بررسی عملکرد مدل asm در پیش بینی تصفیه فاضلاب صنایع لبنی به روش sbr
چکیده
بر اساس آمار سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد، در سال 2009 تولید شیر خام جهان به ششصد و نود و پنج میلیون تن در سال رسیده است که بر اساس این گزارش سهم ایران، با رشد سالانه 5 درصد، 5/9 میلیون تن در سال 2009، معادل 2/1 درصد تولید جهانی شیر بوده است. بر اساس آمار سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد، در سال 2009 تولید شیر خام جهان به ششصد و نود و پنج میلیون تن در سال رسیده است که بر اساس این گزارش سهم ایران، با رشد سالانه 5 درصد، 5/9 میلیون تن در سال 2009، معادل 2/1 درصد تولید جهانی شیر بوده است. فاضلاب صنایع شیر جزء فاضلاب های با بار آلی بالا طبقه بندی می شود و این بار آلی بسته به تغییر فصل و نوع محصول متغیر است. با توجه به وجود بار آلی بالا و زیست تجزیه پذیر بودن فاضلاب صنایع لبنی، وجود یک سیستم تصفیه بیولوژیکی در تاسیسات تصفیه خانه این صنایع ضروری می باشد. یکی از سیستم هایی که برای انجام تصفیه بیولوژیکی کاربرد دارد، فرآیند راکتور ناپیوسته متوالی (sbr) است. در فرآیند sbr، تصفیه بیولوژیکی با توالی زمانی انجام می پذیرد. بدین معنا که نخست مخزن راکتور از فاضلاب پر شده، سپس اختلاط و هوادهی انجام گردیده و در پایان پس از ته نشینی پساب تصفیه شده ازآن تخلیه می گردد. امروزه به دلیل شرایط سخت-گیرانه در مورد شاخص های کیفی پساب خروجی از تصفیه خانه های فاضلاب، نیاز روز افزون به طراحی دقیق تر و بهینه سازی تصفیه خانه های موجود احساس می شود. مدلسازی می تواند در بهینه سازی و بهبود عملکرد تصفیه خانه های موجود کمک کرده و ابزاری سودمند برای طراحی هرچه دقیق تر تصفیه خانه های جدید باشد. به منظور مدلسازی واکنش های بیوشیمیایی مربوط به تصفیه هوازی در فرآیند sbr هنوز هیچ مدل رسمی منتشر نشده است. مدل asm مربوط به مدلسازی واکنش های بیولوژیکی موجود در سامانه لجن فعال می باشد ولی بر اساس پژوهش های انجام شده می توان آن را برای مدلسازی واکنش های بیوشیمیایی رخ داده در فرآیند sbr اصلاح نمود. به همین دلیل در این پایان نامه با استفاده از پژوهش های انجام شده، مدل asm را به منظور مدلسازی تصفیه در راکتورsbr اصلاح شد. برای صحت سنجی مدل اصلاحی، یک راکتور sbrآزمایشگاهی ساخته شد. راکتور استوانه ای شکل، دارای 50 سانتی متر ارتفاع و 20 سانتی متر قطر بود و با استفاده از میکروارگانیسم های یکی از حوضچه های هوادهی مربوط به سامانه لجن فعال تصفیه خانه کارخانه پگاه اصفهان بذر دهی شد. راکتور آزمایشگاهی با حجم چهار لیتر، زمان ماند سلولی (srt) 5 روز، غلظت جامدات معلق (mlss) mg/l 1250، شاخص حجمی لجن (svi) mg/l 100 بهره برداری می گردید. فاضلاب ورودی از نوع فاضلاب مصنوعی لبنی بود. فاضلاب مصنوعی لبنی از حل کردن شیر خشک صنعتی در آب مقطر ساخته می شد. مدل-های بیوشیمیایی مجموعه ای از عبارات ریاضی مربوط به فرآیندهای مورد هدف مدل و ضرایب استوکیومتری مربوط به این فرآیندهاست و برای استفاده از این گونه مدل ها به یک بستر نرم افزاری نیاز می باشد در این پایان نامه از نرم افزار aquasim به عنوان بستر نرم افزاری بهره گرفته شد. به منظور صحت سنجی توانایی مدل در پیش بینی تصفیه فاضلاب مورد نظر نخست باید مدل کالیبره شود. در این پایان نامه به کمک آزمایش تنفس سنجی و نرم افزار aquasim مدل کالیبره شد. با استفاده از مدل کالیبره شده تغییرات cod کل در راکتور آزمایشگاهی مدلسازی گردید. تغییرات cod کل در راکتور آزمایشگاهی به صورت آزمایشگاهی نیز اندازه گیری شد. سپس میان نتایج مدل و نتایج تصفیه در راکتور آزمایشگاهی با استفاده از ضریب همبستگی مقایسه انجام گرفت و ضریب همبستگی میان مدل اصلاح شده و نتایج آزمایشگاهی برابر با r=0.968 بدست آمد