مرجع تخصصی آب و فاضلاب

جمع آوری آب Water Harvesting:
جمع‌آوری آب  به کلیه عملیاتی اطلاق می‌گردد که در حوضه‌های آبگیر برای افزایش رواناب انجام می‌گیرد. در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک، بخش عمده از آبی که به درون خاک نفوذ می‌کند یا از راه تبخیر مسقیما هدر می‌رود یا از راه تعرق توسط گیاهانی که از نظر اقتصادی بی‌فایده هستند به مصرف می‌رسد. برای مثال؛ در حوضه رودخانه‌های کلرادوی آمریکا، کمتر از 6% بارندگی به صورت جریان رودخانه‌ای ظاهر می‌شود. ثابت شده است که استفاده از گیاهان به عنوان راه‌حلی برای افزایش جریان رودخانه‌ای موثر می‌باشد و ممکن است انتظار داشت که این روش بیشتر مورد استفاده قرار گیرد.
روش سریعتر برداشت آب، نگهداری آن در آبگیرهاست. آبگیرها مناطقی هستند که از بتن، ورقه‌های فلزی، آسفالت یا خاک غیرقابل نفوذ به نحوی ساخته شده‌اند که آب بارندگی را گرفته و ذخیره می‌‌کنند. در برداشت موفقیت‌آمیز آب نه تنها باید به جمع‌آوری آب توجه داشت، بلکه به انتقال و ذخیره‌سازی آب جمع‌آوری شده نیز باید توجه کرد. عملیاتی که روی آبگیرها انجام می‌شود از تسطیح خاک و خارج کردن پوشش گیاهی  تا استفاده از غشاء پلاستیکی و ورقه‌های آلومینیومی متغیر است. در برخی آزمایشات، عملیات ساده تسطیح خاک و خارج نمودن پوشش گیاهی، مقدار جریان سطحی را تا سه برابر افزایش داده است. آب‌بندی کامل، مقدار جریان سطحی را تا صددرصد افزایش می‌دهد. جمع‌آوری آب به منظور توسعه منابع آب مورد نیاز حیات وحش و چارپایان اهلی و گاهی اوقات مصارف شهری نیز به کار می‌رود.
کمبود آب در مقیاس جهانی مهمترین فاکتور محدودکننده برای عملکرد گیاهان زراعی است، با کاهش میزان آب فعالیتهای فیزیولوژیکی گیاهان یا کاهش می‌یابد (البته عکس آن نیز صادق است بدین معنا که با رسیدگی فیزیولوژیکی میزان آب گیاه کاهش می‌یابد) با توجه به اینکه کمبود آب متداولترین فاکتور محدودکننده در تولید محصولات زراعی به خصوص در مناطق  نیمه خشک دنیا است هر اقدامی در جهت تامین قسمتی از آب مورد نیاز گیاه می‌تواند در افزایش تولید موثر باشد.
معمولا رواناب موقعی جاری می‌شود که باران روی خاک اشباع‌شده ببارد. در مناطق مرطوب چون خاک در اکثر مواقع اشباع است، رواناب بلافاصله بعد از بارندگی جاری می‌شود. ولی در مناطق خشک، خاک به ندرت اشباع بوده و در صورتی رواناب جاری می‌شود که شدت بارندگی از حد معینی تجاوز نماید. مثلا در تحقیقات انجام شده در آفریقا به این نتیجه رسیده‌اند که زمانی رواناب جاری می‌شود که سرعت بارندگی‌ از 0.5 میلیمتر در دقیقه بیشتر و مقدار آن نیز بیش از مقدار 5 میلیمتر باشد. معمولا به دلیل پوشش گیاهی پراکنده و کمبود مواد آلی و همچنین پیدایش یک لایه غیرقابل نفوذ در اولین لحظات پس از بارندگی، توانایی خاکهای خشک در جذب بارندگی بسیار کم است. بنابراین در شرایط بسیار خشک، کاهش رواناب و افزایش نفوذپذیری خاک موثر نبوده و به دلیل کم بودن رطوبت  قابل ذخیره در خاک و ناکافی بودن آن برای زراعت، باید در جهت عکس کوشش نمود؛ یعنی رواناب را در بعضی اراضی افزایش داد و نفوذپذیری خاک را کاهش داد. و سپس از آب حاصله در جاهای مناسب دیگر استفاده نمود. به این عمل جمع‌آوری آب گفته می‌شود.
با این اوصاف، جمع‌آوری آب عبارت است از جمع‌آوری آب از منطقه‌ای که برای افزایش رواناب آماده شده و استفاده از آب حاصله بعنوان مکمل رطوبت خاک در منطقه مجاور یا پایین‌دست که ارتفاع پایینتری دارند. در بسیاری از مناطق خشک که بارندگی برای تامین نیاز زراعت کافی نیست جمع‌آوری آب به اضافه مفدار رطوبتی که در خاک ذخیره شده می‌تواند برای تولید گیاهی کافی باشد. مشروط به اینکه بین میزان آبی که از یک ناحیه گرفته شده و ناحیه‌ای که آب در آن به مصرف می‌رسد توازن صحیحی برقرار گردد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

عدم دسترسی به آب سالم وآلود گی آبهای سطحی  مشکل عمده ای  برای بیشتر نواحی جهان است بر اساس برآوردهای انجام شده درسا ل  2000،جمعیتی بالغ بر 1/1میلیارد نفر(18%از جمعیت دنیا ) فاقد آب نوشید نی سالم و4/2میلیارد نفر(40% کل جمعیت جهان)  به فاضلاب مناسب دسترسی نداشته اند . اکثر این افراد در نواحی روستا ئی کشورهای در حا ل توسعه سکونت دارند. همچنین به علت فرسودگی شبکه های توزیع و عدم بهره گیری از تکنولوژیهای نوین ، درحدود 40% ازآب آشامیدنی  در  شبکه توزیع آب این کشورها هدر می رود. براساس آمارهای بهداشت جهانی ، هرساله 2/2میلیون نفرانسان که اکثرآنها کودک هستند به علت عدم دسترسی به آب نوشیدنی سالم ،فاضلاب مناسب ویا فقر بهداشت ازبین می روند.  از آنجائیکه  دسترسی شهروندان  به آب نوشیدنی سالم وتصفیه فاضلاب امری حیاتی برای توسعه اقتصادی اجتماعی است، درسالهای اخیر کشورهای جهان ، سرمایه گذاریهای زیادی را دراین بخش انجام داده اند. این سیاستهای اعمال شده از سوی دولتها فرصتهای مناسبی را برای شرکتهای تولید کننده تجهیزات مدرن صنعت آب وفاضلاب فراهم نموده است تا دراین بازار پرسود به رقابت بپردازند .
ارزش مبادلات در بازارجهانی تجارت تجهیزات آب وفاضلاب درسال 2001به 47 میلیارد دلار رسید  وبا احتساب مشارکت شرکتهای مهندسی ومشاوره حجم مبادلات پولی به 77 میلیارد دلار می رسد،که از این مقداربیش از 80% حجم کل این  بازار در انحصار ایالات متحده،اروپای غربی و ژاپن است. با افزایش رشد اقتصادی کشورهای آسیای جنوب شرقی ،آمریکای لاتین وغول اقتصادی چین بازاراین بخش نسبت به قبل 10درصد رشد داشته است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بهینه سازی فعالیت میکروارگانیسمها در تصیفه فاضلاب



1. مخزن هوادهی: که در این مخزن ، فاضلاب ورودی با هوا و توده‌ای از میکروارگانیسم‌های هوازی برای مدتی که می‌تواند از 4 تا بیش از 24 ساعت متغیر باشد، در تماس قرار می‌گیرد. عمل هوادهی برای تامین اکسیژن کافی مورد نیاز فعالیت توده میکروبی (لجن فعال) توسط هم‌زن دائم انجام می‌گیرد.

2. مخزن ته نشینی: که مایع و ذرات جامد لجن فعال را از هم جدا می‌کند.

