فصلنامه

زمینه و هدف: انعقاد الکتریکی (EC) به عنوان یک روش الکتروشیمیایی جهت غلبه بر مشکلات تکنولوژی‌های رنگ‌زدایی متعارف توسعه یافته و یک جایگزین مناسب برای تصفیه رنگ‌های نساجی است. هدف این مطالعه بهینه‌سازی فرایند EC برای رنگ‌زدایی و حذف COD از یک فاضلاب نساجی واقعی است. روش بررسی: در این تحقیق، مقیاس آزمایشگاهی راکتور انعقاد الکتریکی جهت تصفیه فاضلاب نساجی طراحی، ساخته و مورد مطالعه قرار گرفت. متغیرهای بهره‌برداری اصلی شامل شدت جریان، زمان ماند، pH اولیه و جنس الکترود به عنوان متغیرهای مستقل و رنگ و COD به عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شد. مراحل آزمایش با استفاده از متغیرهای انتخابی توسط نرم‌افزار 7/0 Design Expert طراحی شد و فرایند برای رنگ‌زدایی و حذف COD با استفاده از روش سطح پاسخ بهینه‌سازی گردید. یافته‌ها: شرایط بهینه بهره‌برداری در فرایند انعقاد الکتریکی جهت دستیابی به حداکثر رنگ‌زدایی و حذف COD شدت جریان A 0/97، pH اولیه 4/40 و زمان ماند min 48 و الکترود آهن بدست آمد. فاکتور مطلوبیت برای الکترود Fe، رنگ‌زدایی و حذف COD به ترتیب برابر 1، 0/763و 0/756 بود که با یافته‌های تجربی منطبق هستند. نتیجه‌گیری: نتایج تجربی نشان داد که فرایند انعقاد الکتریکی یک فرایند کارامد و امیدبخش برای رنگ‌زدایی و حذف COD جهت پساب‌های نساجی است. تحت شرایط بهره‌برداری بهینه، مقادیر تجربی با مقادیر پیش‌بینی شده همبستگی خوبی داشت که نشان‌دهنده تناسب مدل و موفقیت RSM در بهینه‌سازی فرایند انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب نساجی با حداکثر حذف رنگ و COD تحت شرایط انتخاب شده جهت متغیرهای مستقل است.

زمینه و هدف: فاضلاب تولیدی خمیرمایه مخلوط پیچیده‌ ای است و دارای اکسیژن مورد نیاز شیمیایی(COD) بالا، رنگ تیره، نیتروژن بالا، سولفات بالا و آلاینده های غیر قابل تجزیه بیولوژیکی است. فاضلاب رها شده از این صنعت به علت وجود ترکیبات رنگی مقاوم به تجزیه و محلول به نام ملانوئیدین ها منبع اصلی آلودگی آب و خاک است. هدف این تحقیق بررسی کارایی اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از فرآیند فنتون برای حذف COD و رنگ فاضلاب خمیرمایه است. روش بررسی: این تحقیق یک مطالعه تجربی- آزمایشگاهی است. در این مطالعه اثر زمان واکنش، دوز پراکسید هیدروژن و Fe ⁺² برای حذف COD و رنگ فاضلاب خمیرمایه مورد آزمایش قرارگرفت. نمونه مورد استفاده برای این مطالعه، پساب خمیرمایه خروجی از واحد جداکننده 2 با COD و رنگ با غلظت های اولیه به ترتیب mg/L 5300 وpt-co 6950 بود. در این تحقیق برای به دست آوردن شرایط بهینه بهره برداری فرآیند، از آنالیز تاگوچی استفاده گردید. آزمایشات در 5 مرحله و در زمان‌های min 60،45،30،15 و 75 و با غلظت های پراکسید هیدروژن (M 0/02، 0/04، 0/06 ،0/08 و 0/1)، غلظت های Fe²⁺ 0/01 ، 0/02، 0/03، 0/04، 0/05M)) در pH برابر با 3 انجام گرفت. شرایط بهینه متغیرهای زمان واکنش، دوز پراکسید هیدروژن و Fe ⁺² با آزمایش جارتست تعیین شد. یافته‌ها: بر اساس نتایج حاصل از روش تاگوچی و آنالیز نسبت S/N، بهترین نسبت مقدار پراکسید هیدروژن به آهن (II) برای حذف حداکثر COD و رنگ، mol 0/08 به mol 0/04 در pH برابر 3 و زمانmin 30 حاصل شد. در این شرایط حداکثر راندمان حذف برای COD و رنگ به ترتیب 0/4± 63٪ و 0/5± 69٪ بود. نتایج نشان داد که با افزایش زمان واکنش، تغییر محسوسی در راندمان حذف مشاهده نمی گردد. نتیجه‌گیری: می‌توان چنین نتیجه گیری نمود که روش اکسیداسیون فنتون می تواند به عنوان گزینه‌ای مناسب به هنگام طراحی و انتخاب روش حذف رنگ و COD فاضلاب به منظور تصفیه فاضلاب‌های قوی صنعتی همچون فاضلاب صنعت خمیرمایه به عنوان پیش تصفیه با موفقیت بکار گرفته شود.

زمینه و هدف: تخلیه بیش از حد مواد خطرناک همچون ترکیبات نیتروژن‌دار و ترکیبات آلی به محیط زیست سبب بروز اثرات مخرب متعدد بر محیط زیست می‌شود. هدف از این مطالعه، بررسی عملکرد یک شکل اصلاح شده راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) در حذف ترکیبات نیتروژن‌دار و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) است. روش بررسی: راکتور مورد نظر یک راکتور با جریان پیوسته رو به بالا و با خروجی منقطع بود. برای بررسی عملکرد این راکتور، ابتدا 4 چرخه متفاوت شامل هوادهی، ته‌نشینی و تخلیه (به ترتیب 3، 4، 6 و h8) طراحی شدند. سپس با استفاده از غلظت‌های متفاوت ازCOD   250-1500mg/L)) و آمونیاک (mg/L 40-100)، راندمان هر چرخه به تفکیک مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان دادند که همه فازها در حذف COD عملکرد بسیار مناسبی داشته‌اند. میانگین حذف COD برای فازهای 1، 2، 3 و 4 به ترتیب 91/7%، 91/5%، 92% و 92/7% به دست آمد. درصد حذف آمونیاک در فاز 3 و 4 با زمان چرخه 6 و h8 در غلظت ورودی mg/L40 به ترتیب 92/7% و 95/8% بود. نتیجه‌گیری: عملکرد فاز 4 (با زمان چرخه h8) در حذف ترکیبات نیتروژن و مواد آلی بسیار زیاد بود. تلفیق مراحل انوکسیک و هوازی در این راکتور و فراهم کردن نیترات به عنوان گیرنده الکترون باعث عملکرد مناسب راکتور در حذف نیتروژن از فاضلاب شد، به طور کلی این راکتور با توجه به پیوسته بودن جریان جایگزین مناسبی برای سیستم‌های منقطع و حذف همزمان COD و نیتروژن است.

