 40 روز) بر روی درصد حذف COD، BOD و حذف آنتی‎بیوتیک­ها مورد مطالعه قرارگرفت. میزان تزریق آنتی­بیوتیک­ها آزیترومایسین 2/5 میلی­گرم بر لیتر و سفتریاکسون 7/6 میلی­گرم بر لیتر بود. شرایط بهینه فعالیت راکتور در شرایط 6 ساعت زمان ماند هیدرولیکی، pH 6، زمان ماند سلولی 30 روز و دمای 25 درجه سانتی­گراد بود که در این شرایط راندمان حذف COD برابر 58/81 درصد، BOD برابر 12/83 درصد، حذف آنتی­بیوتیک آزیترومایسین برابر 35/86 درصد و حذف آنتی­بیوتیک سفتریاکسون برابر 52/874 درصد بود. درنتیجه کارایی موفق سیستم در کاهش بار آنتی­بیوتیکی فاضلاب و عدم دفع لجن، این سیستم را به سیستمی پاک برای محیط‎زیست تبدیل کرده است. https://www.jwwse.ir/article_234577.html برخلاف روش طراحی استاتیکی که رویکردی سنتی محسوب می‌شود و فرآیند طراحی شبکه آبرسانی را در یک مرحله به انجام می‌رساند، روش طراحی دینامیکی با تقسیم‌بندی دوره طرح به فازهای متعدد، طراحی شبکه توزیع آب را انجام می‎دهد. امروزه به‌منظور دستیابی به طرح‌های بهینه در روش طراحی دینامیکی، الگوریتم‌های بهینه‌سازی چندهدفه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در پژوهش حاضر، ابتدا روش طراحی و ساخت چندفازی که زیرمجموعه‌ای از طراحی دینامیکی است، تشریح شده است. سپس، دو رویکرد متمایز مدل تجمیعی و مدل تفکیکی برای مدل‌سازی بردار متغیرهای تصمیم‌گیری در الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه معرفی می‌شوند. مدل تجمیعی در هر فاز از یک کروموزوم واحد استفاده می‌کند، در حالی‎که مدل تفکیکی برای هر فاز از دو کروموزوم مجزا بهره می‌گیرد. در نهایت، تأثیراتی که این دو رویکرد مدل‌سازی بردار متغیرهای تصمیم‌گیری بر طراحی چندفازی شبکه‌های آبرسانی اعمال می‌نمایند، مورد مقایسه و ارزیابی قرار می‌گیرند. نتایج نشان می‌دهد که مدل تفکیکی منجر به بهبود ۱۰ درصدی جواب‌های جبهه پارتوی نهایی نسبت به مدل تجمیعی شده است. علاوه‎بر این، این مدل موجب افزایش ۶ درصدی تعداد جواب‌های نهایی جبهه پارتو و افزایش ۲ برابری تعداد جواب‌های امکان‌پذیر در تکرارهای ابتدایی در مقایسه با مدل تجمیعی شده است. https://www.jwwse.ir/article_244381.html در این پژوهش، نانومیله‌های اکسید تنگستن (WO₃) به‎روش هیدروترمال سنتز و با استفاده از روش­های مختلف شناسایی شدند. در ادامه از نانو ذرات سنتز شده به‎میزان 1/0 درصد وزنی برای اصلاح و ساخت غشای پلی‌اتر سولفون (PES)، استفاده شد. نتایج بررسی‌های ساختاری و سطحی نشان‎داد افزودن نانومیله‌های WO₃ به غشای خالص (Mbare) PES موجب کاهش زاویه تماس، زبری سطح و تخلخل و در عین‎حال کاهش اندازه منافذ شد. این تغییرات به‎دلیل آب‎دوستی بالای WO₃ و مورفولوژی میله‌ای شکل آن است که افزایش تعداد حفرات و کاهش شعاع منافذ را شامل می­شود. نتایج کارایی و عملکرد دفع نمک و گرفتگی غشای اصلاح‎شده MWO₃ بیانگر آن است که در فشار ۴ بار، شار آب آن L·m⁻²·h⁻¹81/14 بوده و درصد دفع نمک Na₂SO₄ و NaCl به‌ترتیب 94/62% و 97/34% به‌دست آمد که نسبت به غشای خالص بهبود یافته است. در آزمون ضدگرفتگی نیز غشای MWO₃ دارای نرخ بازیابی شار (FRR) برابر 57/71% و گرفتگی غیرقابل بازگشت 42/28% بود، در حالی‌که این مقادیر برای Mbare به‌ترتیب 24/51% و 75/48% گزارش شد. در مجموع، افزودن نانوذرات WO₃ موجب افزایش آب‎دوستی، شار آب، خاصیت ضدگرفتگی و دفع نمک در غشاهای PES می‎شود. https://www.jwwse.ir/article_239721.html در این پژوهش، نانوکامپوزیت TiO2-ZnO با هدف ارتقای عملکرد فتوکاتالیستی در سه نسبت وزنی متفاوت )1:3، 3:1 و 1:1( به‎روش سل-ژل سنتز شد. به‌منظور شناسایی ساختار بلوری، مورفولوژی سطح، گروه‌های عاملی، گاف انرژی و خواص نوری نمونه‌ها از آزمون‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FT-IR) و طیف‌سنجی UV-Vis استفاده شد. کارایی فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت‌های سنتزشده برای حذف رنگ متیل اورانژ (MO) از محلول آبی تحت تابش نور فرابنفش (UV) ارزیابی شد. در طراحی آزمایش‌ها از روش سطح پاسخ (RSM) مبتنی بر طراحی مرکب مرکزی (CCD) استفاده‎شد تا تأثیر چهار متغیر شامل شدت تابش نور (18-6 وات)، غلظت اولیه رنگ ( ppm30-10)، مدت زمان واکنش (5/5-0/2 ساعت) و مقدار کاتالیست (1/9-0/0 گرم بر لیتر) بر بازده حذف رنگ مورد بررسی و مدل‎سازی قرارگیرد. حذف رنگ متیل اورانژ عمدتاً از طریق اکسیداسیون فتوکاتالیستی توسط نانوکامپوزیت TiO2-ZnO صورت‎گرفت و pH آزمایش‌ها در مقدار ثابت 4 حفظ شد. برپایه نتایج تحلیل واریانس، مدل رگرسیونی توسعه‌یافته با مقدار ضریب تعیین (R2) بیشتر از 99/0 و ضریب احتمال (p-value) کمتر از 0001/0، تطابق و دقت آماری مناسبی را در پیش‌بینی راندمان حذف رنگ نشان‎داد. شرایط بهینه برای دستیابی به حداکثر بازده حذف رنگ معادل 36/96%، شامل غلظت اولیه رنگ ppm 68/13، شدت تابش UVA برابر با 55/17 وات، مدت زمان واکنش 37/2 ساعت و مقدار کاتالیست 62/0 گرم بر لیتر تعیین شد. جذب نوری تقویت‌شده در ناحیه UV نسبت به هر یک از نانو ذرات منفرد TiO2 و ZnO نشان‌دهنده کارایی بالای نانوکامپوزیت سنتز ‌شده در تجزیه این آلاینده‌ آلی است. https://www.jwwse.ir/article_244378.html نشت‌ها در شبکه‌های توزیع آب با توجه به اتلاف قابل توجه آب و انرژی، با اهمیت و پر هزینه هستند. انواع نشت به سه جزء گزارش شده، گزارش نشده و نشت زمینه طبقه‌بندی می‌شوند. نشت زمینه حاصل نشت از شکاف‌های بسیار ریز است که با روش‌های معمول نشت‌یابی یا بازرسی بصری قابل تشخیص نیستند و چون به مدت طولانی بدون شناسایی باقی می‌مانند منجر به تلفات آب قابل توجهی می‌شوند. هدف این پژوهش، بررسی جامع مدل‌های پیش‌بینی نرخ نشت زمینه در ارتباط با فشار و زمان در شبکه‎های آبرسانی است. بر اساس مرور بیش از ۵۰ مقاله مرتبط، نتایج نشان داد که بیش از ۵۰ درصد مطالعات بر مدیریت فشار به عنوان مؤثرترین راهکار کاهش نشت‎زمینه تمرکز داشته‌اند، در حالی‎که کمتر از ۳۰ درصد مقالات به ‎نشت‎زمینه‎ و نرخ افزایش آن با زمان پرداخته‌اند. علی رغم اهمیت این موضوع، عموماً بخاطر دشوار بودن تخمین نرخ ‎نشت‎زمینه‎ و عدم وجود داده‌های کافی، در مدلسازی‌ها کمتر به نرخ رشد نشت با زمان توجه شده است. بنابراین، در این مطالعه علاوه‌ بر مرور مدل‌های مبتنی بر فشار، مدل‌هایی که تأثیر زمان را نیز در نظر گرفته‌اند بررسی شده و در نهایت، چگونگی به‌کارگیری این مدل‌ها در تحلیل شبکه‌های آبرسانی بررسی گردیده‌است. https://www.jwwse.ir/article_247700.html در سال‌های اخیر از مدل‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی شکست لوله‌ها استفاده شد. پژوهش‌های پیشین معمولا بر کاربرد یک یا دو مدل خاص متمرکزند در حالیکه تحلیل مقایسه‌ای جامع از الگوریتم‌های مختلف و کاربرد عملیاتی آن‌ها مدنظر قرار نگرفتند. این پژوهش با هدف توسعه و مقایسه عملکرد شش مدل یادگیری ماشین شامل؛ رگرسیون لجستیک، درخت تصمیم، جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی و درخت تقویت شده برای پیش‌بینی شکست لوله انجام شد. مدل‌ها با استفاده از مجموعه داده‌ی شبکه توزیع آب منطقه 2 شهر تهران که شامل ویژگی‌های فیزیکی و عملیاتی لوله‌ها با تقسیم‌بندی 70 درصد برای آموزش و 30 درصد برای اعتبارسنجی، توسعه یافته‌اند. نتایج بدست آمده نشان داد علی رغم انتظارات اولیه، مدل‌های پیچیده‌تری مانند جنگل تصادفی و درخت تقویت شده، با وجود عملکرد بی‌نقص روی داده‌های آموزشی، دچار بیش‌برازش شدید شده و برای کاربرد واقعی غیرقابل اعتمادند. مدل درخت تصمیم با مساحت زیر نمودار 92/0، حساسیت 93% و دقت کلی 92% به عنوان گزینه برتر معرفی گردید. از این مدل با توجه به تفسیرپذیری بالا، می‌توان در سیستم‌های مدیریت بهره‌برداری شبکه‌های توزیع آب جهت پیش‌بینی شکست لوله‌ها، استفاده کرد. https://www.jwwse.ir/article_247703.html پیش‌بینی شکست لوله در شبکه‌های توزیع آب، برای گذار از نگهداری واکنشی به مدیریت دارایی مبتنی بر ریسک، امری ضروری است. اما توسعه مدل‌های پیش‌بینی دقیق با چالش‌های عدم تعادل کلاس‌ها و ماهیت تکرارشونده شکست‌ها مواجه است که اغلب نادیده گرفته می‌شوند. این پژوهش با توسعه یک مدل رگرسیون لجستیک وزن‌دار به عنوان یک تکنیک یادگیری ماشین، به این چالش‌ها پاسخ می‌دهد. در تحقیق حاضر از داده‌های واقعی شکست لوله‌ها در بخشی از شبکه توزیع آب تهران به مدت 12 سال استفاده گردید. داده‌ها به صورت تصادفی به دو زیرمجموعه ۷۰ درصد برای آموزش و ۳۰ درصد برای اعتبارسنجی تقسیم شد تا عملکرد مدل بر روی داده‌های دیده‌نشده صحت‌سنجی گردد. برای ارزیابی مدل از منحنی ROC استفاده شد و مدل با AUC برابر ۰.۸78 در مجموعه اعتبارسنجی، قدرت پیش‌بینی بالایی را از خود نشان داد. طول و سن لوله به ترتیب به عنوان مهم‌ترین پیش‌بینی‌کننده‌ها شناسایی شدند. یک یافته کلیدی، ضریب منفی سن لوله بود که به سوگیری بازماندگان ناشی از شکست‌های زودهنگام به دلیل نصب نامناسب نسبت داده شد. این مدل می‌تواند بعنوان ابزاری قابل اعتماد برای شرکت‌های آب جهت اولویت‌بندی بازرسی و جایگزینی فراهم کرده و بر نقش حیاتی کیفیت نصب در کنار ویژگی‌های فیزیکی لوله تأکید می‌کند. https://www.jwwse.ir/article_250868.html رنگ‌زاهای موجود در فاضلاب‌های صنعتی از جمله منابع اصلی آلودگی‌های زیست‌محیطی به‌شمار می‌روند. استفاده از نانوجاذب‌ها یکی از روش‌های مؤثر برای حذف این آلاینده‌هاست. در این پژوهش، به‌منظور حذف رنگ متیل اورانژ از محلول‌های آبی، نانوجاذب مزومتخلخل SBA-15 تثبیت‌شده بر پایه کیتوسان (CTS/SBA-15) سنتز شد. ساختار و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی نانوجاذب با استفاده از آنالیزهای مختلف از جمله طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، اندازه‌گیری سطح ویژه بر پایه مدل بروناور-امت-تلر (BET) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد شناسایی و بررسی قرار گرفت. سپس تأثیر پارامترهای مؤثر از جمله pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اولیه رنگ بر کارایی جذب مطالعه شد. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه شامل pH برابر 7، زمان تماس30 دقیقه، مقدار جاذب 16/0 گرم و غلظت اولیه رنگ 6 میلی‌گرم بر لیتر، میزان حذف متیل اورانژ به %94 رسید. این یافته‌ها بیانگر آن است که نانوجاذب CTS/SBA-15 عملکرد مناسبی در حذف متیل اورانژ از محیط‌های آبی دارد و می‌تواند به‌عنوان یک جاذب مؤثر در فرآیندهای تصفیه پساب مورد استفاده قرار گیرد. https://www.jwwse.ir/article_252121.html هدف از این کار تحقیقاتی حذف آرسنیک کل از آب‌های آلوده به آرسنیک است. در این کار تحقیقاتی، ما تاثیر مقدار مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده مختلف (کلروفریک، پلی آلومینیوم کلرید، بنتونیت، آهک هیدراته و پلی الکترولیت آنیونی) را در افزایش راندمان حذف آرسنیک از آب آلوده به آرسنیک مورد مطالعه قرار دادیم.. برای پیش بینی شرایط انعقاد، تعیین میزان مناسب pH و مقدار مواد شیمیایی مورد نیاز برای لخته‌سازی از آزمون جارتست استفاده شد. برای اندازه‌گیری مقدار آرسنیک از روش طیف سنجی جذب اتمی مجهز به کوره و تیوب گرافیتی استفاده شد. این مطالعه بر روی نمونه‌های آب سطحی با غلظت 86 میلی‌گرم بر لیتر انجام گرفت. ما با بررسی شرایط مختلف مواد منعقد کننده، کمک منعقد کننده، تغییر pH و پرکلرین، موفق شدیم آرسنیک را حدود 95 درصد از آب آلوده به آرسنیک حذف کرده و بهینه‌ترین شرایط (5/7= pH ، پرکلرین = 5/7 ppm، کلروفریک =21 ppm، بنتونیت= 2 ppm، آهک هیدراته = 2 میلی‌گرم بر لیتر و پلی الکترولیت = 03/0 (ppm را بدست آوریم. https://www.jwwse.ir/article_252137.html مدیریت تقاضای آب، افزون بر مداخلات فنی و اقتصادی، به پیام‌هایی نیاز دارد که کم‌آبی را معنادار و رفتارهای قابل انجام را روشن کنند. این پژوهش با تحلیل محتوای کمی، معماری ۱۶۰ پیام مدیریت مصرف آب تهران طی ۱۳۹۶ تا ۱۴۰۴ را بررسی کرد. پیام‌ها بر اساس سال، طول، بستر، نوع محتوا و لحن، تکنیک اقناعی غالب، قاب‌بندی و راهکارمحوری کدگذاری شدند. داده‌ها با آمار توصیفی، آزمون خی‌دو، V کرامر و رگرسیون لجستیک تحلیل شدند. برای پایایی، ۲۰ درصد پیکره بازکدگذاری شد و توافق بین کدگذاران ۸۵ درصد بود. یافته‌ها نشان داد 4/34 درصد پیام‌ها متعلق به سال ۱۴۰۴، 2/66 درصد حداکثر ده‌واژه‌ای و 6/70 درصد محیطی بودند. 4/29 درصد فاقد تکنیک روشن و 9/56 درصد فاقد قاب‌بندی قابل تشخیص بودند. عدد و داده و سپس هشدار، تکنیک‌های غالب بودند؛ راهکار عملی مستقیم فقط در ۴/۴ درصد پیام‌ها تکنیک غالب بود. مدل تعدیل‌شده معنادار بود؛ پیام‌های سال ۱۴۰۴ شانس برخورداری از تکنیک روشن را افزایش دادند (نسبت شانس=۲۹/۶)، صورت‌بندی محتوایی یا لحن غالب با کاهش این شانس همراه بود (نسبت شانس=۴۴/۰)، و طول و بستر معنادار نبودند. نتایج از شکاف میان دیده‌شدن پیام و صورت‌بندی رفتار حکایت دارد و ناظر بر ظرفیت درون‌متنی پیام‌هاست، نه اثبات تغییر رفتار.