بهينه‌سازي تصفيه‌خانه فاضلاب به روش لجن فعال با استفاده از نرم‌افزار GPS-X

مقدمه: هدف از انجام پژوهش حاضر، مدل‌سازي يك تصفيه‌خانه فاضلاب واقعي در حال بهره‌برداري با استفاده از نرم‌افزار GPS-X بود. بدين ترتيب، نتايج خروجي نرم‌افزار با نتايج آزمايش‌هاي پساب تصفيه‌خانه فاضلاب مورد نظر صحت‌سنجي شد. سپس نرخ لجن برگشتي، لجن بازچرخش شده و لجن دفع شده تصفيه‌خانه فاضلاب به روش Modified Ludzack-Ettinger (MLE) بهينه‌سازي گرديد؛ به صورتي كه بيشترين تأثير را روي كيفيت پساب خروجي به خصوص شاخص‌هاي Chemical oxygen demand (COD) و نيترات داشته باشد. روش‌ها: ابتدا با استفاده از داده‌هاي موجود تصفيه‌خانه فاضلاب مورد نظر، فرايندهاي آن در نرم‌افزار مدل شد و انطباق مدل با تصفيه‌خانه موجود بررسي گرديد. بعد از صحت‌سنجي نرم‌افزار، به منظور بررسي شاخص‌هاي مؤثر بر فرايند لجن فعال شامل نرخ لجن برگشتي، نرخ لجن مازاد و نرخ لجن بازچرخش داخلي در تصفيه مواد آلي و نيتروژن، شاخص‌هاي COD، نيترات و آمونياك به عنوان شاخص سنجش آلودگي مورد بررسي قرار گرفت. همچنين، فرايند MLE جهت حذف نيتروژن در نرم‌افزار مدل‌سازي شد. سپس با تغيير شاخص‌ها و بررسي خروجي‌هاي به دست آمده، نتايج در خصوص اثر افزايش نرخ بازچرخش لجن در غلظت COD در پساب خروجي و اثر افزايش و كاهش نرخ بازچرخش داخلي و نرخ لجن دفعي در حذف COD بررسي گرديد. همچنين، اثر متقابل