عوامل بازدارنده
اصولا هر عاملی که حالت سمی برای میکروارگانیسم‌ها داشته باشد یا به هر دلیل عملکرد آنها را دچار توقف نماید، « عامل بازدارنده » نام دارد. مسمومیت باکتریها ممکن است بدلیل یکی از عوامل زیر باشد:


* وجود مواد آلی نظیر فنل ، فورفورال ، هیدروکربنها ، H2S و مواد آروماتیک

* حضور ترکیبات فلزات سنگین مثل یونهای سرب ، نیکل و کروم.
* غلظت خیلی زیاد مواد معدنی محلول

بعضی از این مواد خاصیت تسریع کنندگی روی عملکرد لجن فعال دارند و بازدهی آن را بالا می‌برند. در نتیجه سرعت تصفیه فاضلاب ، افزایش یافته ، زمان ماند فاضلاب در حوضچه هوادهی کاهش می‌یابد.

مواد و روشها
ابتدا برای مطالعه اثر عامل بازدارنده فنل ، آزمایشها به ترتیب زیر صورت گرفت:


* در شش ارلن ، هر کدام 100 میلی‌لیتر از لجن فعال گرفته شده از تصفیه‌خانه پالایشگاه و 150ml از فاضلاب ورودی به سیستم بیولوژیکی همان تصفیه‌خانه ، ریخته شد. به ارلن‌ها به‌ترتیب 0 ، 10 ، 20 ، 50 ، 100 ، 200 پی‌پی‌ام (ppm) فنل اضافه کردند و عمل هوادهی توسط همزدن در شٍیکر (shaker) با 270 دور در دقیقه به مدت 6.5 ساعت انجام شد و دمای آزمایشگاه در حدود 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد بود. سپس فاضلاب به مدت 19 ساعت در حالت سکون باقی ماند و پس از ته‌نشینی میزان COD و کدورت طبق روشهای استاندارد تعیین گردید. مقدار COD فاضلاب همراه با غلظت مشخص فنل ، قبل و بعد از تصفیه ، اندازه‌گیری و با هم مقایسه گردید.

* در قسمت دوم ، اثر گلیسیرین ، به‌عنوان یک ماده تسریع کننده ، مورد آزمایش قرار گرفت. در شش ارلن 100 میلی‌لیتر از لجن فعال و 150 میلی‌لیتر از فاضلاب ورودی به سیستم هوازی بیولوژیکی ریخته شد و به هر ارلن ، مقدار مشخص بین 0 تا 400 ppm گلیسیرین اضافه گردید و عمل هوازدهی توسط شِیکر در مدت زمان 48 ساعت ، در دمای 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد انجام گرفت. سپس عمل ته‌نشینی به مدت 2 ساعت صورت گرفت و مقادیر COD بعد از تصفیه و کدورتها اندازه‌گیری شد. COD فاضلاب اولیه همراه مقادیر متفاوت گلیسیرین نیز قبلا اندازه‌گیری شده بود. بنابراین اعداد بدست آمده در مورد COD قبل از تصفیه ، با COD بعد از تصفیه مربوط به غلظت مشخص گلیسیرین با هم مورد ارزیابی قرار گرفتند.

* در سری سوم آزمایشها ، اثر یک عامل تسریع کننده ، یعنی مالتوز ، روی عملکرد سیستم لجن فعال ارزیابی شد. آزمایش مطابق روش انجام شده برای گلیسیرین و فنل انجام شد. غلظتهای متفاوت از مالتوز بین 0 تا 400 ppm بکار رفت. شرایط شامل دمای 18 تا 20 درجه سانتی‌گراد و زمان هوادهی 48 ساعت و دور شِیکر 225 دور و زمان ته‌نشینی 2 ساعت بود، در انتها مقادیر COD و کدورت بعد از تصفیه اندازه‌گیری شد و با مقادیر COD فاضلاب اولیه همراه با غلظت مشخص مالتوز مقایسه گردید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

شبکه فاضلاب شهرستان بابل

 

برای زندگی در شهر نیاز به امکانات و تجهیزاتی می باشد تا فرد مایل به زندگی در شهر شود و برای پرداخت هزینه ی  هنگفتی که بدیل زندگی در شهر می پردازد از تسهیلاتی برخوردار باشد .

یکی از مهمترین تسهیلات شهری که بسیار موجب رفاه و آسایش افراد می شود تاسیسات شهری می باشد که شامل شبکه ی آب، برق ، گاز، تلفن و فاضلاب و ... است .

در این میان شبکه ی  فاضلاب شهری از دیرباز مورد توجه همگان بوده است ، وجود سیستم فاضلاب شهری در هندو پاکستان در 2500 سال قبل از میلاد مسیح این مسئله را ثابت میکند

البته در آن زمان این کار هزینه ی بالایی را شامل می شد و تنها در نقاط مهم شهر از این شبکه استفاده می شد . شاید دلیل استفاده از شبکه ی فاضلاب شهری در آن زمان اهمیت بالای آن در مسائل و مشکلات بهداشتی بوده چون آلودگی ناشی از فاضلاب  شهری  موجب مرگ و میر بالای افراد میشد . همانطور که درشهرها، پیش از صنعتی شدن در قرن 19 در ایلات متحده مشاهده شده است با وجود اهمیت فراوان و با توجه به اینکه بابل یکی از شهرهای مهم استان مازندران است همچنان فاقد شبکه ی جمع آوری ، انتقال و سیستم تصفیه و دفع فاضلاب بهداشتی است.

شاید در گذشته این شهر مشکل دفع فاضلاب را حس نمی کرد اما امروزه بدلیل افزایش جمعیّت این مشکل حادتر شده و به چشم می آید . اما در سال 1374پروژه ی شبکه ی فاضلاب شهر بابل آغاز شده که هم اکنون در دست اجراست  در اصل این پروژه برای شهرهای شمالی کشور تعبیه شده ، زیرا در حال حاضر فاضلاب بهداشتی واحدهای مسکونی و تولیدی و خدماتی غالباً به چاه های جذبی تخلیه و یا به آبهای سطحی ریخته می شوند و آبهای فاضلاب موجب آلودگی  آبهای زیرزمینی میشوند. همچنین آبهای تصفیه نشده وارد دریا میشوند و پاکیزگی و سلامت محیط زیست را به مخاطره می اندازند . بودجه ی این پروژه توسط وامی که از بانک جهانی گرفته شده و اعتبارات ملی و استانی تآَمین میشود . به دلیل بالا بودن سطح آب زیرزمینی در مازندران اجرای طرح فاضلاب با مشکلات خاص خود روبرو است و به اعتبارات ویژه نیازدارد. اولین شهری که شامل این بودجه شده و طرح در آن به اجرا درآمده شهرستان بابل است . این شهرستان از شهرهای استان مازندران است که از دو شهر بابل وامیرکلا –تعداد دو بخش و نه دهستان – تشکیل شده است .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هدف آزمایش
بررسی خواص مربوط به عامل هیدروکسیل (OH) فنل‌ها
تئوری آزمایش
فنل معمولی یا اسید فنیک (C6H5OH )، ماده‌ای است که در آن ، به جای یک اتم هیدروژن از هیدروکربن سیر نشده بنزن ، یک عامل هیدروکسیل یا OH قرار دارد. فنل به صورت بلورهای جامد و بی‌رنگ با بوی تند و مخصوص است که در نتیجه اکسایش در هوا صورتی رنگ می‌گردد. نقطه ذوب آن پایین (42درجه سانتی‌گراد ) و در دمای معمولی در آب ، کم محلول و در اثر گرم شدن ، حلالیت آن افزایش یافته و در 70درجه سانتی‌گراد به هر نسبت با آب ، قابلیت مخلوط شدن دارد.

این جسم ، خاصیت ضدعفونی کننده دارد و از بهترین حلال‌های آن ، می‌توان اتانول و اتر را نام برد. فنل ، ماده‌ای سمی وخطرناک است و نباید دست و صورت با آن تماس پیدا کند، زیرا تولید زخمهای خطرناک می‌نماید. از این جهت در آزمایشگاه باید از دستکش و عینک هنگام کار با این ماده استفاده کرد.

