مقاله با موضوع زیست محیطی و بهینه سازی

دانلود پایان نامه

شکل 5-3: چگونگی جریان فاضلاب در سیستم لجن فعال با تعریف پارامترهای مربوطه(Viessman and Hammer,1993)
مدل زیست محیطی) (EBM بر تئوری تعادل توده ها و روشهایی که در جدول زیر معرفی خواهیم کرد، استوار می باشد. کل 22 معادلات ریاضی در دو گروه تقسیم بندی می شوند. در این مدل مینیمم حجم حوضچه هوادهی( ) به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است. معادلات ریاضی فرایند تصفیه فاضلاب و روابط بین تابع هدف با پارامتر های فرایند، در این روش بهینه سازی بر پایه متغیرهای Qr، Seو Xe به عنوان متغیرهای چرخشی) (Recycle Variables، بر طبق تئوری تعادل توده ها و معادلات مونود، انجام خواهد شد(Qin,1989).
متغیرهای استفاده شده در این روش بهینه سازی به شرح زیر تعریف می شوند:
1) مینیمم حجم حوضچه هوادهی(Vmin )، تابع هدف مدل
2) پارامترهای Degradation Kinetics که شامل پارامتر های qmax ، umax ، Ksq ، Ksu، Kd و Yt می باشند.
3) پارامترهای واقعی فاضلاب شامل Q0 ، S0 و X0 می باشد.
4) پارامترهای فرایند تصفیه فاضلاب شامل HRT ، Mt ، Qe ، q ، Qs ، SRT ، SVI ، V ، X ، Xr ،Xs ، Yobsو u می باشد.
5) متغیر های چرخشی(Recycled variables) شامل Qr ، Se و Xe می باشد.
6) پارامتر های کنترل کیفیت فاضلاب، Sei و Xei هستند.
محاسبات بهینه سازی در مدل EBMبا نوشتن یک برنامه کامپیوتری به زبان برنامه نویسی فرترن، با توجه به متغیرهای چرخشی، نوشته شده است.
5-5-3- معادلات ریاضی مدل زیست محیطی) (EBM
معادلات ریاضی به دو گروه تقسیم بندی می شوند. گروه اول معادلات بهینه سازی، جهت محاسبه مینیمم حجم حوضچه هوادهی، به همین ترتیبی که در ذیل بدست آورده شده اند، ذکر شده است. گروه دوم شامل قیود و محدودیت ها می شوند، که برای ارزیابی داده های حاصل شده از معادلات گروه یک، آورده شده اند.
گروه(1): معادلات بهینه سازی برای محاسبه مینیمم حجم حوضچه هوادهی به عنوان تابع هدف .(Qin,1989 and Corbitt et al,1998)
(5-25): معادله مونود
: سرعت تنزل) (Degradationویژه بر حسب لیتر بر روز
: ماکزیمم سرعت تنزل) (Degradationویژه بر حسب لیتر بر روز
: غلظت بی- او- دی در حوض هوارسانی بر حسب گرم بر لیتر
: غلظت مواد مغذی(Substrates) در یک دوم
کاهش غلظت سوبسترا در طول جریان حوضچه هوادهی: با انتگرال از معادله(5-25) معادله (5-26)و (5-27) بدست آمده و در نهایت معدله (5-28) حاصل می شود.
(5-26)
(5-27)
(5-28)
این معادله از معادله (5-28 ) مشتق شده است:
(5-29)
: زمان ماند هیدرولیکی بر حسب روز
: ضریب بار) (Yieldمشاهداتی