فهرست مطالب
 
 
عنوان                                                                                               صفحه
 
1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………. 2
1-1- کلیات………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
1-2- ضرورت انجام تحقیق………………………………………………………………………………………………………… 4
1-3- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-4- نوآوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………… 6
1-5- ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………………………………………. 7
2- پیشینه و تئوری تحقیق………………………………………………………………………………………………………..9
2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2-1- انواع جاذب…………………………………………………………………………………………………………………….9
2-2-1-1- پوسته برنج………………………………………………………………………………………………………………..9
2-2-1-2- کربن فعال………………………………………………………………………………………………………………11
2-2-1-3- پوسته گردو…………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-4- خاک اره………………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-5- نانو ذرات کربنی……………………………………………………………………………………………………..13
 
عنوان                                                                                               صفحه
 
2-2-1-6- سایر جاذب ها…………………………………………………………………………………………………………14
2-2-2- انجام آزمایشات با استفاده از سیستم ستون………………………………………………………………15
استفاده از روش پاسخ سطح (RSM) در مدلسازی آزمایش……………………………………16
انجام آزمایشات با استفاده از سیستم ستون و مدلسازی توسط روش RSM…………18
2-3- تئوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..18
2-3-1- روش سطح پاسخ(RSM)……………………………………………………………………………………….. 18
2-3-1-1-روش شناسی سطح پاسخ………………………………………………………………………………………..18
2-3-1-2- طرحهای آزمایشی برای برازانیدن سطح های پاسخ……………………………………………..20
2-3-1-3- انواع طرح های سطح پاسخ……………………………………………………………………………………21
2-3-1-4- طرح های مرکب مرکزی (CCD)………………………………………………………………………. 24
2-3-2- تئوری جذب سطحی………………………………………………………………………………………………….27
2-3-2-1- ایزوترم جذب پایه…………………………………………………………………………………………………..29
2-3-2-2- مدل های تجربی برای مدلسازی نتایج آزمایشها…………………………………………………..31
2-3-2-2-1- مدل Adam-Bohart…………………………………………………………………………………….31
2-3-2-2-2- مدل توماس……………………………………………………………………………………………………….32
2-4-جمع بندی……………………………………………………………………………………………………………………33
3- مواد و روشها ……………………………………………………………………………………………………………………….35
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………..35
3-2- مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………..35
3-2-1- جاذب مورد استفاده: شلتوک برنج اصلاح شده بازی……………………………………………….35
3-2-2- فاضلاب مصنوعی حاوی فلز سنگین………………………………………………………………………….36
3-2-3- سایر مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………36
3-3- دستگاههای مورد استفاده……………………………………………………………………………………………37
3-4- روشهای مورد استفاده………………………………………………………………………………………………….37
عنوان                                                                                              صفحه
 
3-4-1- آماده سازی ستون………………………………………………………………………………………………………37
3-4-2- طراحی آزمایشها به کمک روش RSM……………………………………………………………………39
3-4-3- روش تعیین بازدهی جذب در هر آزمایش…………………………………………………………………41
3-4-4- روش انجام آزمایش غیر پیوسته…………………………………………………………………………………43
4- نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………………….46
4-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………46
4-2- نتایج آزمایش های غیر پیوسته…………………………………………………………………………………..46
4-3- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ به منظور بررسی عوامل موثر بر بازدهی جذب فلز سنگین…………………………………………………………………………………………………..49
4-4- تحلیل نتایج…………………………………………………………………………………………………………………52
4-4-1- تحلیل واریانس……………………………………………………………………………………………………………68
4-4-1-1- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای مرتبه دوم……………………………………………………..68
4-4-1-2- تحلیل واریانس مدل خطی…………………………………………………………………………………….72
4-4-2- تعیین بهترین رابطه…………………………………………………………………………………………………..74
4-5- ترکیبات مختلف پارامتر ها در اهداف تعیین شده مجموعه آزمایش ها……………………….79
4-6- تطبیق نتایج بدست آمده از آزمایش های پیوسته با مدل های تجربی………………………..81
5- نتیجه گیری و پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………….85
5-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………85
5-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………86
فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………..88
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول­ها
 
 
عنوان و شماره                                                                               صفحه
 
جدول 2-1- خلاصه نتایج تحقیقات صورت گرفته بر روی حذف فلزات سنگین مختلف به                                                                       کمک پوسته برنج (سعادت، 1391) 10
جدول 2-2- ترکیب های مختلف کد شده پارامتر ها در طرح متشکل از 3 پارامتر 26
جدول 2-3- مقایسه بین جذب فیزیکی و شیمیایی 28
جدول 3-1- پارامترهای مستقل طرح و سطوح مقادیر و کد های مربوطه 40
جدول 3-2- پارامترهای مورد نظر در این مطالعات و ترکیبات مختلف آزمایشها 41
جدول 4-1- مقدار غلظت تعادلی نیکل، بازدهی جذب و مقدار نیکل جذب شده در واحد      جرم جاذب در آزمایش های غیرپیوسته 47
جدول 4-2- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ 50
جدول 4-3- میزان غلظت خروجی نیکل را در زمان های مختلف از ستون با حداکثر بازدهی جذب نیکل 52
جدول 4-4- نتایج آنالیز برنامه Design Expert جهت انتخاب مدل ریاضی 60
جدول 4-5- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای درجه دوم (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 69
 
 
عنوان و شماره                                                                                 صفحه
 
جدول 4-6- ضرایب ثابت، اثرات خطی، مربعی و متقابل پارامتر های مدل مرتبه دوم 70
جدول 4-7- تحلیل واریانس مدل خطی (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 72
جدول 4-8- ضرایب ثابت و اثرات خطی پارامتر های مدل خطی 74
جدول 4-9- نتایج مقایسه درصد حذف نیکل حاصل از کاربرد روابط مرتبه دوم و خطی 75
جدول 4-10- ترکیبات مختلف پارامتر ها را در مدل مرتبه دوم برای بدست آوردن حداکثر راندمان 80
جدول 4-11- پارامتر های مدل Adam-Bohart 82
جدول 4-12- پارامتر های مدل توماس 83
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل­ها

 
 
عنوان و شماره                                                                              صفحه
شکل 2-1- طرح مرکب مرکزی (CCD) 24
شکل 2-2- ایزوترم جذب 28
شکل 3-1- شمای شماتیک سیستم پیوسته 38
شکل 3-2- سیستم پیوسته به هنگام انجام آزمایش ها 39
شکل 3-3- شمای شماتیک نمودار جذب 42
شکل 4-1- نمودار ایزوترم جذب نیکل در آزمایش های غیر پیوسته 48
شکل 4-2- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل لانگمویر 48
شکل 4-3- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل فروندلیچ 49
شکل 4-4- نمودار شکست آزمایش شماره 4 با راندمان حداکثر برابر با 8/69 % 51
شکل 4-5- نمودار نرمال باقیمانده ها در مدل های مرتبه دوم و خطی 55
شکل 4-6- نمودار باقیمانده ها در مقابل مقادیر پیش بینی شده 56
شکل 4-7- نمودار باقیمانده ها در برابر ترتیب اجرای آزمایش 57
شکل 4-8- نمودار پریشیدگی پارامتر های مختلف در پارامتر ها 58
 
 
عنوان و شماره                                                                             صفحه
 
شکل 4-9- نمودار اثر ارتفاع جاذب بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 62
شکل 4-10- نمودار اثر دبی بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 63
شکل 4-11- نمودار اثر غلظت اولیه نیکل بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 64
شکل 4-12- نمودار خطوط پاسخ اثر تغییرات ارتفاع جاذب و دبی ورودی بر بازدهی جذب 65
شکل 4-13- نمودار اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 66
شکل 4-14- نمودار سه بعدی اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 67
شکل 4-15- نمودار مقایسه نتایج روابط شماره 4-3 و 4-5 با نتایج واقعی بازدهی حاصل از انجام آزمایشها 77
شکل 4-16- اختلاف نتیجه بازدهی بر اساس روابط 4-3 و 4-5 با مقدار واقعی بازدهی از آزمایشها 78
شکل 4-17- نمودار میله ای مطلوبیت ترکیبات تعریف شده در اهداف 80
شکل 4-18- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل Adam-Bohart 82
شکل 4-19- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل توماس 83
شکل پ-1- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 75/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 76 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-2- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-3- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96
 
 
عنوان و شماره                                                                                             صفحه
 
شکل پ-4- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96
شکل پ-5- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-6- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-7- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-8- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-9- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 90 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-10- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 20 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-11- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی5/17میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-12- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 10 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-13- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی9میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ- 14- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ-15- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102
عنوان و شماره                                                                                 صفحه
 
شکل پ-16- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102

سیستم‌های ارزیابی در سطح سرویس معابر می‌توانند در بازشناسایی مشکلات، ارزیابی شاخص‌های انتخابی ایجاد شده و کارآیی آن‌ها در رسیدن به اهداف، ارزیابی راه‌حلهای بالقوه اجرا شده، مقایسه‌ی مکانی، و شناسایی و پیگیری آلودگی‌ها کاربرد داشته باشند.
طراحی و برنامه‌ریزی متداول و رایج در این سیستم، مبتنی بر سرعت و تعلل و توقف‌های ایجاد شده در حرکت خودروها و سنجش میزان کارآیی سیستم حمل‌و‌نقل و همچنین برای اصلاح یا ارتقاء سطح خدمات مرتبط با حمل‌و‌نقل شهری و با توجه به گسترش بزرگراه‌ها بوده و این سیستم برای سایر مدل‌ها یا مشکلات جامعیت ندارد.
سطح سرویس در معابر مختلف دارای مقادیر مختلفی می‌باشد و یک معیار کیفی از احساس کاربران، اعم از رانندگان، راکبان و عابران نسبت به راحتی، آسایش، ایمنی و کیفیت عبور و مرور در معابر گوناگون تعریف شده است. و سرعت حرکت، زمان سفر، آزادی حرکات، عدم تداخل با دیگر کابران، راحتی و آسایش و ایمنی کاربران، ملاک ارزیابی کیفیت معبر قرار می‌گیرد و شاخص‌های عملکردی از قبیل سرعت، حجم و چگالی در هر سطح سرویس قابل محاسبه بوده و لذا سطوح سرویس از شرایط حرکت آزاد تا تقاضای بیش از حد معبر الگوبندی شده و برای اینکه شبکه‌های ارتباطی بتوانند نقش‌های موثر و متعدد خود؛ سه نقش محوری: اجتماعی، جابجایی، دسترسی؛ را به درستی ایفا کنند، ملزم به رعایت سلسله مراتب خاص در طراحی تعریف شده هستند.
1-2-4 نقش‌های محوری معابر شهری
معابر یا شبکه‌های ارتباطی که بستر ارتباطی بین انسان، فضا و فعالیت تعریف می شوند دارای شش نقش محوری در شهرها هستند[5].
 
 

• جابجایی: هر چه سرعت و میزان ترافیک موتوری در خیابان‌ها روان‌تر باشد، نقش جابجایی معبر بیشتر خواهد بود.

• دسترسی: هر چه تعداد دسترسی‌ها و امکانات پارکینگ حاشیه‌ای و تعداد تقاطع‌ها و ورودی و خروجی ها در خیابان‌ها بیشتر باشند، نقش دسترسی معبر بیشتر خواهد بود.

• اجتماعی: هر چه میزان جداکنندگی خیابان بیشتر باشد و عابرین پیاده‌ و دوچرخه‌سواران آسان‌تر از عرض خیابان عبور کنند، نقش اجتماعی معبر بیشتر خواهد بود.

• معماری شهری: هر چه جذابیت بناهای اطراف خیابان‌ها و جهت‌دهی به این فضاها و شهر بیشتر باشد ، نقش معماری معبر بیشتر خواهد.

• 

•  

• تاثیر آب و هوایی: هر چه در طراحی فضاهای خیابان‌ها و نحوه‌ی استقرار بناهای اطراف آن تناسب با اکوسیستم آب و هوایی منطقه‌ی شهری رعایت شده باشد، نقش خیابان‌ها و معابر به عنوان کانالهای تهویه در سرعت بخشیدن به جریان هوای تازه و ایجاد محیطی شاداب و با طراوت و با بهره‌گیری از ایجاد فضاهای زیست‌محیطی گیاهی و درختی بیشتر خواهد بود.

 
فصل اول
مقدمه…………………………………… 2
1-1-اهمیت موضوع و لزوم انجام مطالعه……… 3
1-2-اهداف……………………………… 5
1-3-نوآوری پایان نامه…………………… 5
 
فصل دوم
کلیات و تئوری…………………………… 7                                                              
2-1- تاریخچه لندفیل…………………….. 7
2-2- لندفیل های جدید…………………… 11
2-3- ساختار لندفیل…………………….. 14
2-4- بیوگاز لندفیل…………………….. 16
2-5- استفاده از گاز لندفیل……………… 17
2-5-1- روش های فیزیکی-شیمیائی…………. 23
2-5-2- روش های بیولوژیکی……………… 23
2-5-3- اصول روش تصفیه با بیوفیلتر……… 26
2-6- تصفیه گاز لندفیل………………….. 33
2-7- بررسی مدل­های بیوفیلتر……………… 33
2-7-1- شرح تئوری مدل Ottengraf…………… 34
2-7-2- شرح تئوری مدل Zarook……………. 38
2-7-3- بررسی مدل Hodge ……………….. 39
2-7-4- بررسی مدل Li…………………… 42
2-7-5- تئوری و آنالیز مدل Deshusses …….. 45
2-7-6- پارامترهای طراحی………………. 49
 
فصل سوم
پیشینه تحقیق……………………………. 54            ……………………………………………
3-1- بر پژوهش های انجام شده……….. 54            …………………………………………..
 
فصل چهارم
مواد و روش کار………………………….. 67            ……………………………………………              ………………………………………..
4-1- مواد و روش­های اندازه­گیری…………… 67            ………………………………………              ………………………………………
4-1-1- روش‌های اندازه‌گیری……………… 82
4-2- روش انجام آزمایش………………….. 83            …………………………………………..
 
فصل پنجم
نتایج و بحث…………………………….. 85
 
فصل ششم
نتیجه گیری و پیشنهادات………………….. 104
6-1- نتیجه گیری……………………….. 104
6-2- پیشنهادات………………………… 105
منابع ………………………………… 106             …………………………………………………           …………………………………………….
 
 
 
فهرست شکل­ها
 
عنوان                                                            صفحه
 
شکل 2-1- تولید بیوگاز متان در لندفیل………. 12
شکل 2-2- انتقال بیوگاز لندفیل به نیروگاه و تولید برق    14
شکل 2-3- نمونه ای از ساختار بیوفیلتر ساده … 26
شکل 2-4- شماتیک مفهوم مدل بیوفیلم در یک مقطع عرضی در طول ستون بیوفیلتر……………………………….. 35
شکل 2-5- مدل بیوفیزیکی برای بیوفیلتر………. 39
شکل 2-6- ساختار کلی مدل برای موازنه جرم ….. 46
شکل 2-7- توضیح شماتیک مدل برای یک بخش ستون .. 46
شکل 4-1- رشد باکتری در محیط کشت مایع………. 70
شکل 4-2- کلنی های باکتری در محیط کشت جامد…. 72
شکل 4-3- کمپرسور استفاده شده……………… 75
شکل 4-4- بیوفیلتر استفاده شده…………….. 76
شکل 4-5- سکوی سیمانی ساخته شده……………. 77
شکل 4-6- نصب اتاقک فلزی………………….. 77
شکل 4-7- اتاقک فلزی نصب شده ……………… 78
شکل 4-8- استقرار بیوفیلتر در داخل اتاقک فلزی 78
شکل 4-9- خروجی بیوگاز از چاه (شیر سمت راست) و اتصال به شبکه (شیر میانی)…………………………………. 79
شکل 4-10- اتصال خروجی بیوگاز از چاه به کمپرسور 79
شکل 4-11- اتصال پمپ آب از طریق شیر تنظیم به ستون    80
شکل 4-12- پمپ آب استفاده شده جهت چرخش آب درون ستون 80
شکل 4-13- لوله تخلیه شیرابه از درون چاه ….. 81
شکل 14-4- ثبت غلظت سولفید هیدروژن ستون با دستگاه سنسور 81
شکل 4-15- سنسور گاز سولفید هیدروژن……….. 82
شکل 4-16- pH متر ……………………….. 83
شکل 5-1- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن خروجی ستون بیوفیلتر بر حسب دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250………………………… 87
شکل 5-2- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن خروجی ستون بیوفیلتر بر حسب دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350………………………… 89
شکل 5-3- تغییرات ظرفیت حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250………………………… 90
شکل 5-4- تغییرات ظرفیت حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350………………………… 91
شکل 5-5- تغییرات راندمان حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 92
شکل 5-6- تغییرات راندمان حذف بر حسب بار جرمی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 93
شکل 5-7- تغییرات راندمان حذف بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 94
شکل 5-8- تغییرات راندمان حذف بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 95
شکل 5-9- تغییرات راندمان حذف بر حسب دبی ورودی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 96
شکل 5-10- تغییرات راندمان حذف بر حسب دبی ورودی با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 97
شکل 5-11- تغییرات غلظت خروجی بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 250…………………. 98
شکل 5-12- تغییرات غلظت خروجی بر حسب زمان ماند با غلظت سولفید هیدروژن ورودی حدودppm 350…………………. 99
شکل 5-13- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 1 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان………………. 99
شکل 5-14- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 2 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان……………… 100
شکل 5-15- تغییرات غلظت سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی 3 لیتر بر دقیقه بر حسب زمان……………… 101
شکل 5-16- تغییرات راندمان حذف سولفید هیدروژن ستون بیوفیلتر با دبی ورودی متفاوت بر حسب لیتر بر دقیقه…….. 102
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول­ها
 
عنوان                                           صفحه
 
جدول 2-1- نمونه­ای از ترکیب گاز دفنگاه……… 15
جدول 2-2- مشخصات سه سیستم بیولوژیکی……….. 24
جدول 2-3- نمونه­ای از بسترهای استفاده شده در بیوفیلتراسیون گازها………………………………………. 29
جدول 2-4 خصوصیات مهم برخی از باکتری‌ها که در تجزیه سولفید هیدروژن و دیگر ترکیبات گوگرددار استفاده شده‌اند 32
جدول 2-5- پارامترهای عملیاتی بیوفیلتر……… 52
جدول 4-1- محیط کشت استفاده شده برای باکتری Thiobacillus thioparus  69
جدول 5-1- ترکیب گاز دفنگاه شهر شیراز در منطقه برمشور    85
جدول 5-2- ترکیب ورمی­کمپوست بر اساس گزارش آزمایشگاه  86
 
فهرست نشانه­های اختصاری
 
ضریب نفوذ مؤثر
ضخامت لایه بیولوژیکی
k          ثابت سرعت واکنش درجه صفر
عدد Thiele
مختصه بی­بعد طول
m         ضریب تقسیم

h          ارتفاع بستر بیوفیلتر
سطح لایه بیولوژیکی
سرعت ظاهری گاز
غلظت آلاینده در فاز گاز
غلظت آلاینده در فاز بیوفیلم
ماکزیمم سرعت رشد ویژه
ثابت سینتیکی
غلظت اکسیژن در بیوفیلم
ضریب پراکندگی
V    سرعت درون شبکه­ای محوری
تخلخل ماده فیلتر
ثابت سرعت بیولوژیکی
جرم دی­اکسید کربن به جرم سوبسترا
L    طول بیوفیلتر
متوسط غلظت ورودی آلاینده
H    ثابت هنری
ضریب انتقال فیلم گاز-بیوفیلم
سطح نفوذ مؤثر به ازای واحد حجم بستر
زمان اقامت
تخلخل بستر بیوفیلتر
R    شعاع متوسط ماده پکینگ بیوفیلتر
قابلیت نفوذ در فاز بیوفیلم
G    دبی کل گاز
W    تعداد کل لایه­ها
J    شار نفوذ
سرعت تجزیه بیولوژیکی
N    تعداد کل زیربخش­های بیوفیلم
ثابت بازدارندگی
EC   ظرفیت حذف


 
 
 
 
 
 
 

2-1 مقدمه 7
2-2 انواع مدلها 9
2-2-1 مدلهای ریاضی (mathematical models) 9
2-2-1-1 طبقه ‌بندی مدلهای ریاضی 10
2-2-1-2 معادله‌ی حاکم بر آبهای زیر زمینی 10
2-2-2 مدلهای فیزیکی (physical models) 13
2-2-3 مدلهای تمثالی(analog models) 15
2-2-3-1 مدلهای شبکه‌ای Pore Network Models (PNMs) 16
2-2-3-2 مدلهای سیال لزج (viscous fluid models) 25
2-2-3-3 مدلهای غشایی (membrane models) 26
2-2-3-4 مدلهای حرارتی (thermal models) 26
2-2-3-5 مدلهای الکتریکی (electrical models) 27
َ2-3 روشهای عددی 28
2-3-1 روش تفاضل محدود (finite difference method) 29
2-3-2 روش حجم محدود (finite volume method) 32
2-3-3 روش عناصر محدود (finite element method) 34
2-3-4. روش عناصر مرزی (boundary element method) 36
2-3-5 روش عددی دیفرانسیل كوادراچر (differential quadrature method) 39
2-3-6 روشهای طیفی (spectral methods) 40

3. معرفی روش شبکه‌ای به عنوان روشی عددی برای حل معادله‌ی آبهای زیرزمینی 41

3- 1 مقدمه 41
3-2 مبانی تئوریکی روشهای شبکه‌ای 42
3-2-1 معادله‌ی حاکم بر روش شبکه‌ای 42
3-2-2 معادله‌ی جبری حاکم بر روش شبکه‌ای در حالت ماندگار 45
3-2-3 تأثیر ناهمگنی و ناهمسانی بر معادلات جبری حاکم 50
3-2-4 تزریق و برداشت 51
3-2-5 معادله‌ی جبری حاکم بر روش شبکه‌ای در حالت ناماندگار 51
3-2-6 آبخوان محصور و آزاد 52
3-2-7 اصلاح روش شبکه‌ای 53
3-2-7-1 بهبود با استفاده از افزایش اتصال گره‌ها 53
3-2-7-2 بهبود با استفاده از نحوه‌ی مدل کردن گره‌های مرزی 57
3-2-8 معادله‌ی حاکم در حالت کلی 59
3-2-9 تأثیر شکل هندسی مجاری بر روش شبکه‌ای 61
3-2-9-1شکل مجاری 61
3-2-9-2 معادله‌ی حاکم 62
3- 3 مدل آزمایشگاهی 70
3-3-1 مقدمه 70
3-3-2 نحوه‌ی ساخت مدل آزمایشگاهی 70
3-3-3 روش انجام آزمایش 71
3-3-3-1محیط همگن و همسان با هد ثابت 72
3-3-3-2 آزمایش آبخوان آزاد 72
3-3-3-3 آزمایش لایه‌ی غیر قابل نفوذ 72
3-3-3-4 آزمایش ناهمگن و ناهمسان بودن محیط متخلخل 73
3-3-3-5 آزمایش جریان ناماندگار 74

4. مثالهای عددی و آزمایشگاهی و بحث در نتایج به دست آمده 75

4-1 مقدمه 75
4-2 مثالهای عددی 76
4-1-1 مثال 1) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مربعی و شرایط               مرزی شكل 4-1 76
4-1-2 مثال 2) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مربعی و شرایط مرزی         شكل 4-5 87
4-1-3 مثال 3) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مستطیلی و شرایط           مرزی شكل 4-8 91
4-1-4 مثال 4) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مثلثی و شرایط مرزی     شكل4-11 94
4-1-5 مثال 5) مسأله‌ی حالت ماندگار با وجود چاه در محدوده‌ی مستطیلی             و شرایط مرزی شكل 4-14 97
شكل و شرایط                  مرزی شكل 4-17 99
4-1-7 مثال 7) مسأله‌ی حالت ناماندگار یك بعدی 101
4-1-8 مثال 8) مسأله‌ی حالت ناماندگار دو بعدی 104
4-1-9 مثال 9) مسأله‌ی حالت ماندگار با شرایط مرزی منحنی 107
4-1-10 مثال 10) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مستطیلی و               شرایط مرزی شكل 4-25 110
4-1-11 مثال 11) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مثلثی و شرایط           مرزی شكل 4-27 113
4-3 مثالهای آزمایشگاهی 116
4-3-1 آزمایش 1) جریان در اطراف یك مانع مستطیلی 117
4-3-2. آزمایش 2) جریان با شرایط مرزی مركب 120
4-3-3 آزمایش 3) جریان از زیر پرده‌ی آب بند 122

4-3-4 آزمایش 4) جریان در آبخوان آزاد 124
4-3-5 آزمایش 5) جریان در آبخوانی ناهمگن و ناهمسان 127

5. نتیجه‌گیری و پیشنهادات 132

پیوستها 134
پیوست 1. حل تحلیلی مثال 1 134
پیوست 2. حل تحلیلی مثال 2 136
پیوست 3. حل تحلیلی مثال 3 137
پیوست 4. حل تحلیلی مثال 4 138
پیوست 5. حل تحلیلی مثال 5 140
پیوست 6. حل تحلیلی مثال 7 142
پیوست 7. حل تحلیلی مثال 8 144
پیوست 8. حل تحلیلی مثال 9 146
پیوست 9. حل تحلیلی آزمایش 4 146

4-1                                          مقدمه. 55

4-2                                          تجزیه و تحلیل توصیفی و استنباطی یافته‌ها 55

4-2-1                                                     تجزیه و تحلیل توصیفی یافته‌ها 55

4-2-2                                                        تجزیه و تحلیل استنباطی یافته‌ها 57

4-3                                          یافته‌های جانبی پژوهش…. 61

5-            بحث و نتیجه‌گیری.. 63

5-1                                          بحث و نتیجه‌گیری.. 64

5-1-1                            بررسی فرضیه اول.. 64

5-1-2                            بررسی فرضیه دوم. 65

5-1-3                              بررسی فرضیه سوم. 66

5-2                                          پیشنهاد برای مدیران.. 68

5-3                                          پیشنهاد برای پژوهشگران.. 68

جداول و نمودارها

جدول ‏2‑1 خلاصه‌ای از تحقیقات پیشین.. 46

جدول ‏3‑1: الگوی طرح تحقیق.. 52

جدول ‏4‑1 تجزیه و تحلیل توصیفی یافته‌ها 55