زمینه و هدف: ورود سورفاکتانت ها از طریق پساب تصفیه خانه های فاضلاب به منابع آبی موجب تغییر طعم و بوی آب، مرگ و میر آبزیان، محدودیت انتقال اکسیژن به آب و اختلال در فرایندهای تصفیه می گردد. لذا هدف از این مطالعه، تعیین شرایط بهینه فرایند اکسیداسیون فنتون با روش تاگوچی در حذف الکیل بنزن سولفونات خطی از محیط های آبی و نیازسنجی به آن برای تصفیه تکمیلی پساب فرایند بیولاک در حذف الکیل سولفونات خطی (LAS) از فاضلاب شهری است. روش بررسی: حذف LAS با اکسیداسیون فنتون، به صورت تجربی در مقیاس آزمایشگاهی در یک راکتور ناپیوسته mL500 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور صرفه جویی در هزینه های مربوطه، برای تعیین شرایط بهینه اکسیداسیون فنتون، 25 حالت با روش Taghuchi بوسیله نرم افزار Minitab 16 استخراج شدند. نمونه برداری و آزمایش های لازم بر اساس کتاب روش های استاندارد آزمایش های آب و فاضلاب انجام شدند. برای کفایت سنجی فرایند بیولاک در حذف LAS، راندمان بیولاک در تصفیه خانه فاضلاب شهر ارومیه در سال 1391 مورد ارزیابی قرارگرفت. یافته ها: نرم افزار Minitab 16 براساس میزان حذف LAS و مواد شیمیایی موردنیاز، شرایط بهینه اکسیداسیون فنتون را در mg/L 900 پراکسید هیدروژن، mg/L 170یون فرو، pH برابر 4 و زمان min20 معرفی نمود. نتایج نشان دادند که اکسیداسیون فنتون در شرایط بهینه به عنوان واکنش درجه دوم با ضریب سرعت L/mg.min 0/0152 می تواند mg/L 25 از LAS ورودی را 86/5 درصد حذف کند. فرایند بیولاک با عنایت به تامین استاندارد LAS در پساب تصفیه فاضلاب شهری، به تصفیه تکمیلی شیمیایی نیاز ندارد. بطوریکه این فرایند، مقدار LAS فاضلاب شهری را بطور میانگین ازmg/L 5/28 به mg/L 0/734 کاهش داد. نتیجه گیری: علیرغم اینکه اکسیداسیون فنتون به عنوان یک فرایند شیمیایی، راندمان زیادی در حذف LAS دارد؛ پایین بودن راندمان «COD متناظر با LAS»، نشانگر تجزیه ناقص الکیل بنزن سولفانات خطی توسط اکسیداسیون فنتون است.

زمینه و هدف: فنل و ترکیبات فنلی در فاضلاب صنایع جزء آلاینده های دارای تقدم هستند. هزینه بالا و کارایی پایین برخی از فرایندهای تصفیه متداول فاضلاب های صنعتی محدودیت هایی را بوجود آورده است. یکی از روش های مورد توجه فرایند جذب توسط نانولوله های کربنی به عنوان یک روش نوین است. این مطالعه با هدف بررسی کاربرد نانولوله کربنی چند جداره پوشیده شده با آلومینا در حذف فنل از محلول های آبی انجام شد. روش بررسی: این مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی و به صورت ناپیوسته انجام پذیرفت. نانولوله های کربنی چندجداره با اکسید آلومینیوم پوشش داده شد. مقادیر غلظت فنل با استفاده از اسپکتروفتومتر و از طریق روش رنگ‌سنجی اندازه‌گیری گردید. اثر تغییرات pH، دوز جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه فنل، دما و غلظت نمک های مختلف بر کارایی حذف بررسی گردید. سپس یافته های جذب توسط ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ و همچنین سینتیک جذب شرح داده شدند. یافته ها: نتایج نشان دادند که با کاهش غلظت اولیه فنل، pH و همچنین افزایش دوز جاذب نانو لوله کربنی، دما و زمان تماس کارایی فرایند بطور چشمگیری افزایش یافت. به طوری‌که حذف فنل از محلول در غلظت mg/L4، تحت شرایط اسیدی (3=pH)، دوز جاذب g/L 0/05، دمای ⁰C45 و زمان تماس min10 راندمان تا 98/86 درصد افزایش یافت. بررسی رگرسیون های ایزوترم حاکی از تبعیت فرایند از مدل لانگمویر و سنتیک جذب از نوع شبه درجه دوم است. نتیجه گیری: کارایی بالای 98 درصدی فرایند جذب در این مطالعه نشان داد که نانولوله کربنی چند جداره پوشیده شده با آلومینا قابلیت خوبی در حذف فنل دارد و می‌تواند به عنوان یک روش پیشنهادی مناسب و نوین جهت حذف فنل و ترکیبات آن از فاضلاب ها مورد استفاده قرار گیرد.

