مقاله با موضوع زیست محیطی و بهینه سازی

دانلود پایان نامه

– 53.687 59.29 m3/kg
نتایج بهینه سازی برای چهار فرایند لجن فعال، در جداول بالا به طور کامل آورده شده است. در مقایسه بین نتایج حاصل شده از مدل با داده های مرجع، در مورد پارامترهای سرعت لجن تولیدی و حجم هوای مورد نیاز نتایج قابل قبولی حاصل شده است. با استفاده از این مدل و بهینه سازی آن با استفاده از روش هوک جیوز، کاهش قابل ملاحظه ای در مقدار این دو پارامتر مشاهده می کنیم، که بالطبع نشان دهنده عملکرد صحیح سیستم و بالا بردن راندمان سیستم نیز خواهد بود.
5-5- بهینه سازی فرایند لجن فعال بر پایه مدل زیست محیطی (EBM)
چالش های زیست محیطی فراوانی در زمینه تصفیه فاضلاب به ویژه سیستم لجن فعال وجود دارد. رفع این مشکل مستلزم انجام مطالعات کاربردی می باشد. در این مطالعه به بهینه سازی سیستم تصفیه لجن فعال با استفاده از مدل زیست محیطی) (EBMکه بر پایه معادلات مونود و تئوری تعادل توده ها استوار می باشد، پرداخته شده است. در مدل زیست محیطی) (EBM، مینیمم حجم حوضچه هوادهی، تابع هدف مسئله می باشد.
فرضیات زیر در فرموله کردن معادلات تعادل توده ها در نظر گرفته شده است:
1- جریان ها، غلظت توده های بیولوژیکی) (Biomassو غلظت مواد مغذی (Substrate)در شرایط ثابت ماندگار(Steady-state) باشند.
2- همه مواد مغذی در حالت محلول باشند.
3- غلظت مواد مغذی در تانک هوادهی برابر با غلظت مواد مغذی در فاضلاب خروجی، بعد از عمل تصفیه فاضلاب است.
4- فعالیت بیولوژیکی فقط در تانک هوادهی اتفاق می افتد.
5- هیچ گونه میکرواورگانیسمی در فاضلاب خروجی تصفیه شده وجود ندارد.
6- میانگین زمان ماند سلولی براساس توده های بیولوژیکی موجود در تانک هوادهی محاسبه شده است.
7- لجن فعال شده اضافی از چرخه مواد جامد، از تانک هوادهی خارج می گردند.
8- مایع مخلوط در تانک هوادهی دارای اختلاط کامل می باشند.
5-5-1- معادلات حاکم
دوره هوادهی یا زمان نگهداری مایع مخلوط در تانک هوادهی با این رابطه بیان می شود:
(5-8)
: دوره هوادهی یا زمان نگهداری مایع مخلوط در تانک هوادهی بر حسب ساعت
: حجم موثر حوضچه هوادهی بر حسب لیتر
: دبی ورودی به حوضچه هوارسانی بر حسب لیتر بر روز
بنابراین تحت شرایط ثابت و ماندگار، میانگین زمان ماند سلولی بدین صورت تعریف می شود: (5-9)
: زمان ماند سلولی یا سن لجن بر حسب روز
: غلظت توده های بیولوژیکی در تانک هوادهی بر حسب میلی گرم بر لیتر
: سرعت رشد ویژه) (time-1
تعادل توده ها برای توده های بیولوژیکی) (Biomassدر سیستم لجن فعال، به صورت زیر نشان داده می شود:
(سرعت حذف توده ها از سیستم)- (سرعت رشد توده ها در سیستم)= (سرعت تغییر توده ها در سیستم)