عنوان مقاله :بکارگیری شاخص فقرآبی در قیاس محلی مطالعه موردی حوضه آبریز کارون بزرگ
محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران تبریز
تعداد صفحات:10
نوع فایل : pdf
بکارگیری شاخص فقرآبی در قیاس محلی -مطالعه موردی حوضه آبریز کارون بزرگ
عنوان مقاله :بکارگیری شاخص فقرآبی در قیاس محلی مطالعه موردی حوضه آبریز کارون بزرگ
محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران تبریز
تعداد صفحات:10
نوع فایل : pdf
چکیده
فرض کنید شما و گروهی از دوستان تان به دنبال گنج می گردید هر یک از اعضای گروه یک فلزیاب و یک بی سیم دارند که می تواند مکان و وضعیت کار خود را به همسایگان نزدیک خود اطلاع بدهد بنابراین شما می دانید آیا همسایگان¬ تان از شما به گنج نزدیکترند یا نه ؟ پس اگر همسایه ای به گنج نزدیکتر بود شما می توانید به طرف او حرکت کنید. با چنین کاری تماس شما برای رسیدن به گنج بیشتر می شود و همچنین گنج زودتر از زمانی که شما تنها باشید پیدا می شود.
این یک مثال ساده از رفتار جمعی یا swarm behavior است که افراد برای رسیدن به یک هدف نهایی همکاری می کنند . این روش موثرتر از زمانی است که افراد جداگانه عمل کنند. Swarm را می توان به صورت مجموعه ای سازمان یافته از موجوداتی تعریف کرد که با یکدیگر همکاری می کنند. در کاربردهای محاسباتی swarm intelligence از موجوداتی مانند دسته ی پرندگان و مورچه ها ، زنبورها ، موریانه ها ، دسته ماهیان الگو برداری می شود . در این نوع اجتماعات هر یک از موجودات ساختار نسبتاً ساده ای دارند ولی رفتار جمعی آنها بی نهایت پیچیده است . برای مثال در کولونی مورچه ها هریک از مورچه ها یک کار ساده ی مخصوص را انجام می دهد ولی به طور جمعی عمل و رفتار مورچه ها ، ساختن بهینه لایه ، محافظت از ملکه و نوزادان ، تمیز کردن لانه ، یافتن بهترین منابع غذایی و بهینه سازی استراتژی حمله را تضمین می کند. رفتار کلی یک swarm به صورت غیر خطی از آمیزش رفتارهای تک تک اجتماع بدست می آید. یا به عبارتی یک رابطه ی بسیار پیچیده بین رفتار جمعی و رفتار فردی یک اجتماع وجود دارد. رفتار جمعی فقط وابسته به رفتار فردی افراد اجتماع نیست بلکه به چگونگی تعامل میان افراد نیز وابسته است . تعامل بین افراد ، تجربه ی افراد درباره ی محیط را افزایش می دهد و موجب پیشرفت اجتماع می شود . ساختار اجتماعی swarm بین افراد مجموعه کانال های ارتباطی ایجاد می کند که طی آن افراد می توانند به تبادل تجربه های شخصی بپردازند مدل سازی محاسباتی swarm، کاربردهای موفق و بسیار را در پی داشته است. به طور کلی موضوع پروژه رسم تابع تخمینی در بحث ریاضیات برای رسم یک سری داده با استفاده از نرم افزار متلب می باشد. جمعیتی که در این پروژه مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرند با توجه به ماهیت پروژه یکسری داده مربوط به یک تابع مشخص می باشند که ما در هر مرحله نتایج را با مقادیر دادهها مقایسه کرده تا بتوانیم ذراتی تولید کرده که بهینه شده باشند و کمترین اختلاف را با جمعیت اولیه داشته باشند. برای این منظور پروژه تا حد ممکن طوری تنظیم شده که همه جنبه های اساسی موضوع چه از نظر کاربردی و چه از نظر تئوری را در بر گیرد. در بحث آشنایی با الگوریتم و تعاریف مربوط به آن سعی شده تا هرچه بیشتر موضوع باز شده و مثال هایی به همراه داشته باشد تا موضوع ساده و روان بوده و به راحتی قابل درک باشد.
کلمات کلیدی
بهینه سازی(Optimization)، تابع برا زنگی(fitness)، بهترین سراسری(g_best)،
بهترین شخصی(p_best)، الگوریتم بهینه سازی،کلونی
فصل اول: “آشنایی با برخی ازانواع الگوریتم های بهینه سازی ”
مقدمه ای بر بهینه سازی
۱- ۱ الگوریتم اجتماع پرندگان(particle swarm optimization Algorithm – pso)
۱-۲ الگوریتم ژنتیک(Genetic Algorithm – GA
۱-۳ الگوریتم کلونی مورچه ها(Aco- Ant colony optimization Algorithm
۱-۴ الگوریتم کلونی زنبور عسل(Abc-Artificial bee colony algorithm
۱-۵ الگوریتم چکه های آب هوشمند یا چکاه(Intelligent water Drops Algorithm -Iw
فصل دوم : ” الگوریتم(particle swarm optimization – pso) و
” Cooperative Particle swarm optimization – cpso) (
مقدمه
۲-۱ ماهیت الگوریتم
۲-۲ مفاهیم اولیه
۲-۳ فلو چارت
۲-۴ اطلاعات فنی
۲-۵ ساختار کلی
۲-۶ قاعده کلی توپولوژی همسایگی
۲-۷ نکات کلیدی
۲-۷-۱ خاصیت هوش جمعی
۲-۷-۲ هوش ذرات
۲-۷-۳ کنترل الگو ریتم
۲-۷-۴ تعداد ذرات
۲-۷-۵ محدوده ی ذرات
۲-۷-۶ شرایط توقف
۲- ۸ مزایا و کاربردهای الگو ریتم
۲-۹ ذرات swarm در تعدادی فضای واقعی
۲-۱۰مثال هایی از حرکت ذرات
۲-۱۰ مثالی از پرواز پرندگان برای یافتن غذا
۲-۱۱ الگوریتم Cooperative Particle swarm optimization
۲-۱۲ معرفی نرم افزار بکار رفته در شبیه سازی پروسه
فصل سوم: به ” بکار گیری cpsoو pso در پروسه ی Curve Fitting”
مقدمه
۳-۱ ماهیت کار
۳-۲ مراحل انجام کار به کمک الگوریتمpso
۳-۲-۱ بدست آوردن تابع برازندگی
۳-۲-۲ مشخص کردن اندازه جمعیت اولیه و ابعاد آن
۳-۲-۳ بررسی خروجی های بدست آمده از تابع Fitnessدر تکرار اول
۳-۲-۴ ایجاد لیست اول جهت نگهداری خروجی های بدست آمده
۳-۲-۵ پیدا کردن بهترین خروجی تابع Fitness و یافتن مکان آن در لیست اول
۳-۲-۶ آبدیت کردن سرعت و مکان ذرات با توجه به اینکه سرعت اولیه ذرات قبلا تعریف
۳-۲-۷ ایجاد لیست دوم جهت نگهداری خروجی های تابع Fitness در تکرار دوم
۳-۲-۸ پیدا کردن مکان بهترین ذره در جمعیت دوم
۳-۲-۹ مقایسه خروجی های تابع Fitness در دو تکرار اول
۳-۲-۱۰ پیدا کردن بهترین ذرات در دو جمعیت اول و دوم و تولید جمعیت سوم
۳-۲-۱۱ محاسبه تابع Fitness برای جمعیت سوم
۳-۲-۱۲ تکرار از مرحله پنجم الی یازدهم تا رسیدن به نقاط بهینه
۳-۳ مراحل انجام کار برای الگوریتمcpso
فصل چهارم : نتایج
۴-۱ انجام پروسه توسط الگوریتم pso
۴-۲ انجام پروسه توسط الگوریتم cpso
۴-۳ بررسی تفاوت بین psoوcpso
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهاد
۵-۱ نتیجه گیری
۵-۲ پیشنهاد
مراجع
پیوست
دیر زمانی نیست که یکی از اهداف مهم و اصلی در قانون تاسیس شرکت ها و کارخانجات صنعتی در ایران حفـظ محیط زیست و جـلوگیری از آلودگی آن تعییـن شده است . به موجب این قـانون کارخانجـات صنعتی می بایست نظارت و دقت مضاعفی در خصوص جلوگیری از تخریب محیط زیست به هر نحو به عمل آورند. در غیر این صورت با برخوردهای جدی و شدیدی از سوی سـازمان حفاظت از محیـط زیست روبـرو خواهند شد.
در دهه های گذشته تعاریف جدیدی از توسعه یافتگی و پایداری در فرایند توسعه در کتب و محافل علمی و سیـاسی مشاهده می شود. یکی از نگرش های جدید توسعه یافتـگی و یکی از ارکـان مهم توسعهً پایدار در کشورهای مدعی، برخورد با آثار سوء مسایل زیست محیطی می باشد که پیگیری جدی در جهت جلوگیری از بروز آن، به فرهنـگ و نگرش دولت ها در خصوص ارزش نهادن به فرهنـگ والای انسانی بستـگی دارد از جمله این تعهدات حفظ منابع آبی و احداث تصفیه خانه فاضلاب برای تصفیه آب های آلوده می باشد. آلودگی آب علاوه براینکه باعث نشر بسیاری از بیماری های مختلف
می شود، سلامت و کیفیت منابع محدود آب تمیز را نیز تحت تاثیر قرار داده ودر بلند مدت صدمـات زیادی را بر پیکره توسعه اقتصـادی و اجتمـاعی جامعه وارد می سازد. از این جهت بازیافت فاضـلاب ها و پسـاب های صنعتی، بخصـوص در کشورهایی که دچار کم آبی یا بی آبی هستند، اهمیت خاصی پیـدا نمـوده و این روش در حـال حاضـر در ایران نیـز مورد توجه قرار گرفته و بسیـاری از صنـایع کشور در بازیافت پساب های صنـعتی به منظور افزایش تولید وایجـاد شرایط و فضای توسعه اقدام می نمایند.
با توجه به رشد جمعیت، مقدار آلاینده های محیط زیست و مشکل آلودگی آنها با سرعت بیشتری در حـال گسترش است. در حالتی که جمعیت انسانی در یک منطقه پراکنده و گسترده شده باشد، اثر پساب تولیدی بر محیط زیست در مقایسه با جمعیت متمرکز کمتر خواهد بود ولی این پراکندگی با توسعه و رشد جمعیت امکان پذیر نیست. بنابراین باید قبل از آلوده شدن محیط به فکر پیشگیـری و جلوگیـری از انتشار آلودگی بود. در اکثر مواقع رفع آلودگی از محیط، سخت تر و غیراقتصادی تر از حفـظ محیط زیست در مقابل آلوده شدن است و این خود لزوم استفاده از سیستم های تصفیه فاضلاب را گوشزد می کند.
ضرورت تصفیه پساب های صنعتی:
زباله های انباشته شـده فاضلابها تعادل حیات در اب دریاها را به هم می زننـد . حتی بعد از تصفیـه کردن فاضـلابها آب بدست آمده می تواند حاوی مواد شیمیایی مسموم باشد.
آب ، شرط وجود حیات میباشد و اکثر قریب به اتفاق واکنشهای شیمیایی در محیط آبی صورت میگیرد. آب به علت پاره ای خواص ویژه اساسی نقش تنظیم کننده ای در طبیعت داشته و آن را در برابر تغییرات ناگهانی دما حفظ میکند. آب بعد از مصارف گوناگون (خانگی ، کشاورزی و صنعتی و …) تبدیل به پساب میشود . برای جلوگیری از آلودگی آب و محیط زیست توسط این پساب ها باید راهکارهایی برای تصفیه و استفاده مجدد از آنها اتخاذ کرد.
تاریخچه :
در نوامبر سال 1986 بر اثر ریزش موادی شامل جیوه و انواع مواد آلی سمی مانند آفت کشها در رودخانه راین ، تمام آبزیان از شهر بال سوئیس تا ساحل هلند کشته شدند. در سالهای اخیر با غرق شدن تانکرهای بزرگ نفتی اقیانوس پیما یا به گل نشستن آنها آسیب هایی به حیات دریایی وارد آمد.
در سال 1983 بر اثر 11000 واقعه آلوده کننده در حدود 120 میلیون لیتر مواد آلوده کننده در آب های ایالات متحده تخلیه شده است.
تعریف آلودگی آب :
در سال 1969 برای آلودگی آب تعریفی ارائه داد: آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدرا هر معرف اعم از شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژهاش شود.
آلودگی آب درجهان:
حدود 69 % آب مصرفی جهان ، صرف کشاورزی و عموما آبیاری میشود. 23 % به مصرف صنایع میرسد و مصارف خانگی تنها حدود 8 % را شامل میشود. در کشورهای توسعه یافته ، کشاورزی و صنایع ، بیشترین مصرف آب را داشته ، بالاترین نقش را در آلودگی آب ها دارد.
مسائل بهـره برداری از منابع آب جهـان فقط به مصرف نادرست بر نمیگـردد ؛ گـاهی انسان با کارهای نادرسـتش ماهیت آب را تغییـر میدهـد که به آن آلودگی آب گوینـد . آلودگی آب ، تغییـرات فیزیکی ، شیمیایی و زیستی ( میکروبی ) را شامل میشود. که عمدهترین این آلودگیها را در زیر لیـست میکنیم.
وارد کردن زباله های صنعتی یا خانگی در آب ، ریختن فاضـلاب صنعت ، خانـگی و بیمارستانی در آب آلودگی حرارتی آب که از طریق عملیات صنعتی در آب رودخانهها ایجاد میشود . مثلا نیروگاههای تولید برق ، تولید فلزات و برخی کالاهای دیگر سبب آلودگی حرارتی آب میشوند . گرم شدن آب ، ارگانیسم موجودات زنده جهان را بهم میزند، زیرا برخی از گیاهان ، ماهیها و موجودات زنده آبزی در آب رودخانهها و دریاچـهها تا دمـای خاصی میتواننـد تحمل کنند و دمـای بیشتـر یا کمتر از آنها حیات آنها را به خطر میاندازد. بنابراین ، آلودگی حرارتی نیز در نوع خود مهم است.
وارد کردن سموم دافع آفات گیاهی و کودهای شیمیایی آب را آلوده میکند. ورود مواد شیمیایی و عناصر نامطلوب در آب ، سبب آلودگی شیمیایی آن میشوند و چون آب در طبیعت در گردش است، آلودگی آب سریعا گسترش مییابد. جیوه ، سرب ، مواد شیمیایی سمی ، از خطرناکترین آلوده کنندههای آب هستند و برخی از این مواد ، سال ها در محیط باقی میمانند و حیات جانداران و گیاهان را به خطر می اندازند.
طبقه بندی آب های آلوده :
آب های آلودهای که پس از تصفیه دوباره میتوان استفاده کرد؛
آب های آلودهای که در کارخانجات و مراکز صنعتی تولید شده ، بهشدت سمی هستند و نمیتوان برای مصارف خانگی استفاده کرد و برای برگشت دوباره به محیـط زیست باید بهصورت دقیـق تصفیه شوند ؛
آب هایی که مصارف خاصی داشته ، قابل استفاده مجدد نمیباشند مانند آب های صنایع نوشابه سازی .
فاضلاب های صنعتی :
فاضلاب های صنعتی ، فاضلاب هایی هستند که از صنایع مختلف حاصل میشوند و نسبت به نوع صنایع ، ترکیبات شیمیایی مختلفی دارند و وقتی وارد دریاها میشوند، باعث آلودگی آب و مرگ آبزیان میگردند.
مواد شیمیایی موجود در فاضلاب های صنعتی بسته به نوع کارخـانهها و محصول تولیـدی آنها ، ترکیبـات شیمیایی و درصد آنها در پساب های صنعتی متفاوت است. اما از مهمترین این ترکیبات میتوان به آرسنیک ، سرب ، کادمیم و جیوه اشاره کرد . این مواد از طریق پساب کارخانجات تهیه کاغذ، پلاستیک ، مواد دفع آفات نباتی ، استخراج معادن وارد آبهای جاری و محیط زیست میشود.
از مهمترین فجایع آلودگی با جیوه به فاجعه آلودگی آب رودخانه میناماتا در ژاپن با ترکیبات ارگانومرکوریک که بهعنوان کاتالیزور در کارخانه پلاستیکسازی استفاده میشود، میتوان اشاره کرد که طی آن مردم اطراف رودخانه بـه مرض اسرار آمیزی مبتـلا شـدند که ناشی از وجود جیوه فراوان در بـدن آنها بود و هزاران نوزاد ناقصالخلقه و فوت تعدادی از مردم ، نتیجه آلودگی آب با پساب این کارخانه بود.
فاضلاب های کشاورزی :
در این فاضلاب ها ، سموم کشاورزی مانند هیدروکربن های هالوژنه ، DDT ، آلودین ، ترکیبات فسفردار نظیر پاراتیون وجـود دارد. مخصوصـا ترکیـبات هالوژنه بسیـار خطـرناک هستنـد و هنگامی که توام با آب کشاورزی در لایـههای زمیـن نفوذ نمایند یا به بیـرون از محیـط کشـاورزی هـدایت شونـد، باعـث ایجـاد فاضلاب های کشاورزی فوقالعاده خطرناک میشوند.
فاضلاب های شهری :
این فاضلاب ها از مصرف خانگی آب حاصل میشود . در این پسـاب ها انواع موجـودات ریز ، میـکروب ها و ویروسها و چند نوع مـواد شیمیـایی معیـن وجود دارد که عمدهتـرین آن آمونیاک و نیز مقـداری اوره میباشد. این فاضلاب ها باید از مسیرهای سر بسته به محل تصفیه هدایت گردند. جهت خنثی سازی محیط قلیایی این فاضلاب ها که محیط مناسب برای رشد و نمو میکروب ها است، از کلر استفاده میشود.
انواع آلایندههای موجود در فاضلاب های شهری :
الف ) آلاینده بیولوژیکی :
از دفع پساب های بیمارستانی و مراکز بهداشتی شهری ناشی میشود.
ب ) آلایندههای شیمیایی :
بیشتر آلاینده های شیمیایی از دفع پسابهای خانگی شامل مصرف شویندهها است که روز به روز مصرف آنـها بیشتـر میشود . این آلاینـدهها بهعلت وجود عـامل حلقـوی در ساختمـان مولـکول شوینده (ABS) ، غیر قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیهخانهها هستند.
فرمول عمومی: LABS): linear Alkgl Benzo Sulturic acid = RŔ/ (6C 5M) SO3H)
امروزه در کشور ژاپن و آمریکا ، شوینده حلقوی را تبدیل به خطی نمودهاند که قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیهخانهها است . ولی در اکثر کشورها بهعلت ارزان بودن ( LABS ) هنوز هم از این ماده در صنعت شویندهها استفاده میشود.
ج ) سایر آلوده کنندهها :
مواد جامد و رسوبات ، مواد رادیواکتیو ، مواد نفتی و آلوده کننده های حرارتی مثل نیروگاهها.
کمبود منابع آب مورد نیاز صنایع:
بسیاری از جوامع یا افراد ، قدر نعمتهای موجود را نمیدانند و این قدرنشناسی را بهره برداری نادرست از این نعمتها نشان میدهند. یکی از این نعمتهای بزرگ خداوند ، آب است. چون منابع آب محدود است، باید در استفاده از آنها دقت کافی به عمل آید. در بخش کشاورزی ، عوامل زیادی سبب هدر رفتن مقدار زیادی از آب میشود که مهمترین های آنها عبارتند از:
آبیاری مزارع در زمان نامناسب ؛
آبیاری به هنگام ظهر که گرمای هوا سبب افزایش تبخیر میشود، مقدار زیادی از آب را هدر میدهد ؛ غرقابی کردن زمین کشاورزی و نفوذ دادن آب به اعماق زمین و زیاد دادن آب به زمین ، سبب میشود که خاک تا عمق زیادی از آب پر شده ، فضاهای خالی آن پر شود؛
آلودگی آب ها بوسیله سموم دافع آفات گیاهی و یا ریختن کودهای شیمیای، آب ها آلوده میشوند.
فهرست مندرجات:
فصل اول: انواع روشهای تصفیه
انواع فرآیند در تصفیه آب و پساب : 15
1) فرآیند انعقاد و لخته سازی : 15
5 ) فرآیند اکسیداسیون شیمیایی : 17
فصل دوم: استفاده از فرایند انعقاد و لخته سازی در تصفیه
انعقاد و لخته سازی در فرآیند تصفیه ( Coagulation & Flocculation ) : 32
1 ) منعقد کنندههای آلومینیومدار : 34
2) منعقد کنندههای آهن دار : 35
آزمایش های انعقاد و پایش کدورت : 41
2) روش مشاهده پتانسیل زتا : 42
پروژه ی عملی رنگ زدایی و جداسازی CODاز پساب مخمر به روش انعقاد با استفاده از آلومینیوم سولفات : 42
تاثیرات نرخ ترکیب برروی انعقاد آلوم : 48
فصل سوم: بهینه سازی فرایند انعقاد( انعقاد پیشرفته)
بهینه سازی فرآیند انعقاد درتاسیسات موجودتصفیه خانه های آب : 52
واحد های تصفیه در بهینه سازی فرآیند انعقاد: 54
اثرات ثانویه ی انعقاد پیشرفته : 56
فصل چهارم: استفاده از فرایند انعقاد، لخته سازی و شناورسازی الکتریکی در تصفیه آب و پساب
کاربردهای فرآیند انعقاد الکتریکی : 66
1 ) استفاده از فرآیند انعقاد الکتریکی در تصفیه آب : 66
2 ) کاربرد فرآیند انعقاد الکتریکی در تصفیه پساب : 67
فصل پنجم: پروژه های عملی انجام شده
بررسی تصفیه فاضلاب صنایع شوینده به کمک فرآیند انعقاد در مقیاس آزمایشگاهی.. 70
تفسیر نتایج انعقاد با آلوم: 75
تفسیر نتایج انعقاد با سولفات آهن : 76
تفسیر نتایج انعقاد با کلرید آهن: 76
بررسی اثر پلی آلومینیم کلراید بر کاهش کدورت دریک پساب صنعتی.. 78
بررسی اثر افزایش ذرات معلق در بهبود فرآیند کاهش کدورت آب رودخانه تبارک قوچان.. 87
تئوری انعقاد با مواد شیمیایی : 89
نمونه گیری وتهیه نمونه آب با مقدار کدورت مختلف : 93
تجهیزات و لوازم اندازه گیری : 94
اثر افزایش TS در فرآیند کاهش کدورت : 94
اثر تغییر دز PACl در حجم زلال شده برای TS های مختلف... 95
اثر تغییرات PH در کاهش کدورت: 97
اثر تغییرات PH بر سرعت ته نشینی : 98
شامل 103 صفحه فایل word قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل 1- مواد بیولوژیکی قابل استفاده، مکانیزم ازدیاد برداشت به روش MEOR 1
1-4- تولید سوم یا افزایش برداشت (EOR) 5
1-7- فرآیندهای جایگزینی قابل اختلاط )حل پذیر( 8
1-8- فرآیندهای میکروبی (MEOR ) 8
1-10- اهمیت - MEOR برای کشور 11
1-11- روشهای فرآیند ازدیاد برداشت میکروبی MEOR 12
1-12- باکتریهای مورد استفاده در - MEOR 12
1-13- خوراک مورد استفاده در - MEOR 14
1-14- محصولات باکتریایی پرکاربرد در - MEOR 14
1-14-1- تولید بیوسورفاکتانت 15
1-17- پارامترهای - موثر در فرآیند ازدیاد برداشت میکروبی 21
1-18- مزایای استفاده از روش - MEOR 22
1-20- کاربرد بیوتکنولوژی در صنعت نفت - 24
فصل 2- زمان بکارگیری و مخازن در روش MEOR 26
2-2- خصوصیات باکتریهای مورد استفاده در روش MEOR : 27
2-4- زمان مناسب برای MEOR و مخازن 34
2-2- خصوصیات باکتریهای مورد استفاده در روش MEOR :
1- کوچک باشد 2- قادر به تحمل شرایط محیطی چاه باشد 3- رشد سزیعی داشته باشد و از تحرک لازم داخل چاه برخوردار باشد 4- بتوانند مواد ضد میکروبی و ضد خوردگی را تحمل کنند 5- بری رشد به مواد مغذی پیچیده ای نیاز نداشته باشند.
سودوموناس, میکروکوکوس, کلستریدیوم, انتروباکتریاسه, اشرشیاکلی, مایکوباکتریوم, لوکونوستوک, باسیلوس لینکنی فرمیس.
آلودگی نفتی یکی از خطرات جدی تهدید کننده محیط زیست و موجودات زنده است حل این معظل زیست محیطی به طرق گوناگون از دیرباز مورد توجه پژوهندگان علوم زیستی بوده است.
یکی از روشهای جدید برای رفع این آلودگی ها استفاده از باکتریهای نفت خوار است که در کشور ما نیز این باکتریها توسط دکتر غلامحسین ابراهیمی پور جداسازی شده اند. طبق گفته ایشان این باکتریها قادرند مواد ترکیبات نفتی را تا 100% به بیومس میکروبی و گازکربنیک تبدیل کنند. در صورتیکه بهترین سویه های جدا شده در آلمان تنها 80% قادرند این کار را انجام دهند.
