شبيه سازي پويايي هاي سيستم تصفيه فاضلاب شهري به روش راكتورهاي ناپيوسته متوالي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

امروزه براي مديريت مسائل محيط زيستي غالبا از ابزارهاي كامپيوتري به ويژه مدلسازي رياضي بهره گرفته مي¬شود.مدل هاي رياضي پويا معمولا براي توصيف پديده¬هاي متغير زماني ضروري هستند. در فرآيندهاي تصفيه فاضلاب شهري ، نياز به در نظر گرفتن رفتار ديناميكي به دليل نغييرات زماني زيادي كه در تركيب غلظت و سرعت جريان فاضلاب رخ مي¬دهد بيشتر از فرآيندهاي صنعتي وجود دارد.علاوه بر اين مدلسازي به دليل اين كه ابزار مفيدي براي پيش بيني عملكرد فرآيندهاست، كمك زيادي به طراحي و بهره¬برداري بهينه از سيستم مي¬كند. يكي از متداولترين روش¬هاي تصفيه فاضلاب سيستم لجن فعال سيستم SBR (راكتور ناپيوسته متوالي) است كه در بسياري از تصفيه‌خانه‌ها به كار گرفته شده است. براي مدلسازي اين سيستم روش¬هاي مختلفي وجود دارد.مدلسازي به روش پويايي¬هاي سيستم معمولا براي توصيف پديده¬هاي متغير زماني به كار مي¬روند و ابزار مفيدي براي پيش¬بيني عملكرد فرآيند¬هاي گذرا هستند. در اين مطالعه حذف آلودگي¬هاي آلي در سيستم تصفيه SBR به كمك روش پويايي سيستم و با استفاده از نرم افزار STELLA مدل¬سازي شده است. براي انجام اين پژوهش ازداده¬ها و اطلاعات موجود در سيستم SBR واقع درتصفيه¬خانه فاضلاب شهر يزد به عنوان مطالعه موردي براي شبيه¬سازي آلودگي¬هاي آلي استفاده شده است. براي مدلسازي تركيبات آلي بخش قابل تجزيه نياز اكسيژن¬خواهي شيميايي(bCOD) به عنوان پارامتر كيفي نشان مواد آلي در نظر گرفته شده است. فرآيند در نظر گرفته شده در حذف bCOD شامل تجزيه ميكروبي و فرآيندهاي توليد MLVSS شامل رشد بيومس ، توليد پسماند سلولي و همچنين جامدات آلي غير قابل تجزيه(nbvss) و فرآيندهاي در نظر گرفته شده بوده است. همچنين در توليد MLSS فرآيند ورود مواد جامد غير فعال غير آلي(XITSS) نيز اضافه مي¬شود. در مطالعه موردي براي واسنجي و صحت سنجي مدل¬هاي ساخته شده از مجموع 17 داده ماهانه، تعداد 12 داده براي دوره¬ي واسنجي و از 5 داده براي صحت سنجي استفاده شده است. در ادامه و با محاسبه ضرايب Nash-Sutcliffe و RMSE مشخص شد براي مدل¬هاي bCOD ، MLSS و MLVSS نتايج حاصل از مدل تطبيق خوبي با داده¬هاي واقعي دارند و مدل توانايي خوبي براي پيش¬بيني غلظت¬هاي bCOD ، MLSS و MLVSS در سيستم SBR مورد مطالعه دارد. براي ارزيابي عملكرد مدل و پيش¬بيني رفتار راكتور تحت شرايط مختلف، چهار سناريو با غلظت¬هاي مختلف bCOD و همچنين مقادير دبي¬هاي مختلف ورودي در نظرگرفته شد. درصد تغييرات ميانگين غلظت bCOD خروجي نسبت به حالت اوليه در سناريوهاي با كاهش دبي5 /0 برابر و 75/0 برابر به ترتيب %30 و %54 ودر سناريو با افزايش دبي 5/1 برابر و 2 برابر به ترتيب 207% و %300 به دست آمد. در حالي¬كه براي سناريوبا كاهش غلظت سوبستره ورودي5 /0 و 75/0 برابر، درصد تغييرات غلظت سوبستره به ترتيب% 45 و %70 و در سناريو با افزايش غلظت 5/1 و 2 برابر، به ترتيب %160و %209 شد. درواقع نتايج به دست آمده نشان داد جهت پيش¬بيني و شبيه¬سازي غلظت¬هاي bCOD خروجي، چهار سناريو با مقادير دبي¬هاي مختلف ورودي، تاثيرگذاري به مراتب بيشتري بر غلظت¬هاي bCOD خروجي، نسبت به چهار سناريو با غلظت¬هاي مختلف bCOD ورودي داشت. لذا كاهش يا افزايش مقادير دبي¬هاي ورودي نسبت به غلظت¬هاي bCOD ورودي، تغييرات بيشتر غلظت¬هاي bCOD خروجي را در پي داشت.

226260

محيط زيست

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان