نیترات یکی از ترکیبات موجود در آب است که بر اثر برخی فعالیت های بشری نظیر دفع نامناسب فاضلابهای شهری، غلظت آن در برخی منابع آب به خصوص آبهای زیرزمینی افزایش یافته است. حداکثر غلظت مجاز نیترات در آب آشامیدنی محدود می باشد، زیرا غلظت نیترات بیش از این مقدار در آب موجب بروز اختلالاتی در انسان نظیر سرطان و همچنین سندرم کودک کبود در اطفال می شود. روشهای مختلفی برای تصفیه آبهای آلوده به نیترات وجود دارد یکی از این روشها که نسبتا جدید است، استفاده از نانوفیلتر برای حذف نیترات می باشد. نانوفیلتر جریان ورودی را به دو قسمت جریان فیلتر شده و جریان تغلیظ شده تقسیم می کند. در واقع نانوفیلتر تنها نیترات را از جریان فیلترشده حذف می کند و جریان تغلیظ شده (پساب) حاوی غلظت بالای نیترات است. بنابراین پساب حاصله نیز باید به گونه ای مدیریت شود که سبب آلودگی محیط نشود. لذا این کار در دو بخش بررسی عملکرد نانوفیلتر در تصفیه نیترات و مدیریت پساب حاصل از تصفیه انجام شده است. در بخش اول آزمایشها با استفاده از یک پایلوت نانوفیلتر مجهز به دو غشا nf90 و nf270، با سه نمک نیترات nano3، ca(no3)2 و mg(no3)2 در شرایط بهره برداری مختلف انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش فشار سبب افزایش راندمان حذف نیترات و همچنین افزایش دما سبب کاهش راندمان حذف نیترات شده است. با افزایش غلظت با توجه به کاتیون همراه نیترات، راندمان حذف برای نمک nano3 کاهش و راندمان حذف برای دو نمک ca(no3)2 و mg(no3)2 افزایش داشته است. در نمکهای ca(no3)2 و mg(no3)2 با افزایش ph راندمان حذف افزایش یافته است، اما در نمک nano3، در ph<pi با افزایش ph راندمان حذف کاهش و در ph>pi، با افزایش فشار راندمان حذف نیترات افزایش یافته است. بهترین راندمان حذف در شرایط گوناگون مربوط به نمک mg(no3)2 (97%) بوده است. همچنین با افزودن آنیونهای تک ظرفیتی hco3- و cl- مشاهده می شود که راندمان حذف نیترات کاهش یافته است، که این کاهش با افزایش غلظت این آنیونها در محلول بیشتر شده است. این کاهش راندمان حذف نیترات در فیلتراسیون آب شهر در مقایسه با آب یون زدایی شده نیز مشاهده شد. عملکرد غشا nf90 در تمام موارد بهتر از عملکرد غشا nf270 بوده است، به طوریکه راندمان حذف غشا nf90 در فیلتراسیون آب شهر برای نمک ca(no3)2 به طور متوسط 39.8% بیشتر از راندمان حذف غشا nf270 بوده است. در بخش دوم با توجه به عملکرد بهتر غشا nf90، پساب حاصل از دو نمک nano3 و ca(no3)2 در غلظت نیترات mg/l150، به عنوان آب آبیاری و کود کشاورزی در نظر گرفته شده است و آنالیز آن نشان می دهد، مغایرتی با استانداردهای کشاورزی ندارد و قابل استفاده در این بخش است. همچنین به جهت بررسی بیشتر تاثیر پساب بر محصولات کشاورزی، دو نمونه گیاه گوجه فرنگی و تربچه در گلخانه پرورش داده و تیمارهای آبیاری شده با پسابها و تیمارهای آبیاری شده با کود کشاورزی به لحاظ میزان محصولدهی در این دو گیاه مقایسه شده اند. ملاحظه گردید که در گیاه گوجه فرنگی میزان محصول پسابها کمتر از کود کامل بوده ولی در کشت تربچه میزان محصول پساب ca(no3)2 بیشتر از کود کامل بوده است. البته اختلاف محصولدهی تیمارها در هر دو نمونه کشت شده کم بوده است.

تصفیه ی آب فرآیندی پیچیده است که درصورت عدم درک صحیح از رفتار آب، انجام آزمایشات کیفی و انتخاب فرآیند تصفیه مناسب، تولید آب با کیفیت مطلوب با شکست مواجه می شود. با توجه به گستردگی جوامع روستایی، وجود پادگان های نظامی و اردوگاه ها، شرایط غیرعادی پس از وقوع بلایای طبیعی و نبود سیستم با دیدگاه پدافندی برای تصفیه آب، ایجاد سامانه فشرده تصفیه آب با استفاده از تلفیق فیلترهای کند ماسه ای با درشت دانه افقی جهت نیل به تامین آب قابل شرب در شرایط ذکرشده، در دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور) مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق که مبتنی بر ساخت پایلوت می باشد با استفاده از تلفیق فیلترهای کند ماسه ای با فیلترهای درشت دانه با جریان افقی، پکیج جدیدی برای تصفیه آب با استانداردهای بین المللی تهیه گردید. براساس آزمایشات صورت گرفته، این سیستم قادر به تامین آب شرب در جوامع کوچک و همچنین شرایط بحرانی مانند شرایط پس از بلایای طبیعی (مانند زلزله) و اهداف نظامی می باشد. این سیستم مزایایی همچون بهره برداری آسان و بدون نیاز به نیروی بهره بردار متخصص، حداقل تجهیزات الکترومکانیکی و مواد شیمیایی، قابلیت جابه جایی، زمان راه اندازی کوتاه، ابعاد اقتصادی و قابلیت تحمل پذیری بالا در گستره تغییرات کیفی آب ورودی را دارا می باشد. پکیچ ساخته شده در ابعاد 7/0×4/0×75/4 متر با مشخصات فنی ارائه شده در تحقیق، با در نظر گرفتن شرایط کیفی ورودی با کدورت ntu 400-300 و در محدوده ntu 100-98 توانسته است در زمان راه اندازی کوتاه و نرخ فیلتراسیون 1/0 متر بر ساعت به راندمان حذف کدورت بیش از 99 درصد وکدورت خروجی کمتر از ntu 1 دست یابد. همچنین این پکیچ براساس آزمایشات میکروبی صورت گرفته، توانایی حذف بیش از 99 درصد میکروارگانیسم های بیماری زا را دارا می باشد. این پکیج در ابعاد ساخته شده توانایی تأمین آب شرب مورد نیاز برای 100 نفر براساس استاندارد ایران در طول یک شبانه روز را دارا می باشد. همچنین با گسترش و ساختار صنعتی مناسب این پکیج می توان در مساحتی معادل 400 مترمربع آب مصرفی مورد نیاز برای بیش از 1000 نفر را تامین نمود. با توجه به شرایط فعلی جوامع کوچک در کشور و کیفیت آب مورد استفاده در این جوامع و عدم توجیه اقتصادی احداث تصفیه خانه در آن ها، استفاده از این پکیج در ساختار صنعتی در این جوامع ضروری به نظر می رسد.

چکیده حضور ترکیبات تری هالومتان ها ((tmhsدر آب آشامیدنی، فاکتوری در میزان کیفیت آن است. یکی از مهمترین دلایل ذکر شده برای حذف این ترکیبات از آب شرب، نقش آن ها به عنوان مواد سرطانزای خطرناکی است که بعد از گندزدایی تشکیل می شوند. در این تحقیق کارایی تخریب ترکیبات تری هالومتان ها با استفاده از سرامیک های پوشش داده شده با tio2 که داخل لوله های شیشه ای از جنس کوارتزکه پرتوفرابنفش (uv) را از خود عبور می دهند بررسی شده است. هدف از این تحقیق بررسی کارایی تخریب ترکیبات تری هالومتان ها از آب، با توجه به تابش uv و زمان تماس بوده است. tio2 می تواند در مقابل نور مرئی یا فرابنفش بعنوان یک فتوکاتالیست عمل نموده و با آزاد کردن رادیکال آزاد هیدروکسیل و یون سوپراکسید باعث تخریب ترکیبات تری هالومتان ها شود. شاخص ((tmhs بعنوان شاخص آلودگی در نظر گرفته شده است. انجام تحقیق مبتنی بر مطالعات پایلوت بوده است. پایلوتی که مورد آزمایش قرار گرفت شامل 4 راکتور است. دو راکتور اول لوله هایی از جنس کوارتز با قابلیت عبور پرتو های فرا بنفش می-باشند که دارای پوشش دی اکسید تیتانیوم هستند. راکتور سوم لوله کوارتز بدون قابلیت گذردهی نور می باشد که این لوله نیز با سرامیک های که دارای پوشش دی اکسید تیتانیوم هستند، پر شده است. راکتور چهارم لوله ای از جنس کوارتز می باشد که این لوله بر خلاف لوله های قبلی با سرامیک های بدون پوشش دی اکسیدتیتانیوم وبدون قابلیت گذردهی نور پرشده اند. لوله آخر به عنوان لوله شاهد مورد بررسی قرار گرفته-است. در مرحله اول عملکرد این لوله ها توسط شاخص رنگی متیل اورانژ بررسی شده است. در مرحله بعدی تخریب ترکیبات تری هالومتان ها در این لوله ها مورد بررسی قرار گرفته است. در آزمایش با شاخص رنگی متیل اورانژ ، لوله کوارتز با پوشش tio2 توانست متیل اورانژ با غلظت (ppm)10 را در مدت 120 دقیقه به غلظت (ppm) 1.4 برساند. در پایلوت با لوله کوارتز با سرامیک های پوشش داده شده بدون tio2 ، متیل اورانژ با غلظت (ppm)10 را در مدت 120 دقیقه به غلظت) (ppm6/6 رساند. در این آزمایشها میزان تغییرات غلظت متیل اورانژ توسط دستگاه اسپکتوفتومتر قرائت شد. در مرحله دوم عملکرد این لوله ها توسط شاخص تری هاتومتان بررسی شده است، در این مرحله زمان ماند آب در لوله ها بر روی کارایی سیستم بررسی شده است. زمان های ماند آب در لوله 30 ، 60 ،120و240دقیقه در نظر گرفته شده است. میزان غلظت تری هالومتان ها اولیه آب بین (µg/l)22 تا165متغیر بوده است. راندمان پایلوت زمانی که غلظت اولیه تری هالومتان ها (µg/l) 22برابر 98% ، در غلظت) (µg/l 73 برابر 98% و در غلظت (µg/l)164 برابر 96%، بعد از 2 ساعت (زمان ماند آب آلوده در لوله ها) بدست آمد. در این آزمایشها میزان تغییرات غلظت ماده آلی توسط دستگاه gc (varian) به روش گاز کروماتوگرافی قرائت شد. کلمات کلیدی: تخریب ترکیبات تری هالومتان ها thms ) (، دی اکسید تیتانیوم، لوله کوارتز نورگذر، پرتو فرابنفش ، تصفیه آب، نانو فتوکاتالیستی ، متیل ارانژ

در سال های اخیر شکایاتی از مصرف کنندگان مبنی بر وجود طعم و بو نامطبوع در آب گزارش شده است. مطالعات انجام شده نشان داد مواد وترکیباتی که در ساخت لوله های پلاستیکی نقش دارند، باعث ایجاد این آلودگی در آب آشامیدنی شده است. این مواد، غالباً ماهیت آلی دارند. تخریب ساختار شیمیایی لوله هایی که در تماس با آب هستند، باعث می شود مقداری از این مواد وارد آب آشامیدنی شوند. در این تحقیق، ماده آلی مورد مطالعه کل کربن آلی (toc) می باشد؛ این ماده با مواد گند زدا مانند کلر ترکیب شده و باعث تولید مواد سمی در آب می شود. با توجه به استفاده بسیار گسترده از مواد پلاستیکی خصوصاً لوله های ساخته شده از این مواد، ارزیابی مقدار نشت toc احتمالی و تاثیر شرایط مختلف بر این نشت امری ضروری است. در این تحقیق با ساخت مدل آزمایشگاهی و انجام آزمایشات، میزان کل کربن آلی(toc) وارد شده از لوله های پلاستیکی به آب در شرایط استاندارد اندازه گیری شد، همچنین با ایجاد شرایط مختلف (دما، زمان، سرعت و ph) وضعیت این لوله ها در نشت کربن آلی مورد ارزیابی قرا ر گرفت. در ادامه با استفاده از تزریق آهک در لوله ها و نتایج بدست آمده در شرایط مختلف، امکان جلوگیری یا کاهش نشت بررسی شد. در این تحقیق با انجام محاسبات و استفاده ازنتایج، روابطی جدید در زمینه نشت آلودگی ارائه گردید. در پایان مقایسه و تحلیلی از نتایج و روابط بدست آمده، صورت گرفت.

چکیده در تصفیه آب و واحدهای نمک زدایی با استفاده از غشاهای اسمز معکوس (ro) و نانوفیلتر (nf)، گرفتگی غشایی مشکلی جدی محسوب می شود. یکی از دلایل اصلی گرفتگی غشایی در ro و nf رسوب مواد معلق و کلوئیدی موجود در آب خوراک در طول فیلتراسیون است که گرفتگی ذرات معلق یا گرفتگی کلوئیدی نامیده می شود. ذرات کلوئیدی موجود در آب خوراک غشاهای اسمز معکوس و نانوفیلتر تمایل دارند در فضاهای خالی و روی سطح غشا رسوب کنند. این نوع از گرفتگی منجر به کاهش فلاکس نفوذی، افت کیفیت تولید و خرابی غشا می گردد که نیاز دارد به طور منظم تمیز شده و جایگزین شود. بنابراین تدابیر بهینه اقتصادی برای کنترل گرفتگی غشایی ضروری است تا بتواند وقوع گرفتگی را به حداقل برساند. کیفیت آب خوراک به ro و nf را می توان از طریق شاخص های گرفتگی پیش بینی کرد. شاخص گرفتگی مقیاسی است که تمایل آب به گرفتگی را در بکارگیری اسمز معکوس و نانوفیلتر اندازه می گیرد. برای تعیین پتانسیل گرفتگی آب خوراک ro و nf معمولا شاخص های دانسیته سیلت (sdi) و گرفتگی اصلاح شده (mfi) مورد استفاده قرار می گیرند. در تست های تعیین هر دو شاخص، آب از طریق میکروفیلتر 45/0 میکرومتر به صورت جریان بن بستی و در فشار ثابت فیلتر می شود. از آنجائیکه غشاهای ro و nf بدون روزنه هستند در این تحقیق شاخص mfi با استفاده از نانوفیلتر بجای میکروفیلتر اندازه گیری شد (mfi-nf) که بتواند انطباق بیشتری با گرفتگی ایجاد شده در ro و nf داشته باشد. آزمایش به صورت جریان بن بستی و تحت فشار ثابت انجام شد. آب خوراک را از آب شهر گرفته و با افزودن کائولین کدورت هریک از نمونه ها افزایش داده شد. به منظور بررسی نرخ کاهش فلاکس نفوذی و ارزیابی کارایی شاخص mfiی اندازه-گیری شده با nf در پیش بینی بهتر پتانسیل گرفتگی کلوئیدی غشاهای بدون روزنه، آب خوراک از غشای ro ساخت شرکت filmtec از طریق مدول قاب و صفحه عبور داده شد. در آخر نیز مقدار sdi طبق استاندارد مربوطه در astm برای نمونه ها اندازه-گیری شد. نتایج نشان داد در کدورت ntu20 و بیشتر، بین mfi-nf و کدورت ارتباط مستقیمی برقرار است و در کدورت های زیر ntu20 ، mfi-nf شاخص مناسبی برای پیش بینی پتانسیل گرفتگی کلوئیدی نیست. کاهش فلاکس نفوذی در ro در اثر گرفتگی کلوئیدی نشان داد در کدورت های بالای ntu20 ارتباط خوبی بین زمان کاهش 15% فلاکس عبوری به عنوان زمان تمیز کردن غشا با mfi-nf مربوط به آن وجود دارد بنابراین می تواند شاخص مناسبی برای تعیین زمان تمیز کردن غشاها باشد. اما در کدورت های زیر ntu20 sdi می تواند برای تعیین زمان تمیز کردن غشا مورد استفاده قرار بگیرد.

در این پایان نامه به مدلسازی سه بعدی استک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای به منظور بهینه سازی عملکرد آن پرداخته شده است. شبیه سازی شامل هر سه شکل جریان موازی، مخالف و متقاطع با مقایسه مزایا و معایب هریک می باشد. این مقایسه بخشی از بهینه سازی است که مصرف کننده را در جهت یافتن بهینه کاربرد مورد نظر خود هدایت می کند. از جمله پارامترهای عملکردی استک که مورد بررسی قرار گرفته اند پروفیل های جریان سوخت، دما و دانسیته جریان می باشد. توان استک و گرادیان دمایی دو پارامتر مهمی است که در اغلب بهینه سازی ها مورد توجه قرار می گیرند. چنانکه از نمودارها مشخص می شود با افزایش دبی هوای ورودی، این دو پارامتر رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند لذا با توجه به خصوصیات سازه ای اجزاء استک می توان بهینه وضعیت ممکن استک را تعیین نمود. منحنی های عملکرد برای محدوده عملی تخلخل و فشار جریانهای ورودی بدست آورده شده است. این نمودارها نشان می دهند که کاهش تخلخل و افزایش فشار منجر به ارتقاء عملکرد استک می گردد. منحنی های عملکرد به عنوان نمودارهای کاری سیستم در دماهای عملکردی مختلف و برای دبی های متفاوت اکسیدکننده بدست آورده شده اند. در این نمودارها نحوه تغییرات ولتاژ استک و توان تولیدی آن با تغییر بار مشخص شده است که نشان می دهد بیشترین توان تولیدی متعلق به شکل جریان مخالف است. نرخ مصرف سوخت پارامتر دیگری جهت بهینه سازی پیل سوختی اکسید جامد است لذا جهت بررسی رفتار این پارامتر مقایسه ای میان نرخ مصرف سوخت برای دبی های متفاوت هوا انجام شده است. این مطلب بدست آمده است که نرخ مصرف سوخت با افزایش دبی کاهش می یابد. در نهایت منحنی های راندمان برای هر سه شکل جریان بدست آورده شده است که نشان می دهند بیشینه راندمان مربوط به جریان مخالف است درحالیکه مطابق پروفیل های دمایی یکنواخت ترین پروفیل دمایی که از جهت مسائل سازه ای مطلوب است متعلق به جریان موازی می باشد. برای حل معادلات مربوطه از نرم افزار star-cd استفاده شده است. .

تری هالومتانها از جمله آلاینده های موجود در آب می باشند که در نتیجه واکنش بین مواد آلی طبیعی آب و کلر آزاد حاصل می گردند. امروزه کلر پرمصرف ترین عامل ضدعفونی کننده در تصفیه خانه های آب مشروب می باشد. علاوه بر آن کلر در خطوط انتقال برای ازبین بردن جلبکها نیز مصرف می شود. درتصفیه خانه های آب برای اکسیداسیون آهن دوظرفیتی از کلر استفاده می نمایند. از آنجا که آبهای سطحی همواره حاوی مقادیر مختلفی از ترکیبات آلی حاصل از تجزیه برگها، جلبکها و پلانکتونها می باشند، کلرمی تواند با این مواد باقیمانده واکنش داده و ترکیباتی به نام تری هالومتانها را بوجود آورد. تحقیقات انجام شده، نشان دهنده سرطانزا بودن تری هالومتانها می باشند. به همین دلیل سازمانهای بهداشتی جهان سعی در تعیین حد مجاز این ترکیبات در آب مشروب دارند. براساس استاندارد وضع شده توسطepa، حدمجاز این مواد در آب آشامیدنی 100 میکروگرم درلیتر (1ˆ0 میلی گرم درلیتر) می باشد. مطالعات حذف این مواد نشان دهنده، حذف کم این دسته از مواد درفرآیندهای معمول تصفیه خانه های آب بوده است . از آنجایی که کلرزنی آب معمولا آخرین مرحله تصفیه آب می باشد، لازم است که در صورت تشکیل این مواد در آب با توجه به مخاطرات بهداشتی که برای مصرف کننده دارند روشی برای حذف آنها پیشنهاد گردد. دراین تحقیق برای حذف چهار ماده کلروفرم، بروموفرم، کلرودی برومتان ودی کلروبرومتان که به نام کلی توتال تری هالومتان (tthm) خوانده می شوند، ازفرآیند جذب کربن فعال دانه ای استفاده شده است . اندازه گیری توتال تری هالومتان در مراحل مختلف با روش " واکنش با پیریدین " یا " واکنش فوجی وارا " و سپس سنجش رنگ حاصل با اسپکتروفوتومتر در 550 نانومتر صورت گرفته است . نتایج این تحقیق نشان میدهند که سرعت جذب توتال تری هالومتان روی کربن فعال زیاد بوده و 90 جذب در مدت 2 ساعت اول اتفاق افتاده است . بررسی اثرات ph در جذب توتال تری هالومتان بیانگر تغییر راندمان حذف بوده است . بطوریکه راندمان حذف از 7به 10 و 5ˆ5 به ترتیب کاهش محسوسی رانشان داده است . درصدهای حذف در سه ph فوق به ترتیب حدود 95،93 و 82 درصد می باشد. اثر دما در میزان جذب توتال تری هالومتان با کربن فعال ناچیز بوده است . دماهای مورد مطالعه این تحقیق21/3 و 34ˆ5 درجه سانتیگرادبوده است . بیشترین اختلاف راندمان حذف در دماهای فوق 1 درصد بوده است . رسم مقادیر x/m (غلظت جذب شده به مقدار کربن) بر حسب c (غلظت باقیمانده پس از تعادل) تبعیت فرآیند جذب رااز رابطه فرندلیچ نشان می دهد . با رسم مقادیر فوق به صورت لگاریتمی پارامترهای k و 1/n محاسبه گردید. از آنجاکه یکی از استراتژیهای کنترل موادآلی هالوژنه در آبها، جلوگیری از تشکیل تری هالومتانها ویابه عبارت دیگر حذف مواد تشکیل دهنده آنها (پیش سازها) می باشد، سعی شده است که میزان کارآئی جذب کربن فعال در حذف پیش سازها نیز مورد بررسی قرار گیرد . نتایج حاصل نشان می دهند که درصد حذف این مواد با کربن فعال دانه ای شدیدا تابع ph آب می باشد . با کاهش ph آب از 7 به 4ˆ6 حدودا 40 درصد کارآئی حذف افزایش یافته است . سنجش هیومیک اسیدها در تمام مراحل آزمایش باروش اندازه گیری cod، بوده است .