اکنون می‌خواهیم فنل را با یکی از واکنشهای آن شناسایی کنیم.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نگاه کلی
انسان از قرنها پیش اعتقاد داشت که نور خورشید می‌تواند از اشاعه عفونتها جلوگیری کند در سال 1877 دو محقق انگلیسی به نامهای دانز و بلونت دریافتند که تکثیر میکروارگانیسمها زمانی که تحت تابش نورآفتاب قرار می‌گیرد متوقف می‌گردد. تحقیقات بعدی نشان داد که عامل این پدیده طیف غیر قابل رؤیت اشعه خورشید با طول موج 254 نانومتر است. در پی این کشف ، امکان طراحی و ساخت دستگاههای مولد اشعه باکتری کش میسر گردید. امروزه این نوع اشعه که باعث جلوگیری از فعالیت باکتریها می‌گردد به عنوان اشعه ماورای بنفش"UV" شناخته شده است. تحقیقات جدید در مورد تاثیر این پرتو بر روی میکروارگانیسمها منتج به ساخت سیستمهای جدید ضدعفونی برای مایعات ، هوا و همچنین سطح اجسام گردید. بدین ترتیب ، ضدعفونی بدون استفاده از مواد شیمیایی و یه به کارگیری حرارتهای بالات میسر شد و ضدعفونی در مواردی که قبلا مشکل و یا غیر ممکن بود نیز امکان پذیر گردید. امروزه ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش ، نه فقط به عنوان یک روش با ارزش و موثر شناخته شده، بلکه در خیلی از موارد به عنوان مکمل سایر روشهای ضدعفونی بکار گرفته می‌شود.
مکانیسم ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش
برخلاف اغلب ضدعفونی کننده‌ها، تشعشع اشعه ماورای بنفش ، میکروارگانیسمها را به وسیله اثر متقابل شیمیایی غیر فعال نمی‌کند بلکه آنها را به وسیله جذب نور توسط خودشان غیر فعال می نماید که باعث واکنش فتوشیمیایی می‌شود. اشعه مذکور ، مواد مولکولی ضروری برای عامل سلولی را تغییر می دهد. چون اشعه uv در دیواره سلول میکروارگانیسمها نفوذ می‌کند، اسیدهای نوکلئیک و دیگر مواد سلولی حیاتی به وسیله آن اثر، تحت تاثیر قرار می‌گیرند. در نتیجه ، سلولهایی که در معرض این اشعه قرار گرفته اند ضدمه دیده و یا نابود می‌شوند. مدارک کافی وجود دارد که اگر انرژی uv به مقدار کافی به ارگانیسمها تابیده شود، اشعه uv می تواند آب را به اندازه‌ای که نیاز است ضدعفونی کند. برای از بین بردن میکروارگانیسمهای کوچک مانند باکتریها و ویروسها مقداری اشعه uv لازم است اما برای از بین بردن و غیر فعال کردن پروتوزآ مانند ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم انرژی uv مورد نیاز ، چندین برابر انرژی لازم برای غیر فعال کردن باکتریها و ویروسها خواهد بود. در نتیجه اشعه uv برای ضدعفونی کردن و یا برای آبهای زیرزمینی که در آنها ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم وجود ندارد موثر است.
محدوده طول موج اشعه uv برای ضدعفونی
انرژی موجی اشعه uv در محدوده طول موج اشعه الکترومغناطیسیnm) 100-400) بین اشعه ایکس و طیف نور مرئی است. منطقه بهینه برای میکروب‌کشی توسط اشعه uv در محدوده nm) 245-285) است. ضدعفونی توسط اشعه uv، هم به وسیله لامپهای با فشار کم که حداکثر انرژی خروجی آنها در طول موج 7. 253 است و هم با لامپهای فشار متوسط که انرژی آنها در طول موجnm) 180-370) است و یا لامپهایی که انرژی آنها در دیگر طول موج ها با شدتهای زیاد نوسانی منتشر می‌شود، انجام می‌گیرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

دید کلی
نخستین دستگاهای طیف بینی ، برای استفاده در ناحیه نور مرئی ابداع شدند و از این رو ، آنها را دستگاههای نوری نامیدند. این اصطلاح ، امروزه در مورد دستگاههایی که برای استفاده در نواحی فرابنفش و زیر قرمز طراحی شده‌اند، نیز تعمیم یافته است. این واژه ، با اینکه کاملا صحیح و دقیق نیست، مع هذا ، از این نظر که بر بسیاری از نکات اساسی عمومی دستگاههای مورد عمل برای مطالعه در این سه ناحیه طیفی مهم تاکید دارد، سودمند است.

اساس روشهای طیف بینی نوری
روشهای طیف بینی نوری ، بر پدیده های نشر ، جذب ، فلوئورسانس ، فسفرسانس و پراکندگی استوارند. ضمن اینکه دستگاههای هر یک از این روشها ، از لحاظ پیکربندی و قدرت متفاوتند، اجزای اصلی آنها از شباهت قابل ملاحظه ای برخوردارند. علاوه بر این ، خواص مورد لزوم این اجزای سازنده ، صرفنظر از نواحی طیفی که این دستگاهها برای آنها طراحی شده‌اند، یکسانند.
اجزای دستگاههای طیف بینی نوری
دستگاههای طیف بینی از پنج جزء سازنده زیر تشکیل شده‌اند:


    * منبع ثابت تابش انرژی.

    * طول موج گزین ، که جدا سازی ناحیه طول موج محدودی را امکان‌پذیر می‌سازد.

    * ظرف شفاف مخصوص نمونه مورد آزمایش.

    * آشکارساز یا ترانسدیوسر تابش که انرژی تابشی را به علامت کاربرد پذیر (معمولا الکتریکی) تبدیل می‌کند.

    * پردازشگر علامت و سیستم قرائت.

طیف بینی نشری
طیف بینی نشری ، از این نظر که در آن به منبع تابشی خارجی نیازی نیست و نمونه آزمایشی ، خود نشر کننده است، با دو نوع دیگر متفاوت است. در اینجا ، ظرف محتوی نمونه آزمایشی یک قوس ، یک جرقه ، یک سطح گرمایی با یک شعله است که هم نمونه آزمایشی را نگه می‌دارد و هم موجب نشر تابش مشخصه آن می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

انواع مواد ضدعفونی کننده

ضدعفونی‌کننده‏ها گروهی از مواد شیمیایی هستند که با تاثیر بر باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و ... ، آنها را از بین می‌برند و یا از رشد آن ها جلوگیری می‌کنند.

مواد ضدعفونی‌کننده‏ای که برای سطح پوست و بدن و بافت‌های زنده استفاده می‌شوند، "گندزدا" نام دارند.

موادی که برای از بین بردن میکروب‏ها و آلودگی‏های ابزار، وسایل، لباس‌ها‏، کاشی‌ها‏، وان حمام‏، دست‌شویی و ... استفاده می‏شوند، "ضدعفونی‌کننده" نام دارند. استفاده از ضدعفونی‌کننده‌ها برای تامین سلامتی بسیار ضروری است و از عوامل مهم پیشگیری از بیماری‌ها به ویژه بیماری‌های مسری و واگیردار به حساب می آیند.

ضدعفونی‌کننده‌های متداول این‌ها هستند:

 

آب ژاول:

ماده اصلی موجود در آب ژاول‏، هیپوکلریت سدیم است و ترکیبی فوق‌العاده قوی است که درصد خیلی کم از آن (5 درصد) را در آب حل می‌کنند و با نام‌های مختلف با عنوان سفید‌کننده به بازار عرضه می‌کنند. این ماده برای ضدعفونی کردن لگن و وان حمام‏، لباس‌ها‏، دیوارهای حمام‏، توالت و آشپزخانه مناسب است. همچنین در ضدعفونی کردن آزمایشگاه‏هایی که در معرض ویروس هپاتیت قرار دارند، استفاده می‌شود. محلول هیپوکلریت یا آب ژاول‏، تمام میکروب‌ها از جمله قارچ‏، ویروس و باکتری را نابود می‌کند. آب ژاول را باید در ظروف مات و سربسته نگهداری کرد و از به کار بردن آن به همراه جوهر نمک جدا خودداری کرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب