اثر شدت جریان بر نشت ذرات در محیط های متخلخل
| دسته بندی | نفت و پتروشیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | zip |
| حجم فایل | 4970 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 88 |
فهرست
|
عنوان |
صفحه |
|
فصل اول |
1 |
|
جریان کفی یا صابونی در محیط های متخلخل ناهمگن |
2 |
|
طرز عمل دستگاههای آزمایشگاهی |
7 |
|
لایه های غیر مرتبط : تزریق پوسته ای ناهمگن |
16 |
|
لایه های مرتبط پوسته تزریقی ناهمگن |
19 |
|
لایه های غیر مرتبط : تزریق به پوسته همگن |
21 |
|
لایه های مرتبط ، پوسته تزریقی همگن |
22 |
|
فصل دوم |
24 |
|
مقدمه |
25 |
|
فصل سوم ( تأثیر رسوب آسفالتین بر نفوذپذیری سنگ مخزن) |
33 |
|
آزمایشها |
34 |
|
نصب آزمایشگاهی |
38 |
|
الف) محیط متخلخل |
40 |
|
ب) پمپها |
40 |
|
ج) سیلندرها |
42 |
|
د)خطوط انتقال و رابط ها |
42 |
|
نحوه انجام آزمایشها |
42 |
|
پرکردن سیاندرها |
47 |
|
شستشوی سیستم |
47 |
|
خشک کردن سیستم |
48 |
|
تخلیه کامل سیستم |
49 |
|
اندازه گیری حجم فضای خالی |
49 |
|
اندازه گیری میزان نفوذ پذیری |
50 |
|
تهیه و تزریق نمونه |
51 |
|
تعیین نفوذ پذیری سیستم بر حسب زمان در شدت جریانهای مختلف |
54 |
|
فصل چهارم ( نتایج آزمایشها ) |
57 |
|
رژیمهای جریانی |
58 |
|
حالت گذرا Transition state |
60 |
|
حالت نیمه پایا Quasisteady state |
61 |
|
حالت متوالی بسته شدن Continuous plugging state |
63 |
|
تأثیر شدت جریان بر نفوذ پذیری |
64 |
|
لوله متخلخل نازک Slim tube |
66 |
|
فصل پنجم ( مدلسازی و شبیه سازی ) |
68 |
|
شرح کلی |
69 |
|
5-1-تئوری اضافه بر سطح (Surface wxcess theory) |
71 |
|
تئوری تعمیم یافته گرویس بک و کولینس Gruesbeck&Collins |
74 |
|
5-2-مسیرهای P |
75 |
|
5-3-2-مسیرهای np |
76 |
|
5-4-روابط دینامیکی و موازنه جرم |
78 |
|
5-5-شبیه سازی (Simulation) |
80 |
|
5-6-منوی برنامه |
83 |
|
5-7-پارامترهای آزمایشگاهی |
85 |
|
5-8-پارامترهای قابل تنظیم |
85 |
|
مراجع |
88 |
جریان کفی یا صابونی در محیط های متخلخل ناهمکن:
اثر جریان متقابل مطالعات پیشین از تولید کف و انتقال آن بطور اساسی در یک محیط متخلخل و یک بعدی منهی شده بود یا خاتمه پیدا کرده بود.
در حالیکه این حوزه بطور اساسی ناهمکن و چند بعدی بوده است برای شروع باید این شکاف و رخنه و اختلاف بین این دو را به هم ربط دهیم ، ما باید در مورد تشکیل کف، تکثیر و انتشار کف ها در محیط های متخلخل ناهمکن حلقوی مطالعاتی داشته باشیم.
دستگاههای آزمایشگاهی با مرکز یا یک هسته از سنگ ریزه های Fontainebleau بصورت استوانه ای با قطر 5Cm درون یک لوله acrylic که پر شده است با شن های تمیز attawa در یک محفظه حلقوی با قطر 8.9cm ساخته شده اند.
قابلیت نفوذ پذیری سنگ ریزه ها به سختی 0.1d می باشد در حالیکه قابلیت نفوذ پذیری شن های غیر ممکن در حدود 7d می باشد.
این آزمایشها همراه یا دون جریان متقابل در میان دو محیط متخلخل هدایت شده است با جلوگیری از جریان متقابل ، وجه ظاهری استوانه ای مانند سنگ ریزه ها با یک نوار تفلونی با گرما مچاله شده روکش شده است و نواحی حلقوی با استفاده از ماسه همانند نوع قبلی پر شده است.نیتروژن در فاز گاز می باشد و یک آلفا الفین سولفونات (alpha olefin sulfonate ) (AOS1416 )که در آب نمک یا آب شور می باشد به تشکیل کف می پردازند.
توزیع و پخش مواد اشباع فاز یونی انبار شده با استفاده از اشعه X تخمین زده میشود.
نتایج این مطالعه قابل توجه است وقتی که لایه های ناهمکن در ارتباط پیوسته ای هستند و جریان متقابل مجاز به حرکت و عبور می باشد مواد کف مانند با سرعت یکسانی در محیط متخلخل بطرف جلو حرکت می کنند در حالیکه با استفاده از عکسهای سی تی اسکن تعیین میشود اشباع زدایی با استفاده از کف املاٌ مرسوم و موثر می باشد.
در صورتی که با تزریق 1PV از گاز همراه باشد.وقتی که از جریان متقابل جلوگیری شود کف بصورت توده های جزئی همراه با شن های نفوذ پذیر بالا و انحراف جریان به طرف شن های با نفوذپذیری پایین منحرف میشود.
مواد کف مانند از میان ناحیه نفوذپذیر کم سریعتر از ناحیه ای که نفوذپذیری آن بالا می باشد به طرف جلو حرکت می کند.
کف ها و حباب های ریز بطور گسترده در یک سطح کنترل پویا (monility-control )بکار می روند و عامل تغییر تبدیل برشها برای جریان در محیطهای متخلخل می باشد.کف ها و حباب های ریز معمولاٌ تشکیل شده اند بوسیله گازهای غیر مرطوب ش ل بخار و دی اکسید کربن یا نیتروژن که پخش یا پراکنده ش
اسید سولفوریک
| دسته بندی | مهندسی شیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | zip |
| حجم فایل | 3466 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 84 |
تاریخچه اسید سولفوریک :
اسید سولفوریک به عنوان کیمیاگر قرون وسطی شناخته شده است و به نامهای متفاوتی خوانده می شود از جمله ، روغن زاج و الکل زاج .
ماده ای از تقطیر خشک مواد معدنی مانند هپتا هیدرات سولفات آهن II ، ، بوجود آمده که تحت عنوان زاج نیز نامیده شد ، و از تقطیر خشک ، پنتا هیدرات سولفات I ، ، ماده ای بوجود آمد که این ماده هم تحت عنوان زاج آبی نام گرفت .
اگر این ترکیبات را گرم کنیم ، به اکسید آهن و مس تجزیه می شوند ، و به ترتیب آب و « تری اکسید سولفور » آزاد می شود ، که باز هم اگر آب و « تری اکسید سولفور » را با هم ترکیب کنیم محلول رقیق اسید سولفوریک بوجود می آید .
چنین ترکیباتی را کیمیاگران قرن 12 و 13 مانند « عرب ابوبکر الراسس » و
« آلبرتوس مگنوس آلمانی » بوجود آورند . در قرن هفدهم ، شیمیدان هلندی آلمانی به نام « جوهان گلابر » ، سولفور را با نمک ( نیترات پتاسیم ، ) سوزاند و بدین ترتیب اسید سولفوریک تهیه کرد ، البته این دو را بخار داد .
هنگام تجزیه نمک ، سولفور به اکسید شد و بدین ترتیب با آب ترکیب شد و باعث بوجود آمدن اسید سولفوریک شد . در سال 1736 ، « جاشوا وارد » ، داروشناسی لندنی ، این روش را برای تهیه مقدار زیادی اسیدسولفوریک استفاده کرد . در سال 1946 در « بریمنیگهام » ، « جان ریبوک » اسید سولفوریک را در یک سری اتاقهای خیلی سربی تهیه کرد که این روش هم ارزان تر بود و هم مناسب تر و هم اینکه او مقدار بیشتری از اسیدسولفوریک را توانست در ظرفهای شیشه ای که در قبل هم استفاده شده بودند ، تهیه کند . فرآیند اتاق سربی این فرصت را به صنعت داد تا بتواند اسید سولفوریک را تولید کند و این روش تقریباً تا دو قرن ادامه داشت و بدین ترتیب توانستند بسیاری از مواد باقیمانده را هم پالایش کنند .
اسید سولفوریک « جان ریبوک » تنها اسید سولفوریک 40 تا 35% بود . بعدها دو کیمیاگر ، یکی فرانسوی به نام « جوزف لوئیس گی لوسا » و دیگری کیمیاگر بریتانیایی به نام « جوها گلوور » توانستند در اتاقهای سربی یک سری پالایش ها را انجام دهند و بدین ترتیب اسید سولفوریک 78% تولید کنند .
با این حال ، کارخانه های رنگینه و همچنین بسیاری از فرآیندهای شیمیایی به محصولات غلیظ تری احتیاج داشتند و در تمام دوره قرن هجدهم این
اسید کاری
| دسته بندی | نفت و گاز |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | zip |
| حجم فایل | 225 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 34 |
مقدمه
عمده مخازن نفتی دارای ساختار سنگ آهکی و یا ماسه سنگی با بستر کربناته هستند . چنین سازندهایی دارای منافذ ریز و درشت بوده و جریان نفت خام به نفوذپذیری آنها بستگی دارد. برای افزایش تولید و بهره دهی مخازن لازم است میزان نفوذ پذیری افزایش یابد . بویژه اینکه مخازن کربناتی سفت و متراکم بایستی تحت روشهای درمانی خاص قرار گیرند زیرا نفوذ پذیری سنگ تحت تاثیر عوامل مختلف فیزیکی و یا شیمیائی کاهش می یابد. انسداد منافذ توسط ذرات جامد و بهم ریختن نواحی بهره ده و تشکیل امولسیون و تغییر نفوذپذیری نسبی بدنبال فرآیند مکانیکی اتفاق می افتد.روشهای مختلفی برای رفع آسیب سازند و افزایش تولید از چاه وجود داردکه دراین رابطه اسیدکاری در زمره قدیمی ترین روشهای مورد استفاده در صنعت نفت محسوب می شود زیرا که روش شکست هیدرولیکی به تازگی پا به عرصه وجود گذاشته و با وجود بهره گیری از دانش و کارآیی بالا هنوز نتوانسته در مبحث عملیاتی انگیزش چاه بعنوان روشی توانمند در اسید کاری مؤثرواقع شود .
انتخاب نوع سیال محرک :
انتخاب سیال محرک یکی از موارد مهم در طراحی انگیزش چاهها با اسید می باشد .پیشرفتهای اخیر در اسیدکاری ماتریکس سنگ به توسعه تعدادزیادی سیال محرک جهت استفاده در موقعیتهای خاص منجر گردید . انتخاب سیال باتوجه به تعداد پارامترهای موثر در آن مانند نوع آسیب دیدگی ، جنس سازند ، شرایط چاه ، نوع تکمیل و جنس فلزات بکار رفته در تکمیل چاه بسیار مشکل می باشد ، ضمن اینکه عامل اقتصادی نیز نقش تعیین کننده ای در انتخاب نوع سیال محرک دارد .
اصول اولیه انتخاب نوع سیال محرک :
انگیزش ماتریکس شامل از بین بردن صدماتی است که منجر به کاهش تولید چاه شده است ، بنابراین ضروری است راجع به مقدار ونوع آسیب دیدگی محل و منشأ تولید آن اطلاعاتی داشته باشیم .
آسیب دیدگی با دو پارامتر مهم شناخته می شود .
آلودگی هوای تهران و آثار مخرب آن بر جامعه
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 1 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 82 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 72 |
آلودگی هوای تهران و آثار مخرب آن بر جامعه
فصل اول
مقدمه
1-1- اهمیت موضوع پژوهش و پیشینة آن
آلودگی محیط زیست یکی از بزرگترین، یا حتی بزرگترین و حادترین معضل جهان امروز است. آسیب‌های بی‌شمار ناشی از آلایندههای گوناگون بر سلامتی انسان، زیست بوم‌ها و انواع موجودات زنده، توجه دانشمندان و محققان نقاط مختلف دنیا را به خود جلب نموده است. اهمیت این موضع به حدی است که این دهه را دهة محیط زیست نامگذاری کرده‌اند تا تأکید بیشتری بر جدی بودن مساله آلودگی محیط زیست و لزوم توجه به آن و یافتن راهکارهایی جهت جلوگیری از افزایش آن باشد.
در سال 1803، مالتوس، بزرگترین معضل بشریت را کمبود مواد غذایی دانست و هشدار داد که با توجه به روند فزایندة افزایش جمعیت کره زمین، به زودی به جایی خواهیم رسید که غذای کافی برای تغذیه همه انسانهای ساکن این کره وجود نخواهد داشت. امروز شاهدیم که طبق گزارش‌های سازمان ملل، 800 میلیون گرسنه در جهان وجود دارند که قادر به بدست آوردن غذای مورد نیاز خود نیستند. بعد از مالتوس، عده‌ای دیگر که خود را نئومالتوسیان نامیدند، آلودگی محیط زیست را معضلی بزرگتر و حادتر از مساله کمبود مواد غذایی دانستند، و متاسفانه، اخبار تکان دهنده‌ای که در این زمینه بدست می‌آید اثبات کنندة این حقیقت تلخ است برخی از اخبار و آمارهای ارائة شده از سوی سازمان‌های معتبر جهانی را از نظر می‌گذرانیم:
در شهرهای بزرگ جهان، روزانه صدها نفر جان خود را در اثر آلودگی هوا از دست می‌دهند. پژوهش‌هایی که در 15 شهر بزرگ اروپا انجام شده است نشان می‌دهد که آلودگی هوا در شهر لیون فرانسه سبب مرگ زودرس 30 تا 50 نفر در روز میشود و در پاریس، 260 تا 350 نفر هر روز بر اثر بیماریهای قلب و عروق ناشی از آلودگی هوا می‌میرند. محققان دانشگاه هارواد دریافته‌اند که میزان مرگ و میر در شهرهایی که بیش از استانداردهای مجاز با آلودگی هوا مواهند حدود 20 درصد بیشتر از شهرهای دارای هوای غیرآلوده است و میزان بیمارهای قلبی در شهرهای صنعتی، بیش از 30 درصد بیشتر از سایر شهرهاست.
گزارشی از صدوق محیط زیست بانک جهانی حاکی است که سالانه 800 هزار نفر در جهان بر اثر بیماریهای تنفسی، قلبی و سایر بیماریهای ناشی از آلودگی هوا جان خود را از دست می‌دهند.
نازایی، اختلالات نوزادان، کم‌خونی، نارسایی‌های حاد کلیوی، اختلالات کبدی، دردهای شکمی، بیماریهای چشمی حاد و بعضاً کوری، مشکلات تیروئیدی، افزایش فشار خون، سکته، فلج، اختلالات حافظه، پایین آمدن بهره هوشی، عم تمرکز، انواع ناراحتی‌های روحی و روانی از جمله افسردگی، اضطراب‌‌های شدید، تنش‌ها و … از عواقب انتشار وسیع آلایندهها در جهان می‌باشند.
آلودگی محیط زیست منجر به بروز عظیم‌ترین و فاجعه آمیزترین انقراض بزرگ تاریخ حیات شده است…. حیات در طول تاریخ طولانی خود، از بیش از سه میلیارد سال پیش، شاهد پنج انقراض عظیم بوده است که به ترتیب در اواخر دوران های اردوویسین، دونین، پرمین، تریاس و کرتاسه رخ دادند. در هر یک از این پنج انقراض عظیم، تنوع زیستی و تعداد گونه‌های زیستی تا حد زیادی کاهش یافت و گاه چند میلیون سال طول می‌کشید تا تنوع زیستی دوباره بهبود حاصل کند و غنای خود را بازیابد. مشهورترین آنها، انقراض پنجم بود که در آخر دورة‌کرتاسه رخ داد و باعث نابودی نسل دایناسورها شد. ولی این انقراض، مخربترین انقراض عظیم تاریخی خلقت نبود. فجیع‌ترین آنها انقراض ششم است که به دست انسان آغاز شده و بسیاری از دانشمندان احتمال داده‌اند که علاوه بر بسیاری از گونه‌های گیاهی و جانوری، منجر به نابودی نسل بشر نیز خواهد شد. وجود مقادیری از انواع آلایندهها از جمله آفت کش‌ها و سموم شیمیایی در شیر انسان، احتمال این فرض را افزایش می‌دهد.
آلودگی محیط زیست و گرمایش جهانی ناشی از آن، یک سوم زیستگاه‌های طبیعی جهان را تا آخر این قرن بطور اساسی دچار اختلال می‌کند و تمامی گونه‌های زیستی که امکان مهاجرت سریع، با سرعتی بیش از روند تخریب را ندارند و یا زیستگاه‌های آنها منحصر به فرد است محکوم به نابودی خواهند بود.
طبق فهرست قرمز ارائه شده از سوی IUCN (اتحادیه بین‌المللی حفاظت از طبیعت و منابع طبیعی) در سال 2002، 5714 گونه از گیاهان و 5453 گونه از جانوران جهان با خطر انقراض مواجه هستند و از این میان، 928 گونه از گیاهان دولپه‌ای، 79 گونه از تک لپه‌ای‌ها، 17 گونه از مخروطیان، بیش از 22 گونه از نهانزادان آوندی، 181 گونه از پستانداران، 182 گونه از پرندگان، 55 گونه از خزندگان، 30 گونه از دوزیستان، 257 گونه از ماهیان، 46 گونه از حشرات و 222 گونه از نرم‌تننان در شرایط بسیار حاد و بحرانی به سر می‌برند. و البته این ارقام از میان گونه‌های شناسایی شده است و مسلماً گونه های فراوانی وجود دارند که بدون اینکه حتی شناسایی شده باشند در حال نابودن‌اند، چنانکه گفته میشود حدود 90 درصد از گیاهان جنگل‌های جاده‌ای هنوز مورد مطالعه و برری قرار نگرفته‌اند و چه بسا بتوان از آنان، داروهایی ارزشمند برای بیماریهای غیرقابل درمان امروز و چارهای برای مشکلات بشر بدست آورد.
جنگل‌های حاره‌ای که با تنوع زیستی فوق‌العاده غنی، حداقل دو پنجم گونه‌های گیاهی و جانوری دنیا را در خود جای داده‌اند با روندی بسیارسریع، حدود بیست میلیون هکتار در سال، در حال تخریب هستند.
طبق آمار ارائه شده دیگری از سوی IUCN، در حال حاضر بیش از 5715 گونه زیستی در قاره آسیا، 5643 گونه در قاره آمریکا، 3822 گونه در آفریقا، 143 گونه در اروپا، 1663 گونه در استرالیا و 27 گونه در قطب جنوب در خطر انقراض قرار دارند…. و این گنجینة ارزشمند و بی بدیل حیات است که حدود 5 میلیارد سال به طول انجامیده تا به غنای امروزی رسیده است، تنوع زیستی … و اخباری از این قبیل، بسیار فروان و حقیقتاً هولناکند.
یک زیست‌شناس می‌کوید: «معدنچنان برای اطلاع از وجود گازهای مهلک، از قناری‌های استفاده می‌کنند؛ مرگ قناری‌ها برای آنها هشداری است مبنی بر وجود گازهای کشنده. و اکنون ما نیز باید چنین هشدارها و اخطارهایی را از اجساد دلفین‌ها و شیرهای دریایی مرده بر سواحل، پرندگان بیجان افتاده بر بر زمین و جنگل‌های نابوده شده دریافت داریم و پیش از آنکه خیلی دیر شود چارهای جدی بیندیشیم. مرگ گونه‌ها هشداری است برای گونة Homo sapiens (انسان خردمند)! … »
این معضل بزرگ و وخیم آلودگی محیط زیست، از زمانی آغاز شد که بشر به صنعت و بهره‌برداری بی‌رویه از طبیعت و منابع طبیعی روی آورد و رابطة همزیستی و مسالمت‌آمیر، متعادل و دو جانبة خود با محیط زیست و سایر موجودات زنده را به رابطه‌ای یکطرفه و متعادل تبدیل کرد و طی مدت زمانی کوتاه، تغییراتی هنگفت و فشاری عظیم و غیر قابل تحمل را بر محیط زیست وارد آورد. این فشار به حدی بود که طی سال‌های 1970 تا 1995، یک سوم منابع طبیعی زمین نابود شدند، آب‌ها، خاک‌ها و هوا در سراسر کره زمین به انواع آلایندهها آلوده شدند و بسیاری از زیستگاه‌های طبیعی دچار تخریب گردیدند. فعالیتهای بشر در ده‌های اخیر منجر به ورود میلیون‌ها تن مواد آلاینده به اتمسفر شده است، و این روند آلودگی همچنان ادامه دارد. در حال حاضر، آلایندههای حاصل از فعالیتهای مختلف انسانی اعم از فعالیتهای صنعتی، نقل و انتقالات، کشاورزی، دفع فاضلاب‌ها و … به نحو گسترده‌ای در سراسر کرة زمین انتشار یافته‌اند و موجب صدمات شدید بر سلامتی انسان، محیط زیست او و منابع طبیعی او می‌گردند. طبق محاسبه‌ای که در ایالات متحده امریکا انجام شده است، تنها خسارات مالی وارد بر گیاهن زراعی و تزئینی و انواع محصولات گیاهی در اثر آلودگی هوا بیش از یک میلیارد دلار برآورد گردیده است. شدت آلودگی محیط زیست و وخامت آن به حدی است که این دهه را دهة محیط زیست نام نهاده‌اند تا توجه جهان، بیش از پیش به این مساله جلب گردد و چارهای برای آن اندیشیده شود.
مساله آلودگی محیط زیست و تاثیر آلایندههای ناشی از فعالیت انسان بر محیط، از قرن‌ها پیش مورد توجه بوده است. جان ایولین، نویسندة انگلیسی، در کتابی که در سال 1661 منتشر کرد، برخی از ابتدایی‌ترین صدمات ناشی از آلوگی هوا بر گیاهان را ذکر کرد و به شرح مشکلات رویشی گلها و درختان میوه در هوای آلوده به دود زغال سنگ انگلستان پرداخت. ایبنس در نروژ نیز مساله قابلیت جابجایی و انتشار آلایندهها در مقیاس وسیع و در سراسر جهان را مطرح کرد و نوشت: «مه دود حاصل از سوخت زغال سنگ در انگلستان، به صورت بارانی دوده‌ای و آلوده بر سراسر جهان خواهد بارید.»
در زمینة آلودگی محیط زیست، مسالة آلودگی هوا بخصوص مبحثی بسیار قابل توجه و پراهمیت است، زیرا هوا در مسافت‌های طولانی قابلیت انتشار دارد و قادر است آلایندهها را در سراسر جهان منتشر کند. علاوه بر این، بسیاری از آلایندههای محیط زیست در ابتدا در هوا وجود دارند و سپس از آنجا به زمین می‌آیند و منجر به آلودگی آب‌ها و خاک‌ها می‌گردند.
تا قبل از دهة 1940، آلایندههای عمده هوا، دی‌اکسید گوگرد و ذرات ریز بودند، در حالیکه امروزه طیف وسیعی از انواع آلایندههای گوگردی، نیتروژنی، فلوئوریدی، فلزی و … با غلظت‌های زیاد در هوا و در کل محیط زیست وجود دارند. صدمات ناشی از دی‌اکسید گوگرد بر گیاهان از اواسط قرن نوزدهم در مناطق صنعتی و شهرهای بزرگ مشاهده گردید. در اورپا سالها تصور بر این بود که با آلاینده، تنها آلایندة هواست و صدمات گوناگون مشاهده شده بر پوشش گیاهی به آن نسبت داده می‌شد، ولی مطالعات گسترده‌تر ثابت نمود که این آلاینده به تنهایی نمی‌تواند مسوول پیچیدگی و گستردگی صدمات وارد بر گیاهان باشد. از آن سازمان، آلایندههای متعدد دیگری مورد شناسایی و بررسی قرار گرفتند و این تحقیقات همچنان ادامه دارند. متاسفانه در کشور ما، ایران، مطالعات و تحقیقات بسیار اندکی در زمینة آلودگی محیط زیست و اقدامات بسیار کمتری در جهت کاهش آلودگی و یا حداقل جلوگیری از افزایش آن صورت گرفته است. و این در حالی است که یکی از آسوده‌ترین شهرهای جهان در آن است. آمار ارائه شده، آلودگی هوای شهر تهران را 300-200 میکروگرم در هر متر مکعب برآورد کرده‌اند که دو برابر میزان آلودگی استانداردهای مجاز جهانی است، در حالیکه میزان آسودگی هوا در بسیاری از شهرهای بزرگ و صنعتی جهان کمتر از استانداردهای مجاز جهانی می‌باشد، چنانکه میزان آن در شهر لندن، 50 میکروگرم در هر متر مکعب گزارش شده است.
تاریخچه تصفیه فاضلاب
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 2 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 52 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 57 |
تاریخچه تصفیه فاضلاب
بر خلاف فن های آب رسانی شهری و جمع آوری فاضلاب که تاریخچه نسبتاً طولانی و چند هزار ساله دارند پالایش و تصفیه فاضلاب بصورت امروزی خود، دارای سابقه ی تاریخی کوتاهی می باشد. تنها در نوشته های تاریخی از گفته و فرمانهائی که در پرهیز از آلوده سازی منابع طبیعی آب و به ویژه رودخانه یاد شده است نتیجه گیری می شود که نیاکان ما بجز آگاهی از بدی های آلوده نمودن منابع طبیعی آب، از برخی روش های تصفیه ی طبیعی نیز به طور تجربی و محدود آگاهی داشته اند.
نخست از حدود یکصد سال پیش که رابطه ای میان اثر باکتری ها و میکروب های بیماری زا در واگیری و شیوع بیماری آشکار گشت، انسان بفکر پاکسازی آب های آلوده افتاد. به عبارت دیگر فن تصفیه ی آب و فاضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم زیست شناسی و پزشکی بوجود آمده است. پرداختن و توجه به این فن از آنجا آغاز گشت که به تدریج برای جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب و به ویژه رودخانه ، ورود فاضلاب به این منابع ممنوع اعلام گردید. این جلوگیری ها نیاز به تصفیه فاضلاب و تکامل روش های آنرا ایجاب نمود. با گذشت زمان و به ویژه پس تر جنگ جهانی دوم، در نتیجه ی توسعه شهرها و صنایع، خطر آلودگی محیط زیست و درنتیجه نیاز به تصفیه ی فاضلاب با شدت بی سابقه ایافزایش یافت و همزمان با آن روش های بسیاری برای تصفیه ی فاضلاب بررسی، پیشنهاد و بکار گرفته شد.
در تکامل فن تصفیه ی فاضلاب از نظر زمانی، روش های طبیعی جزو قدیمی ترین روش هائی هستند که برای تصفیه بکار گرفته شده اند. به ویژه استفاده از فاضلاب برای آبیاری در کشاورزی به علت خاصیت کودی آن از یکصد سال پیش تاکنون در کشورهای اروپائی متدوال بوده است.
از دهها سال پیش تاکنون دریاچه های تثبیت و تصفیه ی فاضلاب در کشورهای اروپائی مورد استفاده قرار گرفته اند.
تصفیه فاضلاب در ایران
در ایران از زمانهای بسیار دوری لجن بدست آمده از چاههای جب کننده ی فاضلاب به عنوان کود کشاورزی بکار گرفته می شده است. ولی در تمام این روش ها بیشتر تکیه بر بازیابی از مواد کودی فاضلاب بوده است و نه تصفیه ی آن.در ایران امروز تصفیه خانه های فاضلاب به صورت پیشرفته ی خود سابقه ی تاریخی طولانی ندارند و محدودند به چند تصفیه خانه ی محلی در نواحی شمال تهران که قدیمی ترین آنها تصفیه خانه ی صاحبقرانیه می باشد که در سال 1340 شروع بکار کرده است. از نظر بزرگی مهمترین تصفیه خانه ها، تصفیه خانه های اصفهان می باشند که قدیمی ترین آنها در سال 1345 شروع بکار کرده است. جدول شماره ی (0-1) نام برخی از تصفیه خانه های فاضلابی که درسال 1376 مشغول بکار بوده اند را در شهرهای ایران نشان می دهد. با توجه به اعداد این جدول، جمعیت زیر پوشش تصفیه خانه های فعال در سال نامبرده در اصفهان حدود 70% و در تهران کمتر از 3% بوده است.
هدف از تصفیه ی فاضلاب
در تصفیه ی فاضلاب هدف های زیر مد نظر می باشند:
الف- تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم- فاضلاب های شهری همیشه دارای میکروب های گوناگونی می باشند که قسمتی از آنها را میکروب بیماری زا[1] تشکیل می دهند ورود فاضلاب تصفیه نشده به محیط زیست و منبع زیست و منبع های طبیعی آب، چه آنهائی که در زیر زمین قرار دارند، موجب آلوده شدن این منبع ها به میکروبهای بیماری زا می گردد و در اثر تماس انسان با این منبع ها خطر گشترش بیماری ها میان مردم به وجود می آید:
ب- پاک نگهداری محیط زیست- وارد نمودن فاضلاب های تصفیه نشده به محیط زیست موجب آلودگی این محیط شده که بجز خطرهای مستقیمی که برای بهداشت مردم دارد، نتایجی دیگر از قبیل ایجاد مناظر زشت، بوهای ناخوشایند و سرانجام تولید حشرات بخصوص مگس و پشه را بهمراه دارد. این حشرات خود وسیله ای برای جابجا شدن میکروب های بیماری زا و آلوده سازی محیط زیست با این میکروب ها می باشند.
ج- بازیابی فاضلاب- با توجه به اینکه مقدار نمک های معدنی محلول در فاضلاب به مراتب کم تر از آب دریاهای آزاد می باشد و فاضلاب جزو آب های شیرین ولی آلوده به حساب می آید، استفاده دوباره از فاضلاب تصفیه شده به جای آب شیرین جهت آبیاری کشاورزی به مراتب ارزان تر از شیرین سازی آب دریاهای شور می باشد. این مسئله در ایران که در بسیاری از نقاط آن مردم با کمبود آب شیرین مواجه هستند، می تواند در مصرف آب شیرین مورد استفاده در آبیاری کشاورزی رفه جوئی نماید.
کاربرد دوباره فاضلاب تصفیه شده جهت آبیاری کشاورزی بجز صرفه جوئی در مصرف آب شیرین به علت وجود مواد کودی در فاضلاب تصفیه شده می تواند منبع غذائی خوبی برای گیاهان تقویت کشتزارها گردد.
در اینجا لازم به تذکر است که بکار بردن فاضلاب خام و تصفیه نشده جهت آبیاری کشاورزی مشکلات زیادی در بر دارد، تا جائی که غالباً استفاده از این گونه فاضلاب ها را غیر ممکن می سازد. در هر صورت برای رسیدن به نتایج خوب در کاربرد دوباره فاضلاب در کشاورزی نیاز به مطالعه بررسی و برنامه ریزی کاملی هست.
د- تولید کود طبیعی- لجنی که از تصفیه زیستی فاضلاب بدست می آید دارای مقداری زیاد ترکیبات شیمیایی نظیر نیتراتها، سولفات ها و فسفات ها می باشد که ارزش کودی برای رشد گیاهان دارند. برای افزایش قابلیت جذب این لجن آنرا در یک سلسله عملیاتی با کودهای گیاهی که از باقی مانده برگ و ساقه درختان تشکیل شده اند و یا با کود های حیوانی مانند مدفوع حیواناتی هم چون گاو گوسفند بهم آمیخته و مدتی آنرا بحالت خود می گذارند و سپس به صورت کود طبیعی بکار می برند.
ه- تولید انرژی- همانگونه که بعداً در این کتاب گفته خواهد شد، نزدیک به 70 درصد گازهای تولید شده در انبارهای هضم لجن را گاز متان تشکیل می دهد که ارزش سوختی آن در حدود ارزش سوختی گاز شبکه شهری می باشد. در تصفیه خانه ها می توان با سوزانیدن آن و گرم کردن دیگهای بخار، گرمای مورد نیاز یکان های تصفیه خانه را تامین نمود. حتی در تصفیه خانه های بزرگ این گاز را جمع آوری کرده و با استفاده از توربین های گازی، ژنراتور برقی را بحرکت در آورده و تولید برق می کنند.
مراحل تصفیه فاضلاب
فرایند پالایش یا تصفیه فاضلاب را معمولاً به سه مرحله تقسیم می نمایند.
مرحله یکم- این مرحله بنام تصفیه مقدماتی نامیده می شود و شامل است بر تصفیه فیزیکی از قبیل آشغال گیری، دانه گیری، ته نشینی مواد معلق، و بالاخره خشک کردن و دفع لجن.
مرحله دوم-مرحله دوم تصفیه فاضلاب یا تصفیه ثانوی شامل است بر تصفیه زیستی با استفاده از باکتری های گوناگون هوازی موجود در فاضلاب و تصفیه زیستی با استفاده از باکتری های بی هوازی برای تصفیه فاضلاب و لجن. راهبری تأسیسات تصفیه ثانوی نسبت به مرحله یکم نیاز به صرف انرژی و هزینه بیشتری دارد.
مرحله سوم- این مرحله که تصفیه پیشرفته و یاتصفیه نهائی نیز نامیده می شود، شامل است بر زلال سازی و کاربرد یک یا چند روش از تصفیه تکمیلی زیر:
- ادامه فرایند نیترات زدائی.
- گذرانیدن فاضلاب از صافی های ماسه ای و یا صافی های بسیار ریز گذر[2]
- استفاده از کربن فعال[3]
- نمک زدائی با روش تعویض ین[4]
- روش اسموزی وارونه [5]
- در برخی موارد و بسته به نوع مصرف پساب کلر زدائی و جز آن...
دراینجا لازم به گفتن است که گند زدائی فاضلاب هنگام بیرون آمدن از تصفیه خانه(پساب) ، فرایندی است اجباری و باید درهر حالتی که تصفیه خانه طرح شده باشد اجرا گردد.
سیل و خسارات ناشی از آن
| دسته بندی | شیمی |
| بازدید ها | 2 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 68 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 32 |
سیل و خسارات ناشی از آن
(( سیل و خسارات ناشی از آن ))
سالیان متمادی است انسان در تقابل با پدیده های طبیعی بوده و همواره در معرض خطرات ناشی از وقوع پدیده های زیانباری نظیر سیل قرار داشته است. در حال حاضر نیز سالانه خسارات مالی و جانی فراوانی بر اثر بروز سیلابهای عظیم به مردم وارد می شود. به طور مثال وقوع سیلاب در 12 استان کشور طی بهمن ماه سال 1371 باعث قربانی شدن بیش از 220 نفر و خساراتی بالغ بر دهها میلیارد ریال گردید (1).
مسئله مهم دیگری که همزمان با حرکت آب و وقوع سیلابها رخ می دهد. حرکت ذرات خاک از سطح حوضه های آبخیز و ورود این ذرات به مجاری طبیعی همچنین جابه جایی این ذرات در طول
رودخانه ها از نقطه ای به نقطه دیگر می باشد که اثرات جنبی و مضاعف بروز سیلابها محسوب گردیده و موجب روبگذاری یا فرسایش و تغییر در تراز بستر رودخانه و در نتیجه تغییر در تراز سطح آب می گردد. افزایش تراز بستر و بالا آمدن کف منجر به کاهش ظرفیت مجاری طبیعی شده. همچنین پر شدن مخازن سدها و کانالهای آبیاری از رسوب از سایر عوارض آن می باشد. بنابراین پیش بینی تراز سطح آب با در نظر گرفتن مسئله رسوب در مجاری طبیعی از اهمیت خاصی برخوردار است. تغییرات بستر رودخانه ها که به دو صورت بالا آمدن بستر (Aggradation) و کف کنی (Degradation) است یکی از پدیده های مهم مهندسی رودخانه می باشد. این امر زمانی بوجود
می آید که که وضعیت تعادلی پارامترهای مختلف رودخانه تحت شرایطی بهم بخورد. منظور از پارامترهای مذکور، دبی جریان، دبی رسوبات، مقطع و سیب رودخانه و اندازه مواد بستر می باشد. شرایطی که باعث بهم زدن این تعادل می باشد ممکن است طبیعی و یا توسط بشر باشد. مسائل فوق علاوه بر اینکه باعث تغییر رژیم رودخانه می شود سبب خواهد شد تا سازه های هیدرولیکی اطراف رودخانه نیز در مخاطره قرار گیرند.
پیش بینی شرایطی که تحت آن شرایط، بالا آمدن یا کف کنی بستر رودخانه بوجود می آید. همچنین تعیین میزان آن، در نتیجه چگونگی تاثیر آن بر شرایط هیدرولیکی رودخانه موضوعی است که از دیرباز مورد توجه مهندسین هیدورلیک قرار گرفته است. روشهای مختلفی نیز پیشنهاد گردیده است. تعدادی از این روشها با استفاده از فرضیات متعدد و بکار گیری اصول حاکم بر حرکت نخستین ذره (Incepient Motion) بوجود آمده اند و روابط جبری نسبت ساده ای را تشکیل می دهند که در آن پروفیل نهایی بستر را بدست می دهند. تعداد دیگری از روشها با بکار بردن فرضیات کمتری و بکار بردن معادله پیوستگی رسوب منجر به پیدایش معادله ای می شود که با حل آن می توان تغییرات بستر رودخانه را نسبت به زمان پیش بینی نمود.
بطور کلی روابط حاکم بر حرکت جریانهای سیلابی و جریان در مجاری فرسایش پذیر معادلات جریان غیر ماندگار موسوم به معادلات Saint Venant می باشند. از آنجا که تاثیر متقابلی بین تغییرات بستر و شرایط هیدورلیکی جریان وجود دارد در رودخانه های آبرفتی علاوه بر حل همزمان معادلات مذکور شامل:
1- معادله پیوستگی جریان (معادله بقاء جرم سیال) Continuity Equation
2- معادله ممنتم (معادله بقاء اندازه حرکت) Mcmentum Equation
لازم است معادله پیوستگی رسوب (Sediment Continuity Eqution) نیز حل شود. همچنین به دو معامله کمکی جهت برآورد ظرفیت حمل رسوب رودخانه و تعیین شیب خط انرژی نیاز می باشد. از قدیمیترین مدلهایی که در این رابطه بوجود آمده مدل HEC-6 می باشد که در سال 1977 توسط اداره مهندس ارتش امریکا تهیه گردیده است. در این مدل ابتدا پروفیل سطح آب با استفاده از معادله انرژی محاسبه می شود ( در این قسمت مدل ریاضی پیش بینی پروفیل سطح آب بر اساس جریان متغیر تدرجی برای کانالهای غیر فرسایشی موسوم به HEC-2 می باشد) و برای هر فاصله زمانی با بکار بردن معادله پیوستگی رسوب و یک رابطه تجربی برای محاسبه میزان رسوب حمل شده، پروفیل بستر را محاسبه می کند. مدلهای دیگری هم سپس از آن بوجود آمده اند که اکثراً به صورت
بسته های نرم افزاری به بازار عرضه شده اند.
مدل تهیه شده در این پایان نامه یک مدل ریاضی یک بعدی غیر ماندگار برای کانالهای فرسایش و غیر فرسایشی است که معادلات کامل جریان غیر ماندگار و معادله پیوستگی رسوب را بطور همزمان و با استفاده از روش عددی حل می نماید.
روشهای عددی شامل روش تقاضای محدود و روش المانهای محدود است ولی روش تقاضاهای محدود کاربرد بیشتری دارد. در روش تقاضاهای محدود. معادلات دیفرانسیل جزیی حاکم با استفاده از
شم های (Schemes) دیفرانسیل به معادلات جبری تبدیل می شوند. این شم ها متفاوت بوده و کاربرد آن ها در یک مسئله خاص ممکن است مزایا و معایبی را به همراه داشته باشد.
مسئله مهمی که در حل معادلات حاکم وجود دارد مسئله کوپلینگ (Couqling) بین معدلات جریان و رسوب است. منظور از کوپلینگ در نظر گرفتن تغییرات در کلیه متغیرها در محاسبه مقدار نهایی هر متغیر وابسته است و این کار با استفاده از شم دو مرحله ای پیش بینی و تصحیح میسر شده است. در هر مرحله معادلات مذکور بطور همزمان حل می شوند. به عبارت دیگر در صورتی که معادله پیوستگی رسوب بعد از حل کامل معادلات جریان حل می شد کوپلینگ ایجاد نمی گردید. بنابراین مدل حاضر یک مدل کوپل شده می باشد. ضمناً کوپلینگ بین معادلات باعث افزایش پایداری مدل نیز می گردد. کاربرد روشهای کوپل نشده در شرایطی که شیب کف زیاد باشد منجر به بروز ناپایداری عددی
می شود و جهت ایجاد پایداری بایستی از عملیات سعی و خطا در هر گام زمانی بهره جست ولی در مدل حاضر نیازی به سعی و خطا نیست و مدل از پایداری خوبی برخوردار است و همین امر زمان اجرای مدل را به شدت کاهش می دهد. همچنین کاربرد شم صریح مک.
تعاریف
- جریانهای ماندگار و غیر ماندگار (Steady And Unsteady Flow):
جریانی ماندگار نامیده می شود که عمق، دبی و سرعت متوسط جریان در هر مقطع نسبت به زمان تغییر نکند و در صورتی که پارامترهای مذکور نسبت به زمان تغییر نمایند جریان غیر ماندگار نامیده می شود.