در این تحقیق، تصفیه فاضلاب سنتزی حاوی فنل توسط خاصیت فتوکاتالیستی نانو ذرات tio2 پوشش یافته بر صفحات بتنی بررسی شده است. راکتور مورد استفاده از جنس پلکسی گلاس شامل مخزن ذخیره آلاینده به حجم تقریبی 40 لیتر و فضای هوادهی به میزان 10 لیتر بود که در ناحیه انجام فرایند فتوکاتالیستی با استفاده از 3 لامپ uv با توان ها و فواصل متغیر از بستر بتنی تابیده می شد. بتن ساخته شده با استفاده از سبک دانه لیکا و با درصدهای مختلف تخلخل ساخته شد. پوشش دهی نانو ذرات نیز توسط روش دوغابی، مخلوط با سیمان و با استفاده از دو نوع چسب بتن انجام شد. راندمان فرایند در شرایط مختلف راه اندازی شامل غلظت آلاینده ورودی، ph، توان لامپ، فاصله لامپ، میزان جرمی tio2، دما، تخلخل سطوح بتنی و روش های مختلف پوشش دهی بررسی گردید. بهینه سازی فرایند با استفاده از روش تاگوچی و درصد تاثیر هر یک از پارامترها در راندمان حذف با استفاده از آنالیز واریانس تعیین و در بهینه ترین حالت (غلظت آلاینده mg/l 25، شدت تابش با استفاده از لامپ 60 وات، میزان tio2 معادل g/m2 80، 12=ph، فاصله لامپ از صفحات برابر 10 سانتیمتر، دمای آزمایش c° 20 و تخلخل سطحی %19) در حدود %3/99 تعیین شد. کاهش ناچیز در راندمان حذف پس از 50 بار تکرار فرایند نشان از چسبندگی مناسب نانو ذرات بر سطح بتن و پایداری سیستم داشت. راندمان سیستم با استفاده از دو نوع لامپ uv-a و uv-c و uv طبیعی خورشید نیز تعیین گردید که نتایج بیانگر توجیه استفاده از لامپ uv-a در فرایند فتوکاتالیستی بود. سینتیک فرایند نیز از مدل شبه مرتبه اول لانگمایر-هینشلوود تبعیت کرد. ترکیبات میانی در طی فرایند با استفاده از آزمایش gc-mass و روش اسپکتروفتومتری در فواصل زمانی 15 و 30 دقیقه ای مشخص کرد که در یک ساعت اول واکنش ترکیبات حلقوی متنوعی تولید شده که تا پایان زمان واکنش تجزیه شده و تبدیل به ترکیبات خطی کم خطرتر نسبت به فنل می شوند. سینتیک محصولات میانی نیز بطور دقیق و مجزا با استفاده از مدل ریاضی- شیمیایی و برازش غیر خطی تعیین شد. مدلسازی لامپ uv با طول و فواصل متغیر از صفحات بتنی انجام و با توجه به ابعاد راکتور کالیبره گردید. نتایج نشان داد که مدل بسط داده شده اختلاف کمی در حدود %5 با نتایج آزمایشگاهی دارد. مدلسازی فرایند نیز با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی صورت گرفت و نتایج بیانگر توانایی این روش عددی غیر خطی برای پیش بینی رفتار فرایند پیچیده فتوکاتالیستی داشت.

پراکنش آلاینده های هوا در واحدهای صنعتی یکی از مواردی است که می تواند مجموعه محیط زیست و زندگی افراد ساکن در مجاورت این گونه واحدها را تحت تاثیر منفی قرار دهد. دی اکسید گوگرد (so2) به عنوان یکی از آلاینده های خطرناک خروجی از مشعل ها ناشی از سوزاندن ترکیبات گازی مختلف بوده و برخلاف دودکش ها، کنترل این آلاینده پس از تولید بسیار مشکل می باشد. از آنجا که به طور کامل جلوگیری از نشر این گونه آلاینده ها امکان پذیر نیست، اقداماتی که به کاهش این انتشار و یا کاهش غلظت این آلاینده ها در محیط های مسکونی منجر شود از اقدامات مهم زیست محیطی است. در این راستا، به منظور پایش وضعیت کیفی هوا، اندازه گیری آلاینده های هوا از جمله مهمترین امور تمام واحدهای صنعتی می باشد. مشکلی که در این زمینه وجود دارد این است که این پایش ها، بُعد تاثیر آلاینده و روند آن ها در آینده را مشخص نمی نمایند. مدل های انتشار آلودگی ابزار مفیدی جهت شناخت رفتار آلاینده پس از خروج از منبع ارائه می دهند. یک مدل کامل، تغییرات غلظت آلودگی را در فضا برای همه منظورهای عملی پیش بینی و اندازه گیری های زیاد و پر هزینه را غیر ضروری می نماید. علاوه بر این با استفاده از این مدل ها می توان وضعیت تاثیرگذاری منابع مختلف بر یکدیگر را ارزیابی کرد و وضعیت تشدید کننده و تقلیل دهنده آنها را دید. در این پروژه شبیه سازی آلاینده ی so2 ناشی از سه مشعل سوزاننده گازهای تفکیک شده به عنوان 3 منبع نقطه ای در مجتمع دریایی نفت و گاز ابوذر انجام گردید تا با استفاده از مدل بتوان میزان انتشار غلظت را در فاصله مختلف از منبع تعیین نمود. so2 به عنوان نوع آلاینده و مشعل های مجتمع دریایی نفت وگاز ابوذر واقع درجزیره خارگ به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب و تخمین غلظت آلاینده در محدوده ی 150 کیلومترمربعی با استفاده از مدل aermod در سکو های بهره برداری اطراف هر مشعل و همچنین سکو های اقماری سرچاهی برآورد گردید. همچنین اطلاعات هواشناسی با نرم افزار rammet view پردازش شده و ارتفاع شعله با توجه به سرعت باد و گرمای خالص آزاد شده در هر مشعل محاسبه گردید. خروجی های نرم افزار شامل گراف های حاوی زون-های اصلی تمرکز آلاینده بود که میزان غلظت آلاینده اکسید گوگرد محاسبه می کند. این غلظت ها با مقادیر استاندارد وزارت بهداشت، درمان وآموزش پزشکی جهت 8 ساعت کار مداوم در مواجهه با آلاینده اکسید گوگرد مقایسه و پیشنهاد های راهبردی جهت بهبود وضعیت ارائه شد. نتایج نشان داد که در حالات در نظر گرفته شده و با فرض ثابت ماندن داده های فرایندی مانند دبی گاز سوزانده شده و یا درجه حرارت شعله و همچنین مشخصات فیزیکی مشعل، آلاینده متمایل به شمال شرقی منطقه بوده و تا شعاع 5000 متری از منبع تحت تاثیر آلودگی قرار می گیرد. همچنین غلظت so2 در تمامی سکوهای بهره برداری و سرچاهی اطراف مشعل از مقادیر استاندارد تجاوز نموده و شرایط مجتمع در وضعیت خطرناک از نظر کیفیت هوا قرار دارد.

گندزدایی با اشعه فرابنفش (uv) یک تکنولوژی نسبتاً نوظهور و سازگار با محیط زیست برای تصفیه آب می باشد که هم می تواند نقش ضدعفونی کننده داشته باشد (وقتی که پرتوهایuv جهت غیرفعالسازی میکروارگانیسم های بیماریزا به کار رود) و هم می تواند به همراه هیدروژن پراکسید به عنوان یک فرآیند اکسیداسیون پیشرفته به کار رود. با توجه به اینکه آب آشامیدنی باید فاقد میکروارگانیسم های بیماریزا بوده و این موضوع نقش بسیار مهمی در سلامت عمومی دارد، لذا ضدعفونی نمودن آب شرب یکی از فرآیندهای مهم تصفیه آب آشامیدنی است. روشهای مختلفی برای این کار وجود دارد که استفاده از اشعه uv به علت نداشتن تولیدات ثانویه در آب و عدم به خطر افتادن سلامت عمومی، مورد استقبال قرار گرفته است. از آنجایی که برای طراحی فتوراکتورهای نیاز به کار پایلوتی و آزمایشگاهی هست و هزینه زیادی به طراحی فتوراکتورهای تصفیه آب اعمال می کند، استفاده از مدل سازی در پیش بینی میزان تشعشع و نحوه پخش آن دارای اهمیت بوده چون میزان و نحوه پخش تشعشع، نقش اساسی در غیرفعال سازی میکروارگانیسم ها دارد. از این رو در این مطالعه، حل معادله تشعشع در فتوراکتور تصفیه آب با چهار لامپ در جهت جریان و عمود برجریان، با سه چیدمان مختلف لامپ ها به روش district ordinate و استفاده از نرم افزار فلوئنت ورژن 6.3.26 انجام گردیده که نتایج پیش بینی شده حاصل از مدل سازی، توافق قابل قبولی را در مقایسه با مقادیر مدلسازی شده مبنا نشان می دهند شایان ذکر است که نتایح این مطالعه در مورد میزان تشعشع در مقایسه با مدل p-1 ، در مرکز راکتور، تطابق خوبی را نشان نداد، که ناشی از منابع محلی گرمایی بوده که باعث نشان دادن تشعشع بیشتر در روش مدل p-1 نسبت به روش do گردیده است، همچنین در خطوط فرض شده نزدیک به لامپ ها سرعت در جهت x و مقادیر انرژی جنبشی آشفتگی تحلیل و با مقادیر مدل سازی شده محققین دیگر مورد مقایسه قرارگرفت که نتیجه این مقایسه نشان داد، مدل k-? rng نسبت به مدل k-? مقادیر سرعت و انرژی جنبشی را بهتر پیش بینی می کنند

آب¬های سطحی دارای انواع ناخالصی¬های معلق هستند که باعث کدورت و یا ایجاد رنگ می¬شوند. انعقاد فرآیند اصلی در مجتمع کردن ذرات ریز و تبدیل آنها به ذرات درشت¬تر به عنوان یکی از مراحل اصلی تصفیه آب مطرح می¬باشد. در این پایان¬نامه سعی شده تا جایگزینی روش¬های مدل¬سازی با روش¬های آزمایشگاهی زمان¬بر و هزینه¬بر مانند آزمایش جار بررسی گردد. بدین منظور از دو مدل پیشخور و پایه شعاعی از شبکه¬های عصبی مصنوعی، سیستم استنتاج عصبی- فازی و انواع مختلف تحلیل رگرسیون فازی جهت پیش¬بینی میزان نهایی کدورت پس از فرآیند انعقاد و لخته¬سازی و همچنین روش سری زمانی باکس- جنکینز جهت پیش¬بینی روند تغییرات کدورت طی فرآیند، در تصفیه¬خانه¬¬های آب 3 و 4 تهران، استفاده گردید. منعقدکننده به¬کار گرفته شده در پایلوت آزمایشگاهی راهبری¬شده در این تصفیه-خانه¬ها پلی¬آلومینیوم¬کلراید (pac) بوده و از اطلاعات اولیه نوع و غلظت منعقدکننده، کدورت و ph آب خام جهت پیش¬بینی کدورت آب تصفیه¬شده بهره گرفته شد. در بین شبکه¬های عصبی استفاده¬شده، مدل پایه شعاعی به¬دلیل امکان افزایش خودکار تعداد نرون¬های لایه پنهان جهت رسیدن به تابع کارایی با حداقل خطا، از قابلیت بالایی در شبیه¬سازی فرآیند انعقاد برخوردار می¬باشد. شبکه¬های پیشخور بر خلاف شبکه¬¬های پایه شعاعی به تعداد کمتر نرون احتیاج داشته و از طرفی قابلیت تغییر پارامترهای مختلف جهت دستیابی به نتایج مطلوب را دارا می¬باشد. افزایش تعداد نرون¬های لایه¬های مخفی و نرمال-کردن داده¬های ورودی به شبکه قابلیت پیش¬بینی شبکه¬های عصبی مصنوعی را افزایش می¬دهد. در این مطالعه همچنین عمومیت شبکه پیشخور جهت پیش¬¬بینی داده¬های صحت¬سنجی با اصلاح تابع کارایی افزایش یافته است. با توجه به عدم قطعیت ناشی از خطای انسانی در آزمایشگاه از روش¬های استنتاج عصبی- فازی تطبیقی و تحلیل رگرسیون فازی، که داده¬ها را در قالب مجموعه¬های فازی به مدل وارد می¬کنند، استفاده شد. نتایج نشان داد که شبکه¬های عصبی مصنوعی و تحلیل رگرسیون فازی نسبت به سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی توانایی بالاتری در پیش¬بینی راندمان حذف کدورت در شرایط مختلف آزمایشگاهی داشته و قابل جایگزینی با روش¬های زمان¬بر و هزینه¬بر مانند آزمایش جار می¬باشند. بهترین شبکه ساخته¬شده جهت پیش¬بینی کدورت آب تصفیه¬شده در این مطالعه، شبکه پیشخور با دو لایه مخفی و تعداد 6 و 8 نرون و توابع انتقال tansig و purelin به ترتیب در لایه¬های اول و دوم، با استفاده از داده¬های نرمال¬شده و همراه با اصلاح تابع کارایی بوده است. این شبکه موفق به پیش¬بینی فرآیند انعقاد با ضریب همبستگی 96/0، شاخص تطابق 99/0 و جذر میانگین مربعات خطای 0106/0 گردید. بهترین پیش¬بینی به¬وسیله تحلیل رگرسیون فازی با استفاده از تابع درجه دوم برازش داده شد. این تابع موفق به پیش¬بینی داده¬های صحت¬سنجی با ضریب همبستگی، شاخص تطابق و جذر میانگین مربعات خطای به ترتیب 94/0، 96/0 و 75/0 شد. همچنین مدل استنتاج عصبی- فازی تطبیقی با استفاده از توابع عضویت gaussmf برای داده¬های ورودی کدورت آب خام و ph و trimf برای اعمال داده¬های نوع و غلظت منعقدکننده به شبکه بهترین عملکرد را با ضریب همبستگی 89/0، شاخص تطابق 91/0 و جذر مربعات خطای 02/1 داشته است. همچنین استفاده از سری زمانی باکس- جنکینز جهت پیش¬بینی روند تغییرات کدورت در زمان انجام فرآیند انعقاد ولخته¬سازی با موفقیت همراه بوده است. مدل¬های arima(1,1,1)، arima(0,1,1) و arima(2,1,0) به¬ترتیب بهترین عملکرد را برای آب خام با ph¬های 7، 8 و 9 داشته¬اند.

با توجه به کمبود آب در منطقه خاورمیانه و ایران بخصوص در سال¬های اخیر تامین آب در این مقطع زمانی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در چنین شرایطی استفاده مجدد از آّب امری ضروری می¬باشد. بتن به عنوان مصالح برگزیده قرن در صنایع مهندسی عمران دارای جایگاه ویژه¬ای است، این ماده پس از آب پر مصرف¬ترین مصالح مصرفی بشر به حساب می¬آید. تولید بتن از حیث محیط زیست اثرات متعددی دارد، که عدم توجه به جوانب آن می¬تواند مشکلات زیادی را ایجاد نماید. در سال¬های اخیر برای تولید بتن راهکارهایی ارائه شده که سازگاری مناسبی با محیط زیست و مبانی توسعه پایدار داشته باشد. استفاده از پساب تصفیه شده در تهیه و عمل آوری بتن می¬تواند به عنوان یکی از راه¬های غلبه بر مشکل کم آبی تلقی شود. هر روزه در صنعت بتن سازی آب بسیاری برای شستشوی مصالح سنگی، تهیه بتن و عمل¬آوری بتن استفاده می¬شود. در این مطالعه جهت امکان سنجی استفاده از پساب تصفیه شده قبل از واحد کلر¬ زنی در تصفیه خانه¬های فاضلاب شهری به عنوان آب طرح اختلاط بتن و آب مورد نیاز جهت عمل¬آوری آن، به تعداد 162 نمونه مکعبی (mm150*150*150)، 9 نمونه مکعبی (mm10*10*10) و 9 نمونه استوانه¬ای (mm150*300) با طرح اختلاط محتوی 300 و400 کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن و نیز 350 کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن همراه فوق روان کننده تهیه و مقاومت فشاری 3، 7، 14، 28، 56 و 90 روزه آنها اندازه گیری شد. جهت مقایسه نتایج آزمایشات با نمونه¬های شاهد ساخت نمونه¬های آزمایشگاهی بصورت ساخت بتن با پساب تصفیه شده قبل از واحد کلر زنی و عمل آوری با پساب تصفیه شده قبل از واحد کلر زنی، ساخت بتن با آب شرب و عمل آوری آن با پساب تصفیه شده، ساخت بتن با آب شرب و عمل آوری با آب شرب به عنوان نمونه شاهد بوده است. نتایج مقاومت فشاری 28 روزه نمونه¬های ساخته شده با پساب تصفیه شده و عمل آوری با پساب تصفیه شده و نمونه¬های ساخته شده از آب شرب و عمل آوری با پساب تصفیه شده، برای عیار 300 ،400 کیلوگرم سیمان در متر مکعب و 350 کیلوگرم سیمان در متر مکعب برای تمام تمونه¬ها بین 93 تا 96 در صد مقاومت فشاری نمونه¬های شاهد بود که استاندارد astm c94 را ارضا نمود و مقاومت کششی 28 روزه برای تمام نمونه ها 96 تا 100 درصد مقاومت کششی نمونه های شاهد بود و زمان گیرش سیمان را 15 دقیقه افزایش داده که استاندارد astm c191(2004) را ارضا نمود و تاثیر محسوسی بر اسلامپ، مقدار جذب آب نمونه¬ها و مقاومت ویژه الکتریکی نداشت، این تحقیق نشان داد که در صورت استفاده از پساب در ساخت و عمل¬آوری بتن با رعایت ضوابط آیین نامه بتن ایران، کاهش محسوسی در مقاومت فشاری نمونه¬ها حاصل نشده و با عمل آوری نمونه¬های بتنی با استفاده از پساب، به میزان زیادی می¬توان در حفظ منابع محدود آب فعلی صرفه جویی نمود بدون آن که خللی در کیفیت بتن ایجاد گردد.

یکی از جنبه¬های مهم پیش¬بینی اثرات زیست محیطی احداث یک سد، پیش¬بینی کیفیت آب مخزن و جریان خروجی از مخزن پس از بهره¬برداری می¬باشد. در این مطالعه سعی شده است با استفاده از مدل دوبعدی ce-qual-w2 و دو روش رگرسیون آماری و استنتاج عصبی-فازی تطبیقی(anfis) ، tds جریان خروجی از مخزن سد پیش¬بینی شود و دقت دو روش آماری و anfis نسبت به مدل ce-qual-w2 سنجیده شود. به طور موردی سد میمه واقع در استان ایلام برای دوره 5 ساله از سال 1384 تا 1388 بررسی شده است. به منظور مدلسازی با ce-qual-w2 اطلاعات مربوط به هواشناسی، توپوگرافی و هیدرولوژیکی جمع¬آوری و به فرمت ورودی نرم¬افزار تبدیل شده است. نتایج tds جریان خروجی از دریچه برای عوامل مختلفی مانند دمای جریان ورودی، ارتفاع دریچه، غلظت جریان ورودی، ضریب پوشش باد و .. تحلیل حساسیت شد. نتایج گویای تاثیر چشمگیر tds جریان ورودی می¬باشد. سال سوم و چهارم جهت تحلیل آماری و anfis و سال پنجم برای صحت¬سنجی نتایج به دست¬آمده از این دو روش انتخاب شده¬اند. هم¬چنین با توجه به نتایج تحلیل حساسیت متغیر-های tds جریان ورودی، دبی ورودی و تراز بهره¬برداری به عنوان پارامتر¬های تاثیرگذار انتخاب شدند. رگرسیون خطی داده¬های روزانه موفق به پیش¬بینی tds سال سوم و چهارم با ضریب همبستگی 0/92 و شاخص تطابق 0/96 و جذر میانگین مربعات خطای 0/405 گردید. بررسی بر روی حالت¬های مختلف متغیر¬ها نشان داد تراز بهره¬برداری به صورت خطی، دبی ورودی به صورت معکوس و tdsجریان ورودی در حالت درجه دو با tds جریان خروجی بیشترین همبستگی را داشته است. رگرسیون غیر-خطی با ضریب همبستگی 0/92 و شاخص تطابق 0/96 و جذر میانگین مربعات خطای 0/398 تنها با کاهش بسیار کم جذر میانگین مربعات خطا نتایج بهتری نسبت به رگرسیون خطی نشان نداد. اما anfis با ضریب همبستگی 96/0 و جذر میانگین مربعات خطای 0/334 نتایج بهتری نسبت به رگرسیون خطی و غیرخطی از خود نشان داد. همچنین نتایج صحت سنجی در سال پنجم مدلسازی با ضریب همبستگی 0/87 و جذر میانگین مربعات خطا 415/ 0 برای anfis و ضریب همبستگی 0/76 و جذر میانگین مربعات خطا 0/594 برای رگرسیون غیر خطی، عملکرد بهتر anfis نسبت به روش آماری را نشان داد. در مجموع یافته¬ها نشان داد تحلیل آماری و anfis می¬تواند با دقت قابل قبولی و تعداد متغیر¬های کمتری در زمان کمتری نسبت به مدلسازی با ce-qual-w2، tds جریان خروجی از دریچه مخزن میمه را پیش¬بینی کند.