یکی از عمده ترین آلاینده های آب دریا کشتی های نفت کش هستند. این کشتی ها معمولا پس از تخلیه محموله نفتی خود در بنادر مقصد, مخزن خود را تا حدی با آب دریا پر می کنند. بارگیری این آب که معمولا آب توازن نامیده می شود برای حفظ تعادل کشتی در مسیر بازگشت به بنادر مبدا ضروری است.
2-3- نکته مهم
این نفت کش ها پس از رسیدن به بنادر در مبدا قبل از بارگیری دوباره نفت, آب توازن خود را در دریا تخلیه می کنند که همین امر موجب می شود تا مقادیر بسیار زیادی نفت خام نیزوارد آب دریا می شود. در صورتیکه اگر باکتریهای نفت خواربه آب توازن نفت کش ها اضافه شوند, قبل از تخلیه آب توازن نفت موجود در آن به بیومس میکروبی تبدیل شده و به این ترتیب نه تنها دریا را آلوده نمی کند بلکه بیومس میکروبی آن مورد تغذیه آبزیان نیز قرار می گیرد. بنابر این اگر باکتریهای نفت خوار را در سطح وسیعی تولید کنیم علاوه بر پاکسازی آبهای ساحلی خود می توانیم با فروش به سایر کشورها درآمد ارزی بالایی بدست آوریم.
از باکتری تا نفت ؛تزریق میکروب در میادین نفتی برای افزایش برداشت
در ده سال اخیر ، دانش استفاده از میکروب ها برای افزایش برداشت از میادین نفتی با پیشرفت های زیادی روبرو شده ، اما با وجود همه تلاش ها، همچنان مسائلی دیرپا باقی مانده است.
پس از چند دهه آزمایش و خطا ، کارشناسانی که بر روی حوزه استفاده از میکروب ها برای افزایش برداشت از میادین نفتی مطالعه می کردند ،بر اساس مطالعات آزمایشگاهی دریافتند ، میکروب های خورنده نفت می توانند میادین قدیمی نفتی را احیا نمایند . این مطالعات نشان می دهد که این راهکار می تواند پایان عمر میادین را به تاخیر اندازد ؛ اما باید برای ترش شدن نفت باقیمانده در میدان بدلیل استفاده از روش میکروبی تدبیری اندیشید،هرچند تولید جانبی گاز سولفید هیدروژن در فرآیند اجرا و همچنین گاز متان تولید شده از زغال سنگ موجود، یک گام رو به جلو محسوب می گردد.(در این مقاله خورده شدن نفت به معنای روشی است که در آن فرآیند ساخت و ساز (متابولیسم) باکتری ها شکل می گیرد. و بدین ترتیب خوردن نفت به معنای اکسیده شدن هیدروکربن ها خواهد بود.)
اما ایده استفاده از میکروب ها برای افزایش برداشت از میادین هیدروکربنی یکی از بحث برانگیز ترین مباحث فراروی کارشناسان حوزه انرژی در سال های اخیر بوده است.
این روش عموما در چاه های متروکه و در مناطق دور دست به کار گرفته می شود. در این روش تزریق آب و مواد مغذی معدنی ؛ باعث فعالیت میکروارگانیسم ها شده و به تولید گاز از زغال سنگ می انجامد. هدف از این کار ، ایجاد شرایطی است که میکروب ها با خوردن زغال سنگ ، تولید متان نمایند.
از سوی دیگر ، پژوهش هایی در دست انجام است تا نفت خام سنگین را به متان تبدیل نماید. البته هم اینک تبدیل نفت خام به گاز دارای ارزش اقتصادی نیست، اما در مناطقی که دیگر نفت خام سنگین تولید نمی شود این کار می تواند اقتصادی باشد.
اما یک چالش بزرگ اینست : چگونه راه هایی را بیابیم که تولید گاز تضمین شده ای را فراهم آورد.
از سوی دیگر ، کارشناسان حرکت به سوی تبدیل زغال سنگ به گاز طبیعی را یک فرآیند چند مرحله ای می دانند که در آن میکروب ها با خوردن زغال سنگ ، هیدروژن ، دی اکسید کربن و استات تولید می کنند . و سرانجام پس از مراحل گفته شده ، گاز متان تولید می شود. اما در این فرآیند باید آب موجود در چاه تخلیه شود که هزینه های زیادی را به دنبال دارد.
از سوی دیگر دستیابی به منابع جدید هیدروکربن با قوانین متعددی محدود شده شده است. مثلا بدلیل آلودگی آب های زیرزمینی منطقه ، مقررات سخت گیرانه ای در ایالات متحده وضع شده است.
استوارت پیج مدیرعامل شرکت گلوری انرژی که سالهاست تنها در حوزه دانش استفاده از میکروب ها برای ازدیاد تولید نفت فعالیت می کند، می گوید :"در این سالها دانش استفاده از میکروب ها برای افزایش برداشت و تولید بیشتر از میادین نفتی ، توسعه زیادی یافته است. و به هرحال می توان گفت کار ما شباهت زیادی به تولید پادزهر برای زهر مار دارد."
اما تصویر کنونی ما از این دانش ، تاریخچه ای کاملا روشن نداشته و با فراز و فرودهای زیادی روبرو بوده است. به عنوان مثال ،آزمون این روش در میادین تنها منوط به موافقت غول های نفتی برای کاربرد آن در مخازن در حال برداشت بوده است.
از سوی دیگر ، این روش که عمری 50 ساله دارد ، حتی از روش های لرزه نگاری هم عمر و سابقه طولانی تری دارد.
کلود زوبل ، دانشمند همکار با انجمن نفت آمریکا که اولین بار منشا میکروبی نفت را کشف کرد ، حقوق انحصاری کشف این روش را در سال 1957 ثبت تجاری نمود. روش او شامل تزریق باکتری های فعال در یک مخزن نفتی بود و دستاورد او حاصل آزمون و خطاهای بسیاری بود که برای درک چرخه حیات یک مخزن روی می دهد.
در سال های اخیر و بویژه به دنبال ورود بسیاری از مخازن نفتی دنیا به نیمه دوم عمر خود ، این روش با اقبال بیشتری روبرو گردیده و تجارب و دستاوردهای گذشته نیز به بهبود سطح دانش ما، کمک زیادی نموده است. همچنین بسیاری از کارشناسان دوره حاضر را عصر رنسانس این دانش در حوزه اکتشاف و تولید می دانند.
در سال های اخیر، استات اویل پیشتاز استفاده از این روش بوده است ، اما شرکت های بی پی ، شل ، کونوکو فیلیپس و دوپونت نیز جز شرکت هایی هستند که گام های بزرگی برای آزمون های مربوط به توسعه استفاده از این روش برداشته اند. دریای شمال منطقه ای است که آزمایش های زیادی در حوزه استفاده از میکروب ها در آن انجام شده و این فعالیت ها همچنان ادامه دارد. البته در این منطقه برای اولین بار در بخش فراساحل ، شاهد استفاده از میکروب ها و تزریق نیترات ، مواد غذایی و هوا در میدان نفتی نورن بوده ایم. البته آزمونی مشابه پیش از این در خاک اتریش بازسازی شده بود .
ما در این سالها شاهد افزایش علاقه شرکت ها به این موضوع بوده ایم، اما همچنان تعداد میکروبیولوژیست های فعال در پروژه ها ، همچنان اندک است.
اجرای آزمون های طرح :
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 6
1-1- پیشگفتار 6
1-2- جانشین بی ضرراشعه ایکس 8
فصل 2- کاربرد امواج تراهرتز 11
2-1- تصاویر حاصل از تصویر برداری THZ 11
2-2- تولید و آشکار سازی امواج تراهرتز 12
2-3- کاربردهای کنونی و آینده اشعه تراهرتز 13
2-4- کاربردهای نظری و تکنولوژیک در حال توسعه 16
فصل 3- امواج تراهرتز 19
3-1- اصطلاح Terahertz در مقابل اصطلاح امواج submillimeter 22
3-2- تکنولوژی تراهرتز می تواند اتومبیل را از زنگ زدن محافظت کند 23
3-3- تجهیزات آزمایشگاه تراهرتز و مخابرات نوری 25
3-4- ابزاری برای شناسایی امواج تراهرتزی [] 29
3-5- آشنایی با تکنولوژی تصویربرداری تراهرتز 31
3-6- پرتوافکنی چشمة لیزر تراهرتز در دمای اتاق 32
فهرست مراجع 35