بهینه سازی تصفیه خانه فاضلاب به روش لجن فعال با استفاده از نرم افزار GPS-X

هدف از انجام پژوهش حاضر، مدل سازی یک تصفیه خانه فاضلاب واقعی در حال بهره برداری با استفاده از نرم افزار GPS-X بود. بدین ترتیب، نتایج خروجی نرم افزار با نتایج آزمایش های پساب تصفیه خانه فاضلاب مورد نظر صحت سنجی شد. سپس نرخ لجن برگشتی، لجن بازچرخش شده و لجن دفع شده تصفیه خانه فاضلاب به روش Modified Ludzack-Ettinger (MLE) بهینه سازی گردید؛ به صورتی که بیشترین تاثیر را روی کیفیت پساب خروجی به خصوص شاخص های Chemical oxygen demand (COD) و نیترات داشته باشد.

ابتدا با استفاده از داده های موجود تصفیه خانه فاضلاب مورد نظر، فرایندهای آن در نرم افزار مدل شد و انطباق مدل با تصفیه خانه موجود بررسی گردید. بعد از صحت سنجی نرم افزار، به منظور بررسی شاخص های موثر بر فرایند لجن فعال شامل نرخ لجن برگشتی، نرخ لجن مازاد و نرخ لجن بازچرخش داخلی در تصفیه مواد آلی و نیتروژن، شاخص های COD، نیترات و آمونیاک به عنوان شاخص سنجش آلودگی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، فرایند MLE جهت حذف نیتروژن در نرم افزار مدل سازی شد. سپس با تغییر شاخص ها و بررسی خروجی های به دست آمده، نتایج در خصوص اثر افزایش نرخ بازچرخش لجن در غلظت COD در پساب خروجی و اثر افزایش و کاهش نرخ بازچرخش داخلی و نرخ لجن دفعی در حذف COD بررسی گردید. همچنین، اثر متقابل تغییرات بازچرخانی داخلی لجن و لجن برگشتی و مقدار لجن مازاد دفعی بر حذف نیترات به وسیله نمودارهای مختلف نشان داده شد.

ضمن صحت سنجی نرم افزار در مطالعه حاضر، نتایج حاصل از طراحی آزمایش نشان داد که نرخ لجن برگشتی و بازچرخش داخلی دارای اثرات متقابل نسبت به یکدیگر در حذف COD و نیترات بودند و در حالت بهینه بهره برداری و طراحی، نسبت 54/0 برای لجن برگشتی و یک برابر بازچرخانی داخلی و نسبت 021/0 برای لجن دفعی، بیشترین تاثیر را بر راندمان حدف COD و نیترات و افزایش کیفیت پساب خروجی داشت.

استفاده از نرم افزار GPS-X می تواند در مدل سازی و بهینه سازی فرایندهای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد.