بهینه کردن جاذب همراه با نانوذره بتن متخلخل در کاهش بار آلودگی رواناب شهری با استفاده از روش تاگوچی

تامین آب به‌عنوان ماده حیاتی بشر، در خیلی از کشورها به‌صورت بحران درآمده است. ایران با توجه به اقلیم خشک و نیمه‌خشک آن از آب های شیرین بهره کمی برده است؛ بنابراین با توجه به نیاز مبرم به آب و همچنین کمبود منابع آب، جهت تامین نیاز آبی در کشاورزی و فضای سبز باید در جهت بازچرخانی و استفاده مجدد از آب های روان، برنامه‌های مدیریتی لازم را اعمال کرد. امروزه استفاده از روسازی متخلخل در معابر شهری از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد و می توان از این نوع بتن در کاهش آلودگی های آب استفاده کرد. به‌دلیل مفید بودن جاذب های مختلف در کاهش آلودگی، در مقاله حاضر تاثیر جایگزینی جاذب های پومیس، اسکریا، زئولیت و تراورتن با درصدهای حجمی 25، 50،75 و 100% و نانوذرات سولفید فلزی با 1، 2، 3 و 4% با سنگ‌دانه بتن متخلخل، بر پارامترهای کیفی در رواناب با روش تاگوچی بررسی‌ شده است. آزمایش های مربوط به خواص فیزیکی در آزمایشگاه تکنولوژی بتن و آزمایش های مربوط به پارامترهای کیفی در آزمایشگاه شیمی انجام شد. در این پژوهش از سه پارامتر افزودنی، درصد حجمی افزودنی و نانوذرات سولفید فلزی استفاده ‌شده است. در نهایت با استفاده از نرم افزار مینی تب و اکسل، پارامترها و تاثیر هر یک از آن‌ها در کاهش آلودگی بررسی شد. یافته های پژوهش نشان داد که بیش‌ترین تاثیر بر کاهش آلایندگی را به ترتیب درصد افزودنی، نوع افزودنی و میزان نانوذره دارد. در نهایت؛ اگر یک طرح اختلاط پیشنهاد شود که بیش ترین حذف آلایندگی را داشته باشد؛ می‌توان 75% کسر حجمی و یک درصد نانوذره را معرفی کرد.

Optimizing Adsorbent with Porous Concrete Nanoparticles to Reduce the Pollution Load of Urban Runoff Using Taguchi Method

Water is a vital substance for human and water supply has become a crisis in many arid countries. Due to arid and semiarid climate of Iran, it has many challenges to supply fresh water. According to the urgent need for water and also the lack of water resources, it is a nessessity to implement the water management programs like recycle and reuse of runoffs in order to meet the water needs in agriculture and green space. Nowadays, use of concrete porous pavements in urban paths is increased significantly, and it can be used to reduce water pollution. Due to the usefulness of different adsorbents in reducing pollution, in this study the effect of replacing pumice, scria, zeolite and travertine adsorbents with volume percentages of 25, 50, 75 and 100% and metal sulfide nanoparticles with 1, 2, 3 and 4% with porous concrete aggregates on qualitative parameters in runoff have been investigated by Taguchi method. Experiments related to physical properties were performed in the concrete technology laboratory as well as tests related to qualitative parameters in the chemistry laboratory. In this study, three parameters of additive, volume percentage of additive and metal sulfide nanoparticles have been used. Finally, using Minitab and Excel software, the parameters and the effect of each of them in reducing pollution were investigated. The results showed that the greatest impact on reduction of pollution was the percentage of additive, type of additive and volume of nanoparticles, respectively. Finally, as a proposed concrete mix design that has the highest effect on pollution elimination, 75% of the volume fraction and 1% of the nanoparticle can be introduced.