زمینه و هدف: ارزیابی کیفی لجن­ های تولید شده در تصفیه­ خانه­ های فاضلاب قبل از کاربرد آنها برای مصارف مختلف از جمله بعنوان تقویت کننده خاک امری ضروری است. این مطالعه به منظور پوشش دادن کاستی­ های موجود در خصوص کیفیت لجن تولیدی در تصفیه­ خانه های فاضلاب استان آذربایجان ­شرقی و با هدف مطالعه کل کلی­فرم­ ها، کلی­فرم ­های مقاوم به حرارت و سالمونلا در این تصفیه خانه­ ها انجام گردید.

روش بررسی: این مطالعه بر روی لجن­ های دفعی از 9 تصفیه­ خانه فاضلاب در استان آذربایجان ­شرقی انجام شد و پارامترهای کل کلی­ فرم ­ها، کلی­فرم­ های مقاوم به حرارت و سالمونلا مورد بررسی قرار گرفت. برای شمارش باکتری­ های کلی­فرم کل و مقاوم به حرارت از روش شماره 1680 EPA و برای شمارش سالمونلا از روش 1682 EPA استفاده گردید.

یافته­ ها: از نظر کلی­فرم کل نمونه لجن شهرستان جلفا با میزان MPN/g 1/82×10⁶ دارای بیشترین و شهرستان سراب با MPN/g 2/02×10³ دارای کمترین میزان آلودگی بوده ­اند. بررسی شاخص کلی فرم گرماپای نیز نشان داد که شهرستان جلفا با تعداد MPN/g  1/06×10⁶ بیشترین و شهرستان اهر که هیچ کلی­فرم گرماپایی در نمونه­ های آن مشاهده نگردید، دارای کمترین میزان آلودگی بوده­ است. از نظر باکتری سالمونلا، در لجن تولیدی تصفیه خانه­ های فاضلاب اهر و بستان آباد  هیچگونه آلودگی مشاهده نگردید، در حالی­که لجن تصفیه خانه فاضلاب تبریز با تعداد 83 عدد در هر گرم دارای بالاترین میزان آلودگی به باکتری سالمونلا بود.

نتیجه‌گیری: از نظر کیفیت میکروبی نیز همه تصفیه خانه­ های استان استاندارد کلاس B توصیه شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا (USEPA) را تامین می­ کنند، اما هیچ یک از تصفیه خانه های قابلیت تولید لجن با استاندارد کلاس A را نداشته­ اند. بنابراین در کاربرد لجن­ های تولید شده تصفیه خانه­ های فاضلاب استان برای اصلاح خاک باید ملاحظات خاصی مد نظر قرار گیرد.

زمینه و هدف: میزان ضایعات پسته تولیدی در ایران، سالانه حدود ton 10⁵ × 1/35 است که در صورت مدیریت نامناسب می­تواند سبب ایجاد مشکلات زیست محیطی گردد. هدف از این مطالعه بررسی فرایند تولید کمپوست راکتوری ضایعات حاصل از  فرآوری پسته با تیمارهای مختلف کود گاوی و لجن فاضلاب شهری به عنوان روشی برای بازیافت آن است.

روش بررسی: ضایعات پسته به نسبت وزنی 5/5 به 10 (لجن آبگیری شده فاضلاب شهری به ضایعات پوست‌گیری پسته) و نسبت وزنی 1 به 10 (کود گاوی به ضایعات پوست‌گیری پسته) برای رسیدن به نسبت کربن به ازت 25 به 1 با هم ترکیب شدند. پارامترهای pH، EC، درصد رطوبت، جامدات کل، جامدات فرار، خاکستر، کربن آلی، دما و فنل اندازه‌گیری شدند.

یافته­ ها: طی فرایند 60 روزه کمپوست‌سازی راکتوری، ضایعات پسته با تیمار کود گاوی نسبت کربن به ازت از 25:1 به 13:1 و لجن آبگیری شده فاضلاب شهری از 25:1 به 14:1 و فنل در تیمار کود گاوی از  ppm4980 به  ppm254 و در تیمار لجن آبگیری شده فاضلاب شهری از ppm 6100 به ppm  254 رسید. حداکثر درجه حرارت در تیمار کود دامی و لجن آبگیری شده فاضلاب به ترتیب طی فرایند کمپوست به °C 50 و °C9/48 رسید.

نتیجه­ گیری: نتایج نشان داد کمپوست تولیدی با تیمار کود گاوی در مقایسه با تیمار لجن آبگیری شده فاضلاب به علت تجزیه مناسب‌تر مواد آلی دارای ارزش کودی بالاتری بود.

زمینه و هدف: راکتور بافل‌دار بی‌هوازی با توجه به مزایایی مانند هزینه ساخت و راهبری کمتر نسبت به روش‌های هوازی تصفیه فاضلاب بویژه برای جوامع کوچک مورد توجه است. با وجود این، نیاز است این سامانه برای ارتقا و غلبه بر محدودیت‌هایش مطالعه گردد. هدف اصلی این تحقیق بررسی کارایی راکتورهای بافل‌دار بی‌هوازی با بستر مدیای ثابت (FABR) و چرخان (RABR) در مقیاس آزمایشگاهی و شرایط میدانی برای تصفیه فاضلاب شهری و تعیین عملکرد هرکدام با توجه به تامین استانداردهای دفع پساب است.

روش بررسی: این مطالعه در تصفیه‌خانه فاضلاب شهر خوی انجام گردید. راکتور FABR به مدت 267 روز با زمان‌ ماند هیدرولیکی h 48-18 و راکتور  RABRبه مدت 90 روز با چرخش بستر مدیای rpm 10-50 راهبری شد. تغذیه راکتورها به‌صورت درخط از کانال فاضلاب بود. از ورودی و خروجی سامانه‌ها نمونه‌برداری ترکیبی 24 ساعته به تعداد 224 بار انجام و پارامترهای COD, BOD, TSS, VSS, TKN, TP اندازه‌گیری گردید.

یافته‌ها: راه‌اندازی راکتور 107 روز طول کشید. خروجی راکتور FABR در زمان ماند h 48-18 به ترتیب حذف 93-80 درصد COD، 21-10 درصد TKN و 30-21 درصد فسفات بود و در همه شرایط به استاندارد خروجی TSS و با HRT بهینه h 36 به استاندارد خروجی COD و BOD رسید. RABR در زمان ماند h 24 و دور rpm 50 به این استانداردها رسید ولی در هیچکدام از زمان های ماند نتوانست استاندارد خروجی مواد مغذی را تامین کند.

نتیجه‌گیری: FABR سامانه مناسبی برای تصفیه فاضلاب شهری هست اما با توجه به حذف ناکافی مواد مغذی ضروری است، پساب خروجی آن با یک روش هوازی تصفیه تکمیلی گردد و یا با توجه به مفید بودن خروجی راکتور در آبیاری زمین‌هایی با خاک کشاورزی فقیر بصورت زیرسطحی مورد استفاده قرار گیرد.

اجرای غیر‌اصولی طرح‌‌های جمع‌آوری فاضلاب علاوه بر ایجاد مشکلات زیست‌محیطی و تاثیرات سوء بر سلامت، می‌تواند نارضایتی ساکنین را نیز به دنبال داشته باشد. هدف این مطالعه طراحی ابزاری جهت سنجش رضایتمندی ساکنین مناطق شهری از وضعیت شبکه جمع‌آوری فاضلاب بود. از شاخص روایی صوری، نسبت روایی محتوایی و آلفای کرونباخ جهت بررسی روایی و سازگاری درونی استفاده شد. نتایج نشان داد که ابزار طراحی شده مشتمل بر 25 گویه بوده و می‌تواند با روایی و پایایی مناسب در مطالعات پژوهشگران و شرکت‌های آب و فاضلاب جهت بررسی رضایتمندی مورد استفاده قرار گیرد.