دانلود پایان نامهكارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمرانگرایش مهندسی محیط زیست

با عنوان:شناسایی منابع آلاینده برای تدوین یک سیستم پایش آبهای سطحی و زیرزمینی توسط مدل   BASINS

شناسایی منابع آلاینده برای تدوین یک سیستم پایش آبهای سطحی و زیرزمینی توسط مدل BASINS

(مطالعه موردی: دشت شیراز)

استاد راهنما :

دكتر ناصر طالب بیدختی

رشته مهندسی عمران (مهندسی محیط زیست)

دی ماه 1392

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
 
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

 
مشكلات زیست‌محیطی ناشی از رهاسازی آنتی‌بیوتیک‌ها در منابع آبی تهدیدی جدی به­ شمار می‌رود كه تعطیلی بسیاری از واحدهای تولیدی را حتی در كشورهای پیشرفته، موجب شد­ه­است. آنتی‌بیوتیک‌ها مواد دارویی با­ارزشی هستند كه از پیشرفت بسیاری از بیماری‌های عفونی جلوگیری می‌کنند. تولید آنتی‌بیوتیک‌ها با توجه به مشكلات زیست‌محیطی آن در كشورهای پیشرفته به‌ندرت صورت می‌گیرد و واحدهای تولیدی به كشورهای درحال‌توسعه منتقل‌شده‌اند. در كشور ما نیز با توجه به گسترش این واحدها لازم است تدابیری اندیشیده شود تا دانش فنی برخورد با عواقب اجتناب‌ناپذیر زیست‌محیطی این‌گونه واحدها با انجام تحقیقات لازم مدون گردد. از طرف دیگر با یک رویكرد سودمحور می‌توان واحدهای تولید آنتی‌بیوتیک را تشویق به بازیابی محصول خود نمود و خطر بزرگ رهاسازی آنتی‌بیوتیک‌ها را در محیط‌زیست كاهش داد و عملكرد سیستم تصفیه فاضلاب این واحدها نیز بهبود خواهد یافت. تولید این دسته از داروها نیازمند هزینه بالا و فن­آوری خاص خود است. اکسی­تتراسایکلین یكی از آنتی‌بیوتیک‌های مهم در جلوگیری از بیماری‌ها است. پساب خروجی از واحد تولید آنتی‌بیوتیک‌ها اغلب حاوی مقدار زیادی آنتی‌بیوتیک است كه اکسی­تتراسایکلین نیز یكی از آن‌ هاست. در صورت جدا نكردن این ماده ارزشمند از پساب واحد تولیدی و رها شدن آن در پساب ضمن ایجاد مشكل در تصفیه بیولوژیكی این پساب و مختل كردن عملیات تصفیه باعث ایجاد مقاومت در عوامل بیماری‌زا موجود در محیط‌زیست و مشكلات زیست‌محیطی می‌گردد.
فن­آوری‌های فعلی معضلات بسیاری درراه زندگی بشر قرار داده است. آلودگی‌های زیست‌محیطی، حجم زیاد زباله‌ها و مواد زائد غیرقابل تجزیه، آلودگی بیش‌ازحد هوا، از بین رفتن تدریجی لایه ازن، بروز تغییرات شدید جوی، افزایش دمای زمین، بالا رفتن سطح آب اقیانوس‌ها و دریاها و بیماری‌های غیرقابل درمان‌ همه پیامدهای ناگواری است که فن­آوری حاکم در اثر بی‌توجهی و استفاده ناصحیح بشر به ارمغان آورده­است. آلودگی در محیط‌زیست به دلیل تنوع آلاینده‌ها متفاوت بوده و در این پژوهش تلاش می‌شود در خصوص آلاینده‌های سخت­تجزیه‌پذیر در محیط‌زیست، به‌ خصوص آنتی‌بیوتیک‌ها و روش‌های تصفیه آن‌ ها مطالبی ارائه شود.

