دانلود مقاله بررسی مدل لجن فعال IAWQ شماره (ASM1) 1 با استفاده از دادههای تصفیه- خانه فاضلاب در مقیاس کامل

word قابل ویرایش
13 صفحه
9700 تومان
97,000 ریال – خرید و دانلود

چکیده

مدل ASM1 یکی از پرکاربردترین مدلهای لجن فعال میباشد که مورد اقبال محققین واقع شده است. ایـن مدل در سال ۱۹۸۷ توسط گروه IAWQ ارئه شد و نخستین مدل رسمی لجن فعال میباشد. در این تحقیق

جهت بررسی تطابق نتایج مدل با واقعیت از دادههای تصفیهخانه فاضلاب جنـوب اصـفهان اسـتفاده شـد. ایـن تصفیهخانه جمعیتی حدود ۱٫۰۰۰٫۰۰۰ نفر را تحت پوشش قرار میدهد و از روش لجن فعال متعـارف بـرای

تصفیهفاضلاب شهری در آن استفاده میگردد. مولفههای مدل ASM1 مانند پارامترهـای سوبسـترای سـریع تجزیه پذیر (Ss) و کند تجزیه پذیر (Xs)، غلظت COD کل، نیتروژن کل، مـواد معلـق، نیتـروژن نیتراتـی و

نیتروژن کلدال طی ۶۸ روز در تصفیهخانه اندازهگیری شد و وارد مـدل گردیـد. بـرای مدلسـازی از نـرم افـزار STOAT که در آن مدل ASM1 پیاده سازی شده اسـت اسـتفاده شـد. در کالیبراسـیون مـدل از ضـرایب

سینتیکی و استوکیومتری مدل IAWQ در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد استفاده شد و نتایج مـدل بـا واقعیـت تطبیق قابل قبولی پیدا کرد.

کلمات کلیدی

مدلسازی، لجن فعال، ASM1، نرم افزار مدلسازی STOAT، تصفیه خانه فاضلاب جنوب اصفهان

۱

.۱ مقدمه

پروسه لجن فعال یکی از روش های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب است که به طور گسترده در تصفیه فاضلابهای بهداشتی و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. تانک هوادهی و تانک ته نشینی نهایی دو جزء اصلی این پروسه به حساب می-

آیند .[۱] متغیر بودن دبی، بارگذاری جرمی و سایر مشخصات فاضلاب ورودی به تصفیهخانهها نسبت به زمان، پروسه لجن فعال را پیچیده میکند.[۲] پیچیدگی پروسههای تصفیه فاضلاب در دهه گذشته به دلیل نیاز به حذف ترکیبات نیتروژندار و فسفردار علاوه بر مواد آلی کربنه، به صورت چشمگیری افزایش داشته است. مدلسازی ریاضیاتی ابزاری قدرتمند برای طراحی، بهبود بهرهبرداری، پیش بینی رفتار سیستم در آینده و کنترل فرایند میباشد .[۳-۴]

تلاشهای بسیاری برای توسعه مدل لجن فعال از اوایل دهه ۱۹۷۰ انجام شد. سرانجام گروه IAWQ نخستین مدل رسمی لجن فعال را در سال ۱۹۸۷ ارائه کرد. امروزه مدلهای لجن فعال ASM1، ASM2 و ASM3 به عنوان ابزاری

مناسب جهت مدلسازی پروسههای اکسیداسیون کربن، نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون و حذف بیولوژیکی فسفر در دسترس است .[۵] از بین مدلهای ذکر شده، مدل ASM1 در بین محققان با اقبال بیشتری مواجه شده است .[۶] مدل ASM1

یک مدل بین المللی پذیرفته شده برای مدلسازی سیستم های لجن فعال در تصفیه فاضلاب شهری است. ASM1 شامل ۸

پروسه اساسی لجن فعال است که این پروسهها عبارتند از : [۴]

 رشد هوازی باکتریهای هتروتروف

 رشد انوکسیک باکتریهای هتروتروف
 رشد هوازی باکتریهای اوتوتروف

 مرگ و واپاشی باکتریهای هتروتروف
 مرگ و واپاشی باکتریهای اوتوتروف

 هیدرولیز مواد آلی ذرهای
 هیدرولیز نیتروژن آلی ذرهای
 آمونیفیکیشن نیتروژن آی محلول

همچنین این مدل شامل ۱۳ مولفه است که در ادامه آورده شدهاند :[۴]

SI.Concentration of inert soluble organic material .mg COD/L

SS.Concentration of readily biodegradable soluble substrate. mg COD/L

XI.Concentration of particulate inert organic matter. mg/L

XS.Concentration of slowly biodegradable particulate substrate. mg COD/L

XB,A.Concentration of active autotrophic particulate mass. mg COD/L

XB,H.Concentration of active heterotrophic particulate mass. mg COD/L

XP.Concentration of non-biodegradable particulate product arising from biomass

decay. mg COD/L

۲

SO .Concentration of soluble oxygen. mg/L 
SND .Concentration of soluble biodegradable organic material. mg N/L 
SNH .Concentration of soluble ammonium nitrogen. mg N/L 
SNO .Concentration of soluble nitrate and nitrite nitrogen. mg N/L 
XND .Concentration of particulate biodegradable organic nitrogen. mg COD/L 
SALK .Alkalinity is typically reported as mg/L as CaCO3 
عملیات شفاف سازی، تغلیظ و نگهداری لجن فعالیتهایی است که در تانک ته نشینی انجام میشود. در صورتی که هر کدام از عملیات ذکر شده با مشکل مواجه شود، پروسه لجن فعال معیارهای خروجی لازم را تأمین نخواهد کرد .[۷-۸]

بنابراین میبایست هر یک از پروسههای شفاف سازی و تغلیظ در تانک ته نشینی مدل شود. میزان جامداتی که در هر یک از این پروسهها در تانک ته نشینی در نظر گرفته میشود، تأثیر زیادی در غلظت جامدات معلق پساب خروجی دارد.

امروزه به منظور طراحی، کنترل، پیش بینی رفتار سیستم و آموزش اپراتورها، مدلسازی و شبیه سازی کامپیوتری به صورت فزاینده مورد استفاده قرار میگیرد. نرم افزارهای مدلسازی GPS-X، EFOR، AQUASIM،STOAT، SSSP و

WEST در بین بستههای نرمافزاری مدلسازی تصفیهخانههای فاضلاب در بازار موجود میباشد .[۹]

مدلسازیهای زیادی با استفاده از نتایج پایلوتی و آزمایشگاهی انجام شده است اما مدلسازی با مشخصات فاضلاب یک تصفیهخانه با مقیاس واقعی کمتر صورت گرفته است. Siegrist و Tschui دو تصفیه خانه بزرگ سوئیس را با استفاده از

ASM1 مدل کردند Ozer .[10] و همکاران از نتایج چهار تصفیهخانه برای بررسی مدل ASM2 استفاده کردند .[۱۱] Carucci و همکاران مدلسازی تصفیه خانه فاضلاب رم را برای بررسی حذف نیتروژن انجام دادند .[۱۲] مدلسازی دو تصفیه خانه بزرگ هلند با استفاده از نرم افزار GPS-X توسط Makinia و همکاران انجام شد Nuhoglu .[13] و همکاران

تصفیه خانه فاضلاب ارزینکان ترکیه را با ASM1 مدل کردند .[۱۴]

در این مطالعه در قسمت نخست مشخصات فاضلاب ورودی و خروجی از سیستم لجن فعال متعارف تصفیه خانه فاضلاب جنوب اصفهان در طی مدت ۶۸ روز اندازه گیری شد و به عنوان ورودی مدل ASM1 استفاده گردید. در قسمت دوم مدلسازی ریاضیاتی تصفیهخانه فاضلاب جنوب اصفهان در نرم افزار مدلسازی STOAT انجام شدنهایتاً. مقادیر خروجی اندازهگیری شده با مقادیر پیش بینی شده توسط مدل مقایسه گردید.

توصیف تصفیهخانه جنوب اصفهان

تصفیه خانه فاضلاب جنوب اصفهان در قسمت جنوب شرقی اصفهان و در کنار رودخانه زاینده رود قرار دارد تقریباًو در ارتفاع ۱۵۶۳ متری از سطح دریا واقع شده است. فاز اول این تصفیه خانه در سال ۱۳۴۶ به روش صافی چکنده با ظرفیت ۹۰۰۰۰ نفر آغاز به کار کرد. فاز دوم و سوم تصفیه خانه به ترتیب در سالهای ۱۳۶۲ و ۱۳۶۶ به روش لجن فعال متعارف و با ظرفیت هر کدام ۴۰۰۰۰۰ نفر مورد بهره برداری قرار گرفت. دبی فاضلاب ورودی به تصفیه خانه حدود ۱۳۰۰۰۰ متر

مکعب در روز میباشد. فاضلاب ورودی پس از عبور از واحدهای آشغالگیری و دانهگیری وارد چهار واحد تانک ته نشینی اولیه به حجم هر کدام ۲۵۰۰ متر مکعب و به قطر ۳۵ متر میگردد. پس از آن، فاضلاب جهت تصفیه بیولوژیکی و حذف مواد آلی

۳

محلول و کلوئیدی وارد دو تانک هوادهی در هر فاز میشود. حجم کلی تانکهای هوادهی ۳۲۴۰۰ متر مکعب میباشد. سپس

فاضلاب خروجی به چهار واحد تانک ته نشینی ثانویه با قطر ۶۰ متر وارد میگردد. حجم هر کدام از تانکهای تهنشینی ثانویه

۸۱۰۵ متر مکعب میباشد. پساب خروجی پس از ورود به حوضچههای تماس کلرزنی، جهت مصارف کشاورزی به رودخانه زاینده هدایت میشود. در شکل ۱ تصویر تصفیهخانه فاضلاب جنوب اصفهان قابل مشاهده است.

شکل .۱ تصویر تصفیهخانه فاضلاب جنوب اصفهان

.۲ مواد و روشھا

نمونههای مورد نظر، از فاضلاب ورودی، تانک هوادهی و پساب خروجی تصفیهخانه جنوب اصفهان، در طی ۶۸ روز

گرفته شد و مقادیر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مورد نظر توسط روشهای اندازهگیری ذکر شده در کتاب روشهای استاندارد (APHA, 2005) مورد سنجش قرار گرفت. پارامترهای TSS، VSS، BOD، sBOD، COD، sCOD هر روز و پارامترهای MLSS، NH4-N، NO3-N و TN سه بار در هفته مورد آنالیز قرار گرفتند. قابل ذکر است که پارامترهای TN و NO3-N با استفاده از Commercial test kits اندازهگیری شدند. برای تعیین sCOD، sBOD، MLSS از فیلترهای Whatman GF/C glass-fibre استفاده شد.

مشخصات فاضلاب

پس از انجام آزمایشات بر روی فاضلاب تصفیه خانه جنوب اصفهان، نتایج آزمایشات مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت که به طور خلاصه در جداول ۱ و ۲ آورده شده است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 9700 تومان در 13 صفحه
97,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد