در این مطالعه، کارایی سیستم تالاب مصنوعی جریان زیر سطحی افقی (hssfcw) در تصفیه فاضلاب در اقلیم سرد و خشک به صورت موردی در شهر بیرجند بررسی شد. شش سلول hssfwc به صورت موازی به ابعادm 45/0×75/0×2/2 ساخته شد. بستر سلول های h1، h2 و h3 با استفاده از شن ریزدانه و بستر سلول های h4، h5 و h6 با شن درشت دانه پر شد. دو سلول h1 و h6 بدون گیاه در نظر گرفته و در سلول های دیگر از نی بومی از نوع phragmites australis استفاده شد. فاضلاب ورودی به تصفیه خانه دانشگاه بیرجند در سلول های h1، h2، h5 و h6 با دبی l d-1 50 و در سلول های h3 و h4 با دبی l d-1 5/37 وارد شد. در 23 هفته نمونه برداری، میانگین غلظت پارامترهای آلاینده cod، bod5، tss، tkn، nh4+، no3-، tp، po43- و so42- در فاضلاب ورودی به ترتیب 47/460، 04/242، 87/382، 56/52، 09/34، 80/3، 86/10، 96/6 و mg l-1 3/69 بود. نتایج حاصل نشان می دهد که سلول h2 در حذف nh4+، سلول h6 در حذف -no3 و سلول h3 در حذف سایر پارامترهای آلاینده بیشترین بازده را داشته اند. حضور گیاه باعث افزایش بازده حذف تمام پارامترها به جز no3- شد و بیشترین اثر حضور گیاه بر بازده حذف پارامترهای آلاینده مربوط به nh4+ و به میزان 02/15 درصد بود. کاهش hlr از 33 به mm d-125 منجر به افزایش بازده حذف تمام پارامترهای آلاینده به جز nh4+ شد، به طوری که بازده حذف nh4+ به میزان 64/20 درصد کاهش یافت. سلول های با بستر شن ریزدانه نسبت به سلول های با بستر شن درشت دانه بازده حذف بیشتری را برای تمام پارامترهای آلاینده نشان دادند، در حالی که بازده حذف no3- در سلول با بستر شن ریز کاهش یافت. طبق نتایج این مطالعه، سیستم hssfcw می تواند به عنوان سیستمی با عملکرد مناسب در تصفیه فاضلاب در مناطقی با اقلیم مشابه به کار برده شود.

هدف نهایی این تحقیق رسیدن به راه حل های عملی جهت کم رنگ کردن مشکلات کنونی برکه تثبیت فاضلاب شهری بیرجند به کمک تعیین ضرایب سینتیکی است. مشکلات اصلی تصفیه خانه بیرجند عبارتند از: انتشار بوی نامطبوع و وجود برکه های بنفش رنگ. علت اصلی ایجاد این دو مشکل در تصفیه خانه فاضلاب شهر بیرجند بار آلی اضافی ورودی به آن است که حدود 2 برابر مقدار طراحی شده می باشد(برکه تثبیت بیرجند برای bod ورودی 260 میلی گرم بر لیتر طراحی شده است حال آن که در عمل میانگین bod ورودی به تصفیه خانه طی سال های 1392-1390حدود 500 میلی گرم بر لیتر بوده است). البته در مورد انتشار بو بابستی اشاره کرد که علت آن می تواند ناشی از غلظت بالای سولفات در آب شرب شهر بیرجند باشد.(غلظت سولفات در آب شرب بیرجند حدود 300 میلی گرم بر لیتر می باشد در حالی که استاندارد سازمان جهانی بهداشت 250 میلی گرم بر لیتر است.) در این مسیر، ضرایب سینتیکی(k، µ و ?) با کمک معادلات تجربی و داده های برکه تثبیت طی این 3 سال تعیین گردید و مشاهده شد که مقدار k از مقدار استانداردش که حدود 23/0 عکس روز است، کمتر می باشد. لذا بایستی سرعت انجام واکنش را بالا برد و یا به عبارتی زمان ماند را کم کرد. بنابراین برای افزایش سرعت انجام واکنش و حل مشکل بار آلی اضافی ورودی به تصفیه خانه راه حل هایی هم چون افزودن حوض های دانه گیر، هوادهی، ترقیق فاضلاب خام با بخشی از پساب خروجی تصفیه خانه، نزدیک نمودن زمان ماند به زمان ماند تئوری و ایجاد خروجی های بافل دار پیشنهاد گردید. کلیه راه حل های پیشنهادی فوق منجر به کاهش ? و افزایش ضرایب k و µ می گردد. در نتیجه واکنش ها در زمان ماند کمتر و با سرعت بیشتر انجام می شود و در نتیجه مشکلات اخیر تصفیه خانه فاضلاب بیرجند کم رنگ تر و بازده آن بیشتر خواهد شد. در مورد غلظت بالای سولفات آب شرب بیرجند هم می توان افزود که تاسیس تصفیه خانه آب شرب شهر بیرجند می تواند به کاهش غلظت سولفات موجود در فاضلاب کمک شایانی نماید و مشکل انتشار بوی نامطبوع تصفیه خانه فاضلاب شهر بیرجند را تا حدودی مرتفع کند.

امروزه پدافند غیرعامل در دنیا بسیار حائز اهمیت بوده و در طراحی های شهری در اولویت قرار می گیرد زیرا نقش بسیار کلیدی در جلوگیری از تلفات جانی و حتی کاهش اساسی آسیب ها به تاسیسات کشورها دارد.از آنجایی که کشور ما همواره در معرض تهدیدهای مختلف خارجی قرار دارد،باید اصول پدافند غیرعامل در زیرساختهای حساس و حیاتی کشور مورد مطالعه قرارگیرد. تصفیه خانه های آب از مراکز حساس و تامین کننده یکی از منابع مهم حیات انسان ها می باشند که همواره به دلیل در دسترس بودن و فراگیر بودن در خطر خرابکاری قرار دارند.در این تحقیق با بررسی اصول پدافندغیرعامل و تهدیدات تصفیه خانه های آب کشور،تهدید پرتوی به طور خاص مورد ارزیابی قرار گرفت. ضمن بررسی مطالعات انجام شده و شناخت روش های حذف مواد رادیو اکتیو در تصفیه خانه های آب ،با ارزیابی شرایط کنونی تصفیه خانه های آب کشور به این نتیجه رسیدیم که تصفیه خانه های کشور با شرایط حال حاضر کارایی مطلوبی در حوادث و تهدیدات پرتوی نخواهند داشت.ما در این تحقیق سعی کردیم با پیشنهاد مدول های اضافی برای مواقع اضطراری شرایط تصفیه خانه های کشور را برای تامین آب شرب مردم در شرایط بحرانی مهیا سازیم لذا با تحلیل مهندسی فرآیندهای حذف مواد رادیواکتیو به چینشی دقیق برای گنجاندن آن ها به عنوان مدول اضافی برای تصفیه خانه های آب رسیدیم.

با توجه به اینکه بیرجند جزء مناطق خشک محسوب می شود و منابع آبی موجود در آینده به لحاظ کمی جوابگوی نیاز آبی محدوده مطالعاتی نخواهد بود. از این رو بهره گیری از پساب خروجی از تصفیه خانه فاضلاب این شهر می تواند یکی از مهمترین و مطمئن ترین راهکارهای تامین آب مورد نیاز در بخشهای مربوط به مصارف با کیفیت غیر شرب باشد. در این تحقیق به منظور ارزیابی کیفیت پساب خروجی تصفیه خانه فاضلاب شهر بیرجند جهت استفاده در کشاورزی، صنعت و مصارف تفرجی پارامترهایbod5,cod,do,ec, ph,tss،,tds سختی، قلیائیت، کلراید نیترات، سولفات، کدورت، دما، کل کلی فرم ، کلی فرم مدفوعی، تخم انگل، کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، آهن،منگنز، کروم، نیکل، کادمیوم و سرب اندازه گیری شد. نتایج این مطالعه نشان داد، پساب تصفیه خانه فاضلاب بیرجند از نقطه نظر پارامتر های tss,ph,do،کل کلی فرم ها، کلی فرم های مدفوعی، کلر، منیزیم، سولفات و فلزات سنگین در محدوده مجاز استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایران قرار دارد و از نقطه نظر پارامتر های cod,bod5 در محدوده مجاز استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایران قرار ندارد. با مقایسه مقادیر اندازه گیری شده با محدوده مطلوب شاخص های گروه آب های صنعتی پساب تصفیه خانه فاضلاب بیرجند در گروه ضعیف قرار می گیرد و بهتر است تنها برای مصارف خنک کننده به کار رود. بر اساس پارامتر های اندازه گیری شده پساب تصفیه خانه بیرجند برای مصارف تفرجی استفاده از این پساب برای تفرج های مستقیم و غیر مستقیم در تماس با آن قابل استفاده می باشد.