مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سيستم اطلاعات جغرافيايي(Geographic Information Systems) يا GIS يک سيستم کامپيوتري براي مديريت و تجزيه و تحليل اطلاعات مکاني بوده که قابليت جمع آوري، ذخيره، تجزيه وتحليل و نمايش اطلاعات جغرافيايي (مکاني) را دارد. داده ها دراين سيستم بر اساس موقعيتشان نشان داده مي شوند
مقدمه:
براي اولين بار در اواسط دهه 1960 در ايالات متحده کار بر روي اولين سيستم اطلاعات جغرافيايي آغاز شد. در اين سيستم ها عکس هاي هوايي، اطلاعات کشاورزي، جنگلداري، خاک ، زمين شناسي و نقشه هاي مربوطه مورد استفاده قرار گرفتند. در دهه 1970 با پيشرفت علم و امکان دسترسي به فناوري هاي کامپيوتري و تکنولوژيهاي لازم براي کار با داده هاي مکاني، سيستم اطلاعات جغرافيايي يا (GIS)، براي فراهم آوردن قدرت تجزيه و تحليل حجم هاي بزرگ داده هاي جغرافيايي شکل گرفت. در دهه هاي اخير به سبب گسترش تکنولوژي هاي کامپيوتري،سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي امکان نگهداري به روز داده هاي زمين مرجع و نيز امکان ترکيب مجموعه داده هاي مختلف را به طور مؤثر فراهم ساخته اند. امروزه GIS براي تحقيق و بررسي هاي علمي، مديريت منابع و ذخاير و همچنين برنامه ريزي هاي توسعه اي به کار گرفته مي شود.
GIS چيست؟
سيستم اطلاعات جغرافيايي(Geographic Information Systems) يا GIS يک سيستم کامپيوتري براي مديريت و تجزيه و تحليل اطلاعات مکاني بوده که قابليت جمع آوري، ذخيره، تجزيه وتحليل و نمايش اطلاعات جغرافيايي (مکاني) را دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مهندسی رودخانه
نياز انسان به آب باعث شده تا اكثر تمدن هاي بشري در كنار رودخانه ها شكل بگيرند. انسان هاي اوليه با زندگي در كنار رودخانه ها بطور فطري و تجربي آموخته بودند كه جهت استفاده بهينه از اين منابع خدادادي، مي بايد رودخانه ها را دوست داشت و حتي در بعضي از فرهنگ هاي كهن آب و رودخانه بعنوان موجودي مقدس و حيات بخش مورد ستايش و احترام بود. با توسعه شهرنشيني و اجراي طرح هاي عمراني و دور شدن انسانها از رودخانه اين دوستي گسسته شد و انسان با برداشت بي رويه شن و ماسه از بستر رودخانه، خانه و شهرك سازي در حريم و بستر رودخانه، احداث سازه هاي تقاطعي و غيره اقدام به تعرض به رودخانه و بر هم زدن رژيم متعادل و پايدار آن نمود. رودخانه ها به مثابه موجودات زنده اي هستند كه در مقابل اين تعارض اقدام متقابل نموده و لذا رژيم هيدروليكي آن در يك روند براي رسيدن به تعادل مجدد قرار مي گيرد. مهندسي رودخانه علمي است كه اين اعمال اندر كنشي را بطور سيستماتيك هماهنگ و هدايت خواهد نمود و به عبارتي ديگر مهندسي رودخانه شامل تمام مراحل برنامه ريزي، طراحي، اجرا و بهره برداري از عمليات مختلفي است كه به منظور بهبود وضعيت رودخانه در جهت استفاده بهتر از آن اعمال مي گردد.
رودخانه ها شريان هاي اصلي حيات كليه سازه هاي آبي محسوب مي شوند و حفاظت و بهره برداري بهينه از آنها و همچنين حراست از بستر و حريم آنها از مهم ترين مسئوليت هاي وزارت نيرو مي باشد.
استفاده بهينه از رودخانه ها به لحاظ اهميتي كه اين منابع طبيعي در برآورد نيازهاي بشري، از ديرباز تاكنون داشته اند از انگيزه هاي مهم به وجود آمدن شاخه ديگري از مهندسي آب به نام مهندسي رودخانه بوده است. به علت نزديكي سازه هاي تغذيه كننده از آب رودخانه و زمين هاي كشاورزي اطراف رودخانه نياز به يك برنامه ريزي علمي جهت حفظ و حراست از اين سازه ها اجتناب ناپذير مي باشد. علمي كه در مورد كليه مراحل مطالعه و برنامه ريزي، طراحي، اجرا و بهره برداري جهت بهبود و يا تغيير وضعيت موجود يك رودخانه به منظور برآورد نيازهاي عمراني بحث مي كند مهندسي رودخانه ناميده مي شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کلسیم عنصری است که نسبت به فلزات قلیایی و سایر فلزات قلیایی خاکی از قدرت فعالیت کمتری برخوردار است. مانند بریلیم و آلومینیوم ، و برخلاف فلزات قلیایی ، این عنصر بر حسب سوختگی در پوست نمی گردد. باید توجه داشت که در هوا لایه نازکی از اکسید و نیترید بر روی کلسیم تشکیل می شود که می تواند آن را از اثرات بعدی هوا مصون نگاه دارد، لکن در درجه حرارت بالا این عنصر در هوا سوخته و تشکیل مقدار زیادی نیترید می دهد. کلسیم تجارتی به آسانی با آب و اسیدها واکنش نموده تولید هیدروژنی می نماید که حاوی مقدار قابل ملاحظه ای از گاز آمونیاک وهیدروکربنها ، بعنوان ناخالصی می‌باشد. از حکیم ، می توان بعنوان یک عامل آلیاژ کننده برای فلزات حاوی آلومینیوم به منظور حذف بیسموت از سرب و بعنوان کنترل کننده کربن گرافیتی ، در چدن استفاده کرد. از طرف دیگر می توان از این فلز بعنوان عاملی برای حذف اکسیژن درکارخانجات فولاد و بعنوان عامل احیا کننده در تهیه فلزاتی مانند کروم بعنوان یک ماده جداکننده برای مخلوط گازهای نیتروژن و آرگون استفاده نمود. ضمنا زمانیکه کلسیم ، به آلیاژهای منیزیم افزوده شود (25/0%) ، ساختمان آنها را تصفیه وموجب کاهش تمایل آتش گیریهای آنها می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هر یک از چشم‌اندازهای طبیعی، مانند کوهستان، بیابان، جنگل، دریا، شکوه و گیرایی ویژه خود را دارند و در عین حال در برگیرنده زی‌گونگی ( تنوع حیات ) خاص و مقایسه ناپذیر با دیگر گستره‌های طبیعی‌اند. در این میان تالاب‌ها چه از لحاظ چشم‌نوازی‌های خیال‌انگیز و چه از حیث ارزش زیستگاهی، موقعیتی شاخص- و برتر دارند. عباس محمدی، مدیر گروه دیده‌بان کوهستان در بخش دیگری از مقاله خود درباره اهمیت تالاب‌ها می‌نویسد: از نظر ممتاز بودن چشم‌انداز، اثبات این ادعا را دلیل این است که بر کناره یک تالاب می‌توان لطافت آب، استواری خاک و سر زندگی گیاه را یک‌جا دید. دریا بزرگ‌تر از تالاب است، اما در آن درخت، بوته یا گلی نمی‌توان دید؛ دشت گسترده‌تر از تالاب است، اما نمی‌توان در آن بازتابش آسمان را دید و عطر خوش آب را شنید؛ جنگل سرسبز‌تر از تالاب است، اما نمی‌توان چشم‌ها را در آن تا دوردست‌ها یله داد و کوه سربلند‌تر از تالاب است، اما در آن از این همه جانوران و گیاهان تالابی خبری نیست. راز رنگارنگی زندگی در تالاب را باید در این جست که آنچه را که از لازمه‌های نخستین حیات است، می‌توان در این اکوسیستم یافت؛ هوا، نور، رطوبت، زمین، خوراک، اعتدال شرایط طبیعی، جولانگاه، جایگاه برای آشیان کردن، فضای باز برای گریز و بیشه برای مخفی شدن. در محیط تالاب، هم جانوران تک رو مانند اسب آبی یا پلنگ و هم جانوران اجتماعی‌تر مانند گراز و گرگ؛ هم خزنده‌ای مخفی‌کار مانند تمساح و هم پرندگان پر سروصدایی مانند کاکایی و غاز هم علف‌خواری مانند گوزن و هم گوشت‌خواری مانند شیر؛ انواع حشره‌ها، نرم‌تنان، کرم‌ها و خلاصه از ماهی تا مرغ- درون آب، بر آب، در کنار آب، لابلای نیزار، در درون بیشه و در هوا می‌توان یافت. گونه انسان نیز به احتمال زیاد- آن طور که نظر بیشتر زیست‌شناسان است- در محیطی نزدیک به تالاب‌ها یا مناطقی که ترکیبی از دشت و دریاچه و درختزار بوده، پدید آمده است. ادوارد ویلسون در تشریح این نکته که انسان بخشی از طبیعت [و نه ارباب آن] است، می‌نویسد: مکان دلخواه زندگی برای اکثر مردم نقطه مرتفعی در نزدیکی آب است که از آن چشم‌اندازی به یک درختزار فراهم باشد و در چنین مکانی است که خانه اغنیا، آرامگاه بزرگان، معابد، پارلمان‌ها و بناهای یادبود پیروزی‌های قومی بنا می‌شود. امروزه این‌گونه مکان‌ها از نظر زیباشناسی نقاط دلخواه همه ست... [ریشه این تمایل در این است که انسان در قسمت عمده تاریخ کهن خود در ساوان‌های استوایی و نیمه‌استوایی شرق آفریقا می‌زیسته که سرزمینی وسیع و باز است با درختان، بیشه‌ها، جویبار و دریاچه‌ها پراکنده در اینجا و آن جایش].

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نانو مواد و تصفیه آب : فرصت ها و چالش ها

کیوان الهویی نظری*
جمشید ایلاتی خامنه**

1- مقدمه

آب سالم (آبی که عاری از مواد شیمیایی سمی و عوامل بیماری زا است) برای سلامتي انسان ضروری است. همچنین آب سالم یک ماده خام حیاتی در بسیاری از صنایع کلیدی از جمله الکترونیک ، دارو و مواد غذایی محسوب می شود. جهان با چالش های زیادی در افزایش تقاضا برای آب سالم به عنوان منابع موجود آب شیرین روبرو است که با توجه به موارد ذیل در حال کاهش می باشد (الف) گسترش وقوع خشکسالی ، (ب) افزایش رشد جمعیت ، (ج) تشدید و بهبود مقررات بهداشتی و سرانجام (د) افزایش رشد مصرف آب ]1[.
دانشمندان و مهندسین آب در حال تحقیق در مورد افزایش کیفیت آب همسو با افزایش رشد مصرف آن با توجه به رعایت مقررات و استانداردهای سخت گیرانه هستند. وبر ((Weber ]2[ شبکه های نوین و  بهینه توزیع (DOT-NET) را به عنوان جایگزینی برای واحد های متعارف تصفیه آب "بزرگ و متمرکز" ارائه نموده است.  مفهوم  DOT-NET  بر" توزیع و ایجاد استراتژیک سیستم های تصفیه نسبتاً کوچک بسیار موثر در محل های خاص" در شبکه های موجود تامین آب دلالت دارد . چنین سیستم های تصفیه آب اقماری جریان نسبتاًَ کم آب را تصفیه کرده و از فن آوری های پیشرفته تصفیه استاندارد موجود در طبیعت استفاده می کنند ( نظير جداسازی توسط غشاء مقاوم به ته نشینی لجن با قابلیت انتخابی بالا، جاذب های غربالی پلیمری و مولکولی سفارشی شده، اکسیداسیون فوق بحرانی آب و غیره ) تا نیازهای دسته های جمعیتی موجود در واحد های مسکونی ، مجتمع های آپارتمانی و مناطق تجاری را برطرف کنند ]2[.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کدورت و مواد معلق در تصفیه خانه آب
کدورت در آب عموما " توسط مواد معلقی مثل خاک و گل و لای ، مواد آلی و معدنی ریز، ترکیبات آلی رنگی محلول و پلانکتونها و سایر میکرواورگانیسمها ایجاد می شود .
کدورت سنج ، میزان پراکندگی و جذب نور حاصل از منبع نوری حین عبور از محلول  را اندازه می گیرد و با واحد Nephelometric Turbidity Unit(NTU) گزارش می کند. بعلت اندازه ، شکل، ضریب شکست نور مربوط به ذرات و ویژگی پراکندگی نور در سوسپانسیون ارتباط دادن کدورت با غلظت وزنی مواد معلق بسیار مشکل است .همچنین ذرات سیاه مثل کربن فعال می توانند نور را جذب و مقدار کدورت را به طور .{ موثر افزایش دهند{ 1
کدورت آب تصفیه شده بعنوان یک پارامتر مهم درتعیین کیفیت آب در کلیه تصفیه خانه ها اندازه گیری می شود ، اما در سا لهای اخیر با توجه به موارد فوق و اهمیت یافتن اندازه ذرات عبوری از فیلتر بدلیل رابطه آن با میزان عبور میکرو اورگانیسمهایی مثل ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم ؛ علاوه بر کدورت، شمارش ذرات(Particle Count)
نیز به عنوان یک پارامتر کیفی آب در کنار کدورت مطرح گردیده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در این روش تصفیه، اساس عمل، فعال نمودن باکتری های هوازی می باشد. در حضور اکسیژن کافی دیگر باکتری های بی هوازی رشد و تکثیر نیافته و به جای آنها باکتری های هوازی فعال می شوند و با تغذیه از مواد آلی موجود در فاضلاب و تجزیه آن، بار آلودگی را به مقدار قابل توجهی (بیش از 90 درصد) کاهش می دهند.

روش پیشنهادی جهت تصفیه فاضلاب های بهداشتی به روش هوازی، متد لجن فعال با هواده گستره Activated sludge-Extended Aeration)) می باشد. در این روش تزریق اکسیژن به مخلوط لجن فعال برگشتی و فاضلاب خام ورودی در بخش هوادهی جهت انجام واکنشهای بیو شیمیایی توسط هواده های عمقی (بلوئر-Blower) صورت می گیرد.

پس از جدا سازی لجن هایی تولیدی از مخلوط هوادهی شده در قسمت ته نشینی پساب خروجی توسط محلول کلر ضد عفونی می گردد، در نتیجه قابلیت مصرف در کشاورزی و یا دفع در آبهای سطحی و زیر زمینی را خواهد داشت. یک تصفیه خانه با روش فوق را می توان با حوضچه های بتنی و یا به صورت پکیج فلزی پیش ساخته طراحی و اجرا نمود. در پکیج های فلزی کلیه سطوح داخلی و خارجی توسط دو لایه رنگ اپوکسی پوشیده شده می گردند .

طراحی تصفیه خانه :
با توجه به مبانی مورد نیز طراحی مانند دبی فاضلاب روزانه ، جریان متوسط ساعتی ، ضریب پیک، جریان پیک ساعتی، غلظت BOD 5 فاضلاب تصفیه خانه مورد نظر طراحی می گردد .
بخشهاي مختلف سيستم تصفيه خانه عبارتند از :

آشغال گير / SCREEN
مخزن متعادلساز و ايستگاه پمپاژ / QUALIZATION TANK & PUMP STATION
مخزن هوادهي / AERATION TANK
واحد ته نشيني / SETTLING
پمپاژ لجن فعال / ACTIVATED SLUGEP.S
واحد ضد عفوني پساب / DISNFECTION UNIT
مخزن نگهداري و هاضم لجن / DIGESTER & HOLDING TANK
تابلوي توزيع قدرت / POWER & CONTROL PANNEL
اتاق کنترل /CONTROL ROOM

مرجع تخصصی آب و فاضلاب