1-۲ ضرورت انتخاب موضوع

 
امروزه بسیاری از منابع آبی و خاک به وسیله فاضلاب‌های صنعتی دچار آلودگی می‌روند. به‌منظور جلوگیری از آسیب‌های جدی در محیط‌زیست، می‌بایست در ابتدا این فاضلاب‌ها تصفیه و سپس به محیط دفع شوند.
آنتی‌بیوتیک‌ها ازجمله آلاینده‌های سخت تجزیه‌پذیر زیستی بوده که در محیط‌زیست به دلیل ایجاد مقاومت ژنتیکی اهمیت خاصی دارند. لذا تصفیه آن‌ ها ضروری بوده و روش‌های متداول تصفیه نیز قادر به حذف آن‌ ها نمی‌باشند.
به منظور افزایش کارایی و همچنین امکان مقایسه با سایر پژوهش‌های موجود، آلاینده دارویی با ساختار آلی به نام اکسی تتراسایکلین (OTC)[1] انتخاب شد. این ماده جزء خانواده تتراسایکلین بوده و به عنوان آنتی‌بیوتیک کاربرد وسیعی در درمان عفونت‌های گوارشی و تنفسی دارد و همچنین به‌عنوان محرک رشد برای دام، طیور، ماهی‌ها و زنبورعسل استفاده می‌شود. این دارو در فاضلاب صنایع داروسازی و مراکز دام‌پروری به مقدار قابل‌توجهی وجود داشته که به دلیل سخت تجزیه‌پذیر بودن در تصفیه متداول بیولوژیکی قابل‌حذف نیست.]۱[

1-۳ اهداف تحقیق

1-۳-۱ هدف کلی

به‌طورکلی هدف اصلی تصفیه و جلوگیری از انتشار آنتی‌بیوتیک‌ها به خاک و آب­ زیرزمینی و جلوگیری از به هدر رفتن این ماده باارزش و کنترل آلودگی محیط‌زیست می‌باشد.
 

1-۳-۲ اهداف جزئی

• رسیدن به درصدهای حذف بالای آنتی‌بیوتیک اکسی­تتراسایکلین

• بررسی کارایی روش‌های جذب، انعقاد و فیلتراسیون غشایی در حذف آنتی‌بیوتیک اکسی­تتراسایکلین

• تعیین پارامترهای TDS، EC و OTC قبل از تصفیه و بعد از هریک از مراحل تصفیه

• محاسبه حذف TDS، EC و OTC در کلیه مراحل تصفیه

• تعیین عملکرد روش جذب با احتساب درصدهای متفاوتی از کربن فعال و گل بنتونیت

• تعیین عملکرد روش انعقاد با احتساب تغییرات pH و میزان ماده منعقدکننده

• تعیین عملکرد روش فیلتراسیون غشایی با احتساب تغییرات pH و فشار

• تعیین بهینه حذف TDS و OTC در هر یک از روش‌ها و مقایسه

 
[1] OxyTetraCycline
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

1-1-             پیشگفتار

روش‏های حل دقیق، علیرغم دقت قابل قبول آن‏ها، برای تمامی مدل‏ها کاربردی نیستند. استفاده از روش‏های حل دقیق و یا روش‏های عددی منجر به تحلیل‏های پرهزینه شده و در بعضی موارد نیازمند درک صحیح و عمیق از مسائل مرتبط می‏باشد که در اکثر مواقع با توجه به پیچیدگی‏های موجود امکان‏پذیر نیست. در صورتی که محیط خاکی غیر‏همگن و دارای لایه‏بندی مختلف با خصوصیات متفاوت باشد، تحلیل پیچیده و پرهزینه خواهد بود. در‏نظر‏گرفتن خاک غیر‏همگن به صورت خاک همگن و یا استفاده از خصوصیات میانگین برای خاک‏های لایه‏ای، ممکن است حل غیر واقعی را نتیجه بدهد. موج‏های برشی و انبساطی به‏وسیله‏ی انتشار نیرو‏های موجود در هر یک از لایه‏های خاکی با دامنه‏های متفاوت ایجاد می‏گردند. انعکاس امواج در مرزهای مشترک در خاک‏های لایه‏ای و کاهش در دامنه برای موج انتقالی به سمت میدان دور پدیده‏ای است که مسئله را پیچیده می‏کند. اثر‏ دادن این پدیده‏ها برای آنالیز رفتاری کامل انتشار موج در محیط‏های نامحدود[1]، در تحلیل دقیق بسیار سخت خواهد بود. به خاطر همین مشکلات، این روش ها را فقط می‏توان در پروژه‏های مهم با شرایط بحرانی به‏کار برد. برای مسائلی که روزمره می‏باشند، می‏توان روش مدل‏سازی فیزیکی را برای مطالعه‏ی خاک بدون مرز استفاده کرد. از محاسن این روش، کاربرد ساده‏ی آن‏ها و ارائه‏ دید فیزیکی قابل فهم از مسئله می‏باشد. روش مخروط یکی از روش‏های مدل‏سازی فیزیکی است که ویژگی‏های برجسته را درنظر می‏گیرد و بر مبنای تجربه‏ی به‏دست آمده از تحلیل‏های دقیق استوار است.
در بیش از 20 سال گذشته، مدل‏سازی بر‏اساس رویکرد مقاومت مصالح با بهره گرفتن از میله‏ها و تیر‏های مخروطی، که مخروط‏ها نامیده می‏شوند، تنها برای پی‎‏های سطحی مستقر بر نیم‏فضای همگن معرف خاک وجود داشت اما امروزه امکان مدل‏سازی بر مبنای همان فرضیات، برای موارد کاربردی پیچیده‏تر نیز فراهم شده است. به عنوان مثال، تغییرات خصوصیات خاک با عمق قابل مدل‏سازی است و ساختگاه می‏تواند دارای هر تعداد لایه افقی باشد.
در واقع این روش به دلیل کارآیی و انعطافی که جهت تغییر خصوصیات لایه‏های خاک به دست می‏دهد، امکان تحلیل خاکی با مسلح‏کننده های صفحه‏ای و سه‏بعدی را فراهم می‏کند. در این پژوهش روش مخروط به عنوان روشی ساده و فیزیکی جهت تحلیل پی سطحی مستقر بر خاک مسلح شده با ژئوسل[2] معرفی و توسعه داده شده است. دلیل استفاده از ژئوسل به عنوان مسلح‏کننده داشتن ماهیت سه‏بعدی و خاصیت mattress بودن آن است که سبب بهبود بیش‏تر ویژگی‏های بستر خاکی نسبت به سایر مسلح‏کننده‏ها می‏باشد.

1-2-             بیان موضوع

به عنوان یک جایگزین برای روش حل دقیق، مدل های فیزیکی ساده را می‏توان برای ارزیابی اندرکنش خاک و سازه و تعیین رابطه‏ی نیرو-تغییر مکان برای فونداسیون‏ها معرفی کرد.
برای مثال یک پی صلب بدون جرم با مشخصات معرفی شده در‏نظر‏گرفته می‏شود. برای تعیین رابطه‏ی نیرو-‏جابه‏جایی روش حل دقیق مدنظر می‏باشد. به‏ همین خاطر قسمتی از ناحیه خاک و قسمتی از نیم‏فضا به‏وسیله‏ی روش المان محدود مدل‏سازی می‏گردد. همچنین برای ارائه‏ انتشار موج به سمت بی‏نهایت، مرز مدل را با بهره گرفتن از مرز‏های انتقال سازگار یا از روش عددی اجزای مرزی مدل‏سازی می‏گردد. روش حل دقیق همان‏طور ‏که انتظار می‏رود، نیازمند یک تئوری فرمول‏بندی شده‏ی قوی می‏باشد، به‏همین‏خاطر هزینه‏ی محاسباتی حتی برای انجام یک‏بار آنالیز زیاد خواهد بود و در نتیجه روش، قابل کاربرد برای برخی از مسائل مهم و حیاتی می‏باشد و نمی‏توان از این روش در کار‏های روزمره‏ی مهندسی استفاده کرد. اغلب مهندسین تمایلی برای انجام محاسبات پیچیده و زمان‏بر ندارند و همیشه سعی در تفسیر نتایج به‏دست آمده از مدل‏های گوناگون هستند که با چنین حالتی نمی‏توان مدل‏های زیادی را مورد ارزیابی قرار داد. در اکثر پروژه‏های رایج استفاده از مدل‏های فیزیکی برای ارائه‏ خاک نامحدود پیشنهاد می‏گردد که در این تحقیق نیز از این مدل‏ها برای پیش‏برد اهداف استفاده شده است.
رویکرد اساسی در مدل‏های مخروطی بر مبنای تئوری مقاومت مصالح بنا شده است که در این مدل، محیط خاك توسط یک مخروط ناقص[3] مدل می‏شود [1]. تنها تقریب به ‏كار ‏رفته در این روش، محدود‏ كردن محیط سه‏بعدی خاك به داخل یک مخروط ناقص است كه به‏كار بردن چنین تقریبی در مسائل ژئوتكنیک معمول می‏باشد. علت انتخاب شكل مخروطی، كاهش تنش‏های ناشی از اعمال بار با افزایش عمق می‏باشد. در اثر اعمال بار، تنش‏هایی در محیط خاك به وجود می‏آید كه با افزایش عمق در سطح وسیع‏تری پخش می‏شود؛ ولی با فاصله گرفتن از محور اعمال بار دامنه آن‏ها كاهش می‏یابد.
شکل ‏1‑1: انتشار امواج در مخروط [2]
برخی از مزایای این مدل‏ها در ادامه به اختصار ذكر شده‏اند:

• سادگی مفاهیم، وجود درك فیزیكی و تبعیت از قوانین انتشار امواج

• قابلیت تعمیم روش به حالت‏های كلی نظیر فونداسیون مدفون در خاك لایه‏ای و تطابق مناسب با شرایط خاص مسئله مانند هم‏گرایی دو‏جانبه برای فونداسیون سطحی

• 

• دقت مهندسی مناسب: نتایج به‏دست‏آمده از مدل‏های مخروطی كمتر از 20%± نسبت به نتایج دقیق خطا دارند. این حد خطا با توجه به این‏كه پاره‏ای از عوامل ایجاد‏كننده‏ی خطا قابل حذف نمی‏باشند، برای كاربرد‏های مهندسی مناسب می‏باشد.

1-3-             ضرورت تحقیق

استفاده از روش‏های حل دقیق، با توجه به دقت قابل قبول آن‏ها، کاربردی برای تمامی مدل‏ها نبوده و لذا به ناچار از شبیه‏سازی فیزیکی استفاده می‏گردد. در روش‏های عددی به‏طور مثال روش عددی اجزاء‏ محدود، با توجه به مسئله‏ی خاک نا‏محدود، این روش نمی‏تواند کارایی قابل قبولی داشته باشد. روش‏های دیگر عددی مثل اجزاء مرزی و یا استفاده از المان‏های بی‏نهایت گرچه مشکل خاک نامحدود را حل‏کرده‏اند ولی به علت پیچیدگی که در حل مسئله دارند، قابل کاربرد برای تمامی مسائل نیستند.
[1] Unbounded media
[2] Geocell
[3] Truncated semi-infinite cone
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

خاک­ها از جمله مصالحی هستند که رفتار پیچیده­ای از خود نشان می­دهند. پوشش سطح زمین از این مصالح و پیچیدگی­های رفتاری آن­ها موجب شده است که رفتار تنش- کرنش آن­ها مورد مطالعه­ دقیق قرار گیرد. از عوامل اصلی این پیچیدگی­ها می­توان به چند فازی بودن و تغییرشکل­پذیری آن­ها اشاره کرد. تغییر­شکل خاک­ها به عوامل متعددی نظیر شکل و اندازه ذرات، تخلخل، چسبندگی و اصطکاک دانه­ها، درصد رطوبت، درصد اشباع، زهکشی، تقید جانبی، مسیر و تاریخچه تنش، سرعت بارگذاری و وضعیت همگنی و همسانی مصالح وابسته است. به همین دلیل پیش ­بینی رفتار و یا تغییرشکل خاک­ها دشوار است [1].
در مهندسی ژئوتکنیک، عدم هم­محوری، نا متقارن بودن جهت تنش اصلی و جهت نمو کرنش اصلی تعریف می شود. این پدیده مهم هم در مسائل مهندسی و هم در نتایج آزمایشگاهی آزمایشات برش مستقیم و دستگاه سیلندر استوانه­ای[1] مشاهده می شود. آنالیز عددی انجام شده توسط یو[2] و یوان[3] [2]، [3] و یو و یانگ[4] [4] نشان داد که عدم هم­محوری خاک دانه­ای، تاثیرات مهمی در طراحی ژئوتکنیکی دارد. آن­ها نتیجه گرفتند که طراحی فنداسیون­های سطحی بدون در نظر گرفتن عدم هم­محوری، می ­تواند خلاف جهت اطمینان باشد. اهمیت در نظر گرفتن عدم هم­محوری در طراحی ژئوتکنیکی سازه­ها، تصدیق شده است [2]. مدل­هایی که عدم هم­محوری رفتار خاک را در نظر گرفته­اند توسط محققین زیادی ایجاد شده ­اند ( [5]یاتومی[5] و [6] گوتیرز[6] و [7] لی[7] و دافیلیاس[8] و [8]لشکری و لطیفی و[9]،[10] جیانگ[9] و…).
برای اولین بار در سال 1967، [11]، [12] روسکو[10] عدم هم­محوری جهت تنش­های اصلی و جهت نمو کرنش را در آزمایش برش ساده گزارش داد. بر اساس تحقیقات آزمایشگاهی میکرو­مکانیکی با بهره گرفتن از دیسک نوری به عنوان شبیه­ساز دو بعدی محیط دانه­ای، [13] درشر[11] و جوسلین دی یونگ[12] شواهد بیشتری از عدم هم­محوری را گزارش دادند. [9] آرتور[13] و ونگ[14] با بهره گرفتن از آزمایش برش ساده نشان دادند که در نمونه ماسه­ای تحت چرخش پیوسته محور تنش اصلی، انحراف بین جهت­های نمو تنش اصلی و نمو کرنش اصلی می ­تواند بیش از 30 باشد. آزمایش­های انجام شده با HCA[15] نشان دادند که مواد دانه­ای هنگامی که تحت چرخش خالص محور­­های اصلی قرار می­گیرند، عدم هم­محوری را در رفتار خود نشان می­ دهند ( [10] سیمز[16] ، [11] ایشیهارا[17] و توهاتا[18] ، [12] میورا[19]). عدم هم­محوری به ناهمسانی ماده و تاریخچه بارگذاری وابسته است.
شکل ‏1‑1 یک نمونه ناهمسانی را نشان می دهد. در شکل (a)1-1 ، اگر جهت بارگذاری عمود بر لایه ­ها باشد، جهت تنش اصلی و نمو کرنش اصلی هم­محور خواهند بود، حتی اگر نمونه ناهمسان باشد. همان­طور که در شکل (b)1-1 نشان داده می­ شود، هنگامی که جهت بارگذاری و لایه ­ها بر هم عمود نباشد، محور نمو کرنش از محور تنش اصلی انحراف پیدا می کند و عدم هم­محوری رخ می­دهد.
پیش ­بینی دقیق بزرگی و جهت تغییر­شکل خاک به هنگام نصب یک سازه بر روی آن اهمیت فراوانی دارد. بنابراین نیاز است که قوانین عدم هم­محوری در توسعه کرنش­های پلاستیک به­کار برده شوند.
شکل ‏1‑1: ارتباط بین ناهمسانی و عدم هم­محوری

1-2-      اهداف پایان نامه

هدف اصلی این پایان نامه بررسی عدم هم­محوری جهت تنش­های اصلی و نمو کرنش­های اصلی با بهره گرفتن از نظریه چند صفحه­ای است. در این نظریه از الگوی الاستوپلاستیک با قانون سخت­شوندگی همسان استفاده شده است. از امتیازات این نظریه وابستگی رفتار خاک به جهات مختلف بارگذاری و توانایی اعمال ناهمسانی به خاک در جهات مختلف است. همچنین این الگو قادر به پیش ­بینی صفحه گسیختگی تحت بارگذاری­های مختلف می­باشد.
[1] Hollow cylinder Test
[2] Yu
[3] Yuan

[4] Yang
[5] Yatomi
[6] Gutierrez
[7] Li
[8] Dafalias
[9] Jiang
[10] Roscoe
[11] Drescher
[12] de Jesselin de Jong
[13] Arthur
[14] Wong
[15] Hollow cylinder apparatus
[16] Symes
[17] Ishihara
[18] Towhata
[19] Miura
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است