مقاله با موضوع نتایج محاسبات و زیست محیطی

دانلود پایان نامه

5-4- معرفی مدل
چالش های زیست محیطی فراوانی، در زمینه تصفیه فاضلاب، به ویژه سیستم لجن فعال وجود دارد. این چالش ها اغلب در زمینه مقدار حجم هوای مورد نیاز جهت حذف مواد آلی فاضلاب، تولید و دفع لجن مازاد می باشد. بزرگ ترین عیب سیستم های تصفیه فاضلاب بعد از تولید بو (در همه موارد بو زا نیستند) تولید لجن مازاد می باشد. دفع این لجن مستلزم صرف هزینه زیاد خواهد بود.
چگونگی محاسبه مدل با استفاده از سری معادلات حاکم بر فرایند لجن فعال،به صورت زیر توضیح داده خواهد شد.


چون هدف کمینه کردن حجم هوای مورد نیاز می باشد، با در نظر گرفتن این معادله و با استفاده از یک سری جایگزینی ها، به مدل مورد نظر دست خواهیم یافت.

با جایگزینی های این معادلات در معادله حجم هوای مورد نیاز و ساده کردن معادله، به مدل معرفی شده در این مطالعه خواهیم رسید.
هدف این مطالعه کمینه کردن حجم هوای مورد نیاز و سرعت لجن تولیدی و هزینه های اجرای طرح است.در مدل، تابع هدف ، حجم هوای مورد نیاز در واحد خروجی از سیستم بر حسب متر مکعب بر کیلوگرم می باشد. متغیر های این مدل، پارامتر های به ترتیب حجم موثر حوضچه هوادهی ، مقدار محلول خروجی از سیستم وزمان ماند هیدرولیکی می باشند. برای بهینه کردن مقدار حجم هوای مورد نیاز از روش بهینه سازی هوک جیوز استفاده شده است.با بهینه سازی پارامتر های تصفیه فاضلاب به کمینه کردن حجم هوای مورد نیاز و سرعت لجن تولیدی خواهیم پرداخت.
مدل:

(5-7)
: زمان ماند هیدرولیکی بر حسب روز
Q: دبی فاضلاب ورودی بر حسب لیتر بر روز
:V حجم موثر حوضچه هوادهی بر حسب لیتر
x: غلظت مواد جامد معلق در مایع مخلوط بر حسب میلی گرم بر لیتر
: ورودی به سیستم بر حسب میلی گرم بر لیتر
: محلول خروجی از سیستم بر حسب میلی گرم بر لیتر
5-4-1- حل مدل با روش هوک جیوز) (Hooke-Jeeves

: حجم هوای مورد نیاز در واحد بر حسب مترمکعب برکیلوگرم می باشد.
با نوشتن یک برنامه به زبان فرترن، به بهینه سازی مدل با استفاده از روش بهینه سازی هوک جیوز می پردازیم. طراحی فرایند لجن فعال را برای پنج سیستم لجن فعال انجام می دهیم. نتایج محاسباتی از طراحی فرایند را با نتایج حاصل شده از بهینه سازی مدل مقایسه خواهیم کرد. در زیر به عنوان نمونه برای اولین فرایند لجن فعال، بهینه سازی آن با روش هوک جیوز، توضیح داده خواهد شد.
5-4-2- ورودی های برنامه
مقادیر اولیه تابع که شامل ورودی های برنامه نیز می باشند: به ترتیب برابر با و و فرض می شود. مقدار در نظر گرفته می شود.
با نوشتن یک برنامه به زبان برنامه نویسی فرترن،که به طور کامل در پیوست(5-4-3) آورده شده است، به حل مدل، با روش هوک جیوز پرداخته ایم.