پیش بینی حذف طولانی مدت فلزات سنگین از روسازی های نفوذ پذیر برای تصفیه پساب
چکیده
روساز های نفوذ پذیر معمولا در سیستم های مدیریت پساب استفاده می شوند. به هر حال ، اطلاعات مربوط به قابلیت های طولانی مدت این روسازها برای نگه داشتن مواد سنگین محدود است . هدف این تحقیق ، بررسی حذف طولانی مدت فلزات سنگین در سه روساز نفوذ پذیر مختلف – آسفالت متخلخل PA، هیدرو روسازhydropave (HP) و permapave(PP) پرما روساز در سرعت های مختلف تصفیه است که نشان دهنده 26 سال با شرایط هیدرولوژیکی ( دوره های خشک / مرطوب و میزان جریان ) مختلف هستند. مدل تصفیه که جذب و واجذب را شبیه سازی می کند برای اولین بار برای پیش بینی حذف طولانی مدت فلزات سنگین توسط روساز های نفوذپذیر مطرح شد. جای تعجب نیست بگوئیم که تمام روسازهای نفوذ پذیر عملکرد بهتری در حذف فلزات چسبیده به ذرات جامد ( مثل سرب, آلومینیوم , آهن ) در مقایسه با ذرات قابل حل ( مثل مس, روی و منیزیم ) می باشند. افزایش کلی در غلظت فلزات سنگین در خروجی روسازها در طول زمان و در نتیجه کاهش ظرفیت جذب سیستم ها و به خصوص بعد از مسدود شدن مشاهده می شود . حذف فلزات سنگین همراه با کاهش در سرعت جریان کاهش می یابد که دلیل آن می تواند زمان بیشتر برای واجذب فلزات و تجزیه رسوبات انباشته باشد. مدل مطرح شده این روند را شبیه سازی می کند و با شبیه سازی بسیار خوب، حداکثر غلظت فلزات سنگین به مقدار 0.53 تا 0.68 برای ضریب ناش- ساتکلیف در مدل محاسبه مدل می رسد. این مدل در پیش بینی رها سازی آلومینیوم و مس از روسازهای نفوذپذیر ( 91-50% اطلاعات مشاهده شده در بازه تردید 90% ، NSE=0.44-0.74) و سپس برای فروس , سرب ( 77-27% مشاهدات در بازه تردید می باشند و, NSE=0.20-0.69) مناسب می باشد. ارتقای مدل برای استفاده جهت روی ,منیزیم لازم است.
مقدمه
به دلیل افزایش مناطق غیر قابل نفوذ همراه با گسترش شهر نشینی ، خروج پساب ها و آلودگی هم به طور قابل توجهی افزایش یافته اند ( گونتیلک و همکاران 2005 - ژهیب و همکاران 2012) . این عوامل نه تنها باعث ایجاد تاثیرات مضر بر کیفیت آب می شوند ( ژن و همکاران 2005 ) ، بلکه بر سلامت جزیان آب نیز تاثیر می گذارند ( بوٍث و جکسون 1997 ). همچنین ، سیلاب در صورتی می تواند یک منبع جایگزین باشد که به درستی تصفیه و گرداوری شود. برای مدیریت مسائل مربوط به پساب در شهرها ، چند تکنیک با توجه به مفهوم طراحی شهری آب های حساس WSUD مطرح شده اند ( که در آمریکا با عنوان پیشرفت کم تاثیر low impact development نامیده می شوند . از سایر تکنیک ها می توان به سیستم های پایدار زهکشی شهری در بریتانیا و شهر اسفنجی در چین اشاره کرد ( فلتچر و همکاران 2015). روساز های نفوذ پذیر از جمله فناوری های WSUD هستند که می توانند به آسانی در مناطق پر تراکم شهری موثر باشند و موقعیت های منحصر بفردی را برای نفوذ پساب در منطقه فراهم آورند ، زیرا به عنوان یک منبع برای کنترل شاخص ها بدون تغییر در چشم انداز منطقه استفاده می شوند ( مولانی و لاکس 2014 ).
Abstract
Porous pavements are commonly used stormwater management systems. However, the understanding of their long-term capacity to retain heavy metals is limited. This study aims to investigate the longterm removal of heavy metals in three different porous pavements – Porous Asphalt (PA), Hydrapave (HP) and Permapave (PP) over accelerated laboratory experiments representing 26 years with varying hydrological conditions (drying/wetting periods and flow rates). A treatment model that simulates adsorption and desorption processes was developed for the first time to predict the long-term heavy metal removal by porous pavements. Unsurprisingly, all tested porous pavements performed better in removing metals that tend to attach to solid particles (e.g. Pb, Al, Fe) than more soluble ones (e.g. Cu, Zn, and Mn). There was a general increase of heavy metal concentrations at the outlet of the pavements over time as a result of a decrease in adsorption capacity of the systems, especially after the occurrence of clogging; the soluble heavy metals removal decreased with a reduction in flow rates which was speculated to be due to more time being available for desorption of metals and breakdown of accumulated sediments. The proposed model simulated the trend, fluctuations and peaks of heavy metal concentrations reasonably well, achieving the Nash-Sutcliffe coefficient (NSE) values of 0.53- 0.68 during model calibration. The model was most promising in predicting Al and Cu release from porous pavements (50%-91% of the observed data within the 90% uncertainty bands, NSE=0.44-0.74), followed by Fe and Pb (27-77% observations within the bands, NSE=0.20-0.69). Further improvements of the model are needed for it to be applicable for Zn and Mn.
1. Introduction
Due to the increase in impervious areas alongside rapid urbanisation, urban stormwater runoff and pollution have increased significantly (Goonetilleke et al., 2005;Zgheib et al., 2012). This causes adverse impacts not only on downstream water quality (Jeng et al., 2005), but also on stream health (Booth and Jackson, 1997). Meanwhile stormwater can also be an alternative resource if collected and treated properly. To manage stormwater issues in cities, a variety of techniques have been developed under the concept of Water Sensitive Urban Design (WSUD, also called Low Impact Development in USA, Sustainable Urban Drainage Systems in the UK, and Sponge City in China - Fletcher et al. (2015)). Porous pavements are one WSUD technology that can be easily retrofitted within dense urban areas, providing unique opportunities to infiltrate stormwater on site as source control measures without taking up space in urban landscape (Mullaney and Lucke, 2014).
چکیده
1 مقدمه
2 روش ها
2.1 موقعیت تجربی
2.2 روش تجربی
2.3 توسعه مدل آزمایش طولانی مدت
3 نتایج و بحث
3.1 عملکرد آزمایش
3.2 نتایج آزمایش مدل
4 نتیجه گیری ها
Abstract
1. Introduction
2. Methods
2.1 Experimental set-up
2.2 Experimental procedure
2.3 Long term treatment model development
3. Results and discussion
3.1 Treatment performance
3.2 Model testing results
4. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه