طراحی هیدرودینامیکی و ارزیابی واحدهای تصفیه آب و فاضلاب ۲۰۱۹
Hydrodynamic Design and Assessment of Water and Wastewater Treatment Units 2019

تصفیه آب و فاضلاب معمولاً در مجموعه‌ای از واحدهای جریان پیوسته صورت می‌گیرد که هر کدام برای انجام مرحله‌ای از فرآیند تصفیه طراحی شده‌اند – که معمولاً شامل انعقاد یا لخته‌سازی، ته‌نشینی یا فیلتراسیون و گندزدایی است. الگوی جریان، زمان ماند/تماس، سطوح تلاطم، برخوردها و برشی را تعیین می‌کند که بخش‌های مختلف سیال در عبور از واحد در معرض آن قرار می‌گیرند. کارایی یک واحد معین، به همان اندازه که به واکنش فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی مربوطه بستگی دارد، به الگوی جریانی که در داخل آن رخ می‌دهد نیز وابسته است. این اثر ترکیبی ویژگی‌های جریان بر کارایی فرآیند، اغلب در آموزش طراحی واحدهای تصفیه آب و فاضلاب نادیده گرفته می‌شود و از این رو، یافتن واحدهای تصفیه‌ای که به روشی غیراقتصادی عمل می‌کنند و باعث مشکلات بهداشتی و زیست‌محیطی می‌شوند، غیرمعمول نیست.

این کتاب دانشجویان مهندسی را با مفاهیم و اقدامات عملی مرتبط با طراحی منطقی واحدهای تصفیه آشنا می‌کند و به راه‌حل‌های واقعی‌تر و بالقوه بهینه برای واحدهای جدید و همچنین برای بهسازی واحدهای موجود منجر می‌شود. مفاهیم اساسی کلیدی و ابزارهای تحلیلی مناسب شرح داده شده، تصویرسازی شده و با استفاده از آموزش‌ها، مثال‌های عملی و مسائل پیشنهادی، حل می‌شوند.

دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد مهندسی می‌توانند در حین گذراندن واحدهای مستقل در این زمینه و/یا کلاس‌های تکمیلی دوره‌های موجود در مورد فرآیندهای تصفیه واحد، از این کتاب بهره‌مند شوند. این کتاب همچنین ممکن است برای کارکنان فنی و مهندسی که در طراحی و/یا بهسازی واحدها برای بهبود مقرون‌به‌صرفه بودن و کاهش ردپای بخش تصفیه آب و فاضلاب نقش دارند، مفید باشد.

Water and wastewater treatment normally take place in a series of continuous flow units, each designed to perform a step of the intended purification process – typically involving coagulation or flocculation, sedimentation or filtration, and disinfection. The flow pattern governs the residence/contact time, turbulence levels, collisions and shear to which different fluid portions are subjected in their passage through the unit. The efficiency of a given unit depends as much on the relevant physical, chemical or biological reaction as on the flow pattern taking place inside. This combined effect of flow features on process efficiency is often overlooked in teaching the design of water and wastewater treatment units, and so it is not uncommon to find treatment units in operating in a cost-ineffective way, causing health and environmental problems.

This book introduces engineering students to concepts and practical measures associated with the rational design of treatment units, leading to more realistic and potentially optimal solutions for new units as well as for retrofitting existing units. Key basic concepts and suitable analytical tools are described, illustrated and worked through using tutorials, practical examples and proposed problems.

Engineering undergraduates and graduates should benefit from the book while undertaking standalone modules on the topic and/or supplementary classes of existing courses on unit treatment processes. The book may also be useful for technical and engineering staff involved in designing and/or retrofitting units for better cost-effectiveness and footprint reduction of the water and wastewater treatment sector.