مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پس از یخچال ها منابع آب زیرزمینی دومین منبع آب شیرین موجود در جهان می باشد. در نقاطی که آب های سطحی همانند دریاچه ها و رودخانه ها وجود نداشته و یا غیر قابل استفاده باشند نیازهای آبی توسط منابع آب زیرزمینی برطرف می گردد.
حدود یک سوم جمعیت جهان وابسته به آب زیرزمینی بوده و بیش از ۷۰ درصد منابع آب زیرزمینی به مصرف کشاورزی می رسد. بنابراین توسعه ی کشاورزی و صنعت باعث افزایش برداشت از منابع مذکور شده و برداشت بی رویه از مخازن آب زیرزمینی موجب گردیده که میزان تغذیه ی آبخوان جواب گوی برداشت نباشد و سطح آب زیرزمینی افت نماید. افت سطح آب زیرزمینی مشکلاتی همچون خشک شدن چاه های آب، کاهش دبی رودخانه و آب دریاچه ها، تنزل کیفیت آب، افزایش هزینه ی پمپاژ و استحصال آب و نشست زمین را به دنبال دارد. افت سطح آب زیرزمینی در اکثر نقاط جهان، به ویژه آفریقای شمالی، آسیای مرکزی و جنوبی، خاورمیانهف چین شمالی، آمریکای شمالی و استرالیا و به طور محلی در دیگر مناطق جهان مشاهده می گردد. کسری حجم مخزن آب زیرزمینی جهان سالانه بین ۷۵۰ تا ۸۰۰ میلیارد متر مکعب بوده و مجموع کسری حجم مخزن آب زیرزمینی در کشورهای هند، چین، ایالات متحده، آفریقای شمالی و یمن بیش از ۱۶۰ میلیارد متر مکعب در سال می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

ترکیبات نیتروژن در محیط آبی :

نیتروژن در محیطهای آبی به 6 شکل وجود دارد :

·بصورت گاز محلول N2 ( از اتمسفر )

·بصورت گاز محلول NH3 ( بیشتر از مواد زائد که از متابوسیم جانوران بدست می آید )

·یون آمونیوم NH4+

·یون نیتریت NO2 –

·یون نیترات NO3

·بصورت مقادیر تنوعی از ملوکولهای آلی در حلالها ، بافتهای زنده و غیره زنده مواد آلی

کلمه “ ammonia” اغلب شامل هم NH3 و هم یون  NH4+ است ولی بهتر است که یصورت آمونیاک کل محسوب شود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پراكندگي و انتشار اكوسيستمهاي آبي

مجموعه ذخاير آبي موجود در کره زمين را کره آبي يا هيدروسفر (Hydrosphere) گويند. اين مقدار آب در سطح کلان و بر اساس حجم خود به چند شکل زير ديده ميشود:

1) اقيانوسها و درياها           2) آبهاي موجود در خشکيها                         3) آبهاي موجود در اتمسفر

بيشترين مقدار آب هيدروسفر (6/97 درصد) مربوط به اقيانوسها و درياها بوده و 4/2 درصد بقيه در سطح قاره ها (خشکيها) پراکنده شده که به اين گروه از آبها، آبهاي داخلي (Inland waters) گويند. آبهاي داخلي توسط خشکيها محصور شدند.    

در پراكندگي و انتشار اكوسيستمهاي آبهاي داخلي حتما بايستي قوانين گردش آب در طبيعت را مورد ارزيابي قرار داد. آب درياها به صورتهاي مختلف به نواحي خشك و حاره اي كشيده شده و پس از تغييرات گوناگون در يك مدت كوتاه يا طولاني دوباره به دريا برميگردد. آبهايي كه به سطح زمين ميرسند به چند بخش تقسيم بندي ميشوند:

1-آبهاي تبخيري (Evaporated waters): كه در اثر تبخير و تعرق از سطح گياهان و جانوران بدست مي آيند.

2-آبهاي جاري (Running waters): كه در سطح زمين جاري مي شوند.

3-آبهاي (نفوذي): كه به زمين نفوذ کرده و ايجاد سفره هاي زيرزميني، جريانهاي زيرزميني و در نهايت چشمه ها را مي كنند.

4-تجمعات برف و يخ: كه در سطح زمين منجر به ايجاد يخچالها شده و يا در اثر ذوب شدن جاري و يا در زمين نفوذ مي کنند.

5-آبهاي فسيلي: كه اين آبها مدت زمان طولاني در دل زمين باقي مانده و در بعضي از مناطق در حفاريهاي نفتي نمايان مي شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

استريليزاسيون       sterilization

عبارت است از بين بردن كليه اشكال حياتي ، ميكروارگانيسم ها شامل ويروسها ، قارچها، باكتريها و اسپورهاي آنها از يك شيء يا ماده مورد  استريل.

ضد عفوني كردن يا گندزدايي      Disinfection

عبارت است از بين بردن تمام ميكروارگانيسمهاي بيماريزا كه موجب توليد عفونت مي شوند. در ضدعفوني كردن، اسپور باكتريها از بين نمي روند .

دزانفكتان Disinfectant      

موادي هستند كه ميكروبهاي بيماريزا را از بين مي برند ، ولي به پوست و مخاط و بافتهاي زنده آسيب مي رسانند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

دوربين توتال استیشن
امروزه اهمیت و جایگاه عملیات نقشه برداری نزد فارق التحصیلان رشته های مختلف عمرانی از جمله مهندسی آب بر کسی پوشیده نیست. علیرغم این که نقشه برداری در زیر شاخه های زیادی ارائه می شود، تجهیزات و امکانات مورد استفاده در واحدهای مختلف دانشگاهی چندان به روز و پیشرفته نیست ، لذا کارگاه فنی توتال استیشن با همکاری انجمن علمی مهندسی آب پردیس ابوریحان دانشگاه تهران در خرداد ماه سال جاری برگزار شد.
از آنجایی که دوربین توتال استیشن نیز مانند سایر ابزارهای تخصصی روز دنیا از تجهیزاتی نرم افزاری بهره می برد که بر مبنای تئوری های مربوطه طراحی و ساخته شده اند، دارای این قابلیت اند که همان عملیات دست و پا گیر و زمان بر نقشه برداری را به طور یک جا و با سرعت و راحتی بیشتری انجام دهند. بنابر این بدون تسلط و اشراف کافی بر تئوری نقشه برداری ، آموزش کار با توتال استیشن نتیجه ای بسیار سطحی دربر خواهد داشت. از این رو مراحل کار با این دوربین به صورت مختصر بیان می شود.
با توجه به پیش فرض ها ی یاد شده این مبحث در دو بخش توجیه و روش ها خلاصه شده است.

(Orientation) توجیه
توجیه کردن دوربین یعنی جهت شمال را مشخص کردن.(معمولا به صورت فرضی) و امتدادی که آزیموت یا ژیزمان آن صفر است را به دوربین معرفی کردن و یا اصطلاحا به دوربین بستن. (البته می توان ژیزمان امتداد دلخواهی را هم در منطقه ، مانند 30 درجه به دوربین بست.)
های دستگاه مختصاتی که در نظر است نقاط عوارض زمین (مثلا توپوگرافی) در آن برداشت شوند ، Yبا این کار محور
ها زاویه ای 90 درجه به صورت ساعتگرد می سازد هم مشخص Yکه با محورXمشخص شده است. در نتیجه محور
می شود. یعنی یک سیستم مختصات دکارتی روی منطقه ای که می بایست نقشه اش تهیه شود، قرار گرفته و به عبارتی
بر اساس این سیستم Yو X تعریف شده است. در این صورت هر نقطه در این منطقه دارای طول وعرض مختصاتی
مختصاتی تعریف شده می باشد.

روش اول
روشی است که به آن اصطلاحا روش آنتنی گفته می شود و بیشتر در پروژه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد. مناطقی که به طور معمول در آن ها اسکلت اصلی پیمایشی و یا نقاط ثابت با مختصات معلوم وجود ندارد.
انتخاب و علامت گذاری می شود، سپس دوربین (s1)در این روش ابتدا نقطه مناسبی در روی زمین به عنوان ایستگاه
توتال استیشن بر روی این ایستگاه مستقر، سانتراژ و تراز می گردد.
انجام Project یا jobدر دوربین تعریف می شود تا اعمالی که لازم است در آن Projectیا jobدر گام بعدی یک
انتخاب Abou.J. شود و نقاط برداشت زمینی نیز در همان ذخیره شوند و برای آن یک نام قرار دادی به طور مثال
می شود. سپس ایستگاه گذاری و توجیه دوربین انجام می گیرد. در مرحله ایستگاه گذاری ابتدا باید نام و مختصات ایستگاهی که دوربین روی آن مستقر شده است در دوربین وارد شود. معمولا مختصات این ایستگاه یک عدد فرضی
. پس از تایید Z=0و X=1000, Y=1000 با مختصات(S1) مناسب در نظر گرفته می شود. برای مثال ایستگاه اول
به دوربین. برای این کار Y اطلاعات وارد شده به دوربین ، در گام بعدی توجیه دوربین انجام می گیرد. یعنی محور
ژیزمان فرضی یک امتداد دلخواه ( یک زاویه افقی اختیاری مناسب) به دوربین بسته می شود. ترجیحا ژیزمان یک امتداد مشخص و یا امتدادی رو به سمت یک عارضه ثابت در منطقه ، مثلا یک تیر برق در نظر گرفته می شود. این کار برای این است که اگر در حین کار توجیه دوربین به هم خورد و ایستگاه مختصات دار دیگری در دست نبود، بتوان دوباره دوربین را رو به امتداد یاد شده (تیر برق) بست و توجیه کرد.
با قرار دادن تار روتیکول بر روی لبه تیر برق ، زاویه مربوطه برای ژیزمان این امتداد به دوربین وارد می شود. ( که معمولا آن را صفر می دهند.) و سپس دکمه تایید زده می شود. در این حالت توتال استیشن توجیه و یک سیستم مختصات تعریف شده در منطقه برای شروع عملیات برداشت آماده شده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

قسمت اول: انتخاب فرایندهای تصفیه بر پایه کیفیت آب خام :

قبل از طراحی تاسیسات آب‌گیری، انتقال و تصفیه‌ی آب برای آشامیدن و مصارف دیگر، باید از کیفیت و کمیت آب منبع تامین‌کننده در طول عمر مفید یک طرح مطمین بود و این بخش از مطالعات است که در برنامه‌های توسعه‌ی منابع آب در سطح کلان و منطقه‌ای مورد توجه قرار می‌گیرد. بنابراین باید کیفیت آب مورد نیاز تمام مصارف را دانست و تغییرات احتمالی کیفیت آب‌های موجود را نیز پیش‌بینی نمود زیرا هر گام در راه توسعه‌، روی کمیت و کیفیت منابع آب موثر است که در واقع جنبه‌های منفی و یا تخریبی آن بیشتر است. مهم ‌ترین هدف در تصفیه‌ی آب برای مصرف آشامیدنی، از بین بردن عوامل زنده‌ی بیماری‌زا در صورت وجود آن در آب خام است به‌ طوری ‌که مصرف آن برای انسان بی‌خطرگردد. به‌علاوه آب از نظر رنگ، بو و کدورت در حدی باشد که مورد قبول مصرف‌کننده قرارگیرد و در نهایت این ‌که هزینه‌های انجام کار ئارای توجیه اقتصادی باشد و قیمت تمام شده‌ی آب از توجیه اقتصادی قوی برخوردار باشد. اغلب آب‌ها دارای ناخالصی‌هایی هستند و هدف از تصفیه‌ی آب، رساندن این ناخالصی‌ها به حد مجاز تعیین‌شده یعنی استانداردهای آب آشامیدنی است. معمولا" آب طبیعی هم برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی و هم برای مصارف صنعتی، نیازمند تصفیه است. تصفیه‌ی آب برای مصارف آشامیدنی وبهداشتی، آسان‌تر و ارزان‌تر از تصفیه‌ی آب برای مصارف صنعتی است.

نگرانی‌های اساسی در مورد آب آشامیدنی عبارتند از:

-وجود باکتری‌های بیماری‌زا(پاتوژن‌ها) در آب

-کمبود یا زیاد بودن غلضت بعضی از یون‌ها که در سلامتی انسان نقش دارند.

-ذرات معلق آب

-بو و مزه‌ی آب

قسمت دوم : انتخاب فرایندهای تصفیه بر پایه کیفیت آب

ناخالصی‌های آب را به دو دسته‌ی عمده می‌توان تقسیم کرد:

الف- ناخالصی‌های معلق : این ناخالصی‌ها شامل موارد زیر است :

1-ذرات معلق زنده‌ی بیماری‌زا مانند عوامل حصبه، وبا و تخم انگل‌ها

2-ذرات معلق زنده‌ی غیر بیماری‌زا مانند برخی جلبک‌ها و تک‌سلولی‌ها

3-ذرات معلق غیر زنده مانند ذرات رسی و کلوییدها

برای زدایش و یا کاهش ناخالصی‌های فوق، تصفیه‌ی متعارف شامل فرایندهای اختلاط سریع، انعقاد، ذره‌سازی، ته‌نشینی، فیلتراسیون و گندزدایی به‌کار می‌رود.

ب-ناخالصی‌های محلول: این ناخالصی‌ها به‌طور یکنواخت در آب پراکنده بوده و ممکن است به ‌صورت اتم، مولکول و یا یون باشندکه به اشکال زیر وجود دارند :

1-آنیون‌های عمومی مانند کربنات‌ها، سولفات‌ها، کلرورها و نیترات‌هاکه روش حذف یا کاهش آن‌ها تصفیه‌ی متعارف، تبادل یونی، فرایندهای غشایی، تصفیه‌ی شیمیایی و... می‌باشد.

2-کاتیون‌های عمومی مانند کلسیم، منیزیم، آهن، سدیم، منگنز و ... که روش‌های کاهش و یا زدایش آن‌ها از آب، نیازمند روش‌های تصفیه‌ی متعارف، تبادل یونی، فرایندهای غشایی، هوادهی و ... می‌باشد.

3-گازها مانند دی‌ اکسیدکربن، سولفید هیدروژن و متان که هوادهی و یا تصفیه‌ی شیمیایی برای کاهش این آلاینده‌ها به‌کار می‌رود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

واقعييت اين است كه :

* آب مايه ي حيات است . زندگي تمام جانداران به آب وابسته است، انسان و همه جانداران براي زندگي و رشد به آب نياز دارند. 75 درصد را آب فرا گرفته است اما 98 درصد اين آب ها شوراست 0 فقط 2 درصد از آب هاي سطح زمين شيرين است و بيشتر آب هاي شيرين روي زمين يخ زده است وما فقط از كمتر از 1 درصد از آب هاي شيرين مي توانيم استفاده كنيم.

* آب از منابع طبيعي تجديد شونده است.يعني بطور مداوم در طبيعت در حال توليد است . نزولات آسماني تأمين كننده آب شيرين هستند. بخشي از آب باران در زمين نفوذ مي كند و سفره هاي آب زير زميني را تشكيل مي دهد . بخشي برروي زمين جاري مي شود و جويبار ها و نهر ها را مي سازد. آب بيشتر رود خانه ها نهايتا به دريا مي ريزد.

* ميزان آب توليد شده در طبيعت تقريبا ثابت است . اما جمعييت مصرف كننده آب روز به روز در حال افزايش است. يكي از مشكلات انسان در آينده مشكل آب خواهد بود.همين حالا هم در كشور هاي كم آب ، مثل كشور هاي خاورميانه ، يكي از علل جنگ و جدال ، دسترسي به آبها و رود خانه هاست.

* گاهي آوقات كم آبي به مقدار آب مربوط نمي شود ، بلكه سوء مديريت سياست گذاران برنامه ريزان و مجريان و همچنين استفاده نادرست بهره برداران ، بحران آب را ايجاد مي كند.

* انسان با برداشت بي حد و اندازه از منابع آبي زير زميني و يا با تلف كردن آب در انواع مصارف ، يعني مصارف خانگي و شهري ، كشاورزي و صنعتي ، موجب ازبين رفتن اين موهبت اللهي ميشود.

* انسان از دو طريق موجب كاهش منابع آبي ميشود. يكي از طريق نابود كردن جنگلها و پوشش گياهي زمين كه از ذخيره سازان آبهاي زير زميني هستند ،وديگر از طريق برداشت بي اندازه آب همراه با آلوده كردن منابع آبي ، افزايش جمعييت در هردو مورد اثر تشديد كننده دارد.

* آب هاي سطحي از طريق فعاليت هاي مختلف انسان بطور مستقيم و غير مستقيم آلوده مي شود.

* آلودگي مستقيم با وارد كردن فاضلاب هاي خانگي و صنعتي و پساب هاي كشاورزي و انواع زباله به آب رودخانه ها ودرياها ، و آلودگي غير مستقيم با فعالييت هاي صنعتي آلوده كننده هوا كه منجر به بارش باران هاي اسيدي مي شود ، ايجاد مي گردد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

روش جديد تصفيه پساب با جذب اوزون

از اوزون اغلب براي تصفيه آبهاي آلوده استفاده مي شود.زيرا اوزون عامل اکسنده قوي اي است که توانائي نابود سازي گسترده وسيعي از ترکيبات آلي را دارد روش متداول تصفيه عبور گاز اوزون از ميان آب توسط حباب هايي از اکسيژن يا هواست.ولي از آنجا که اوزون تنها اندکي در آب حل مي شود اين واکنش مي تواند آهسته باشد.اخير. گروهي از مهندسان شيمي دانشگاه برادفورد روشي ابداع کردند که کارائي بالاتري نسبت به روشها ي متداول دارد.در اين روش غلظتهاي بالاي اوزون روي حبه هائي از سيليکازل جذب سطحي مي شوند و به تله مي افتند .زماني که پساب از ميان بستري از اين حبه ها مي گذرد اوزون ترکيبات آلي را در مقايسه با روش رايج با ده برابر کارائي بالاتر اکسيد مي کند.

زماني که تمام اوزون جذب شده مصرف شد حبه ها با خشک کردن بستر و عبور اوزون بيشتر بازيابي مي شود.گروه پژوهشي برادفورد يک واحد نيمه صنعتي براي آزمايش اين فرآيند ساخته و به آن اميد زيادي بسته است.در يک واحد صنعتي سه ستون از حبه ها را مي توان بطور موازي استفاده کرد بطوريکه يکي آب را تصفيه مي کند

مرجع تخصصی آب و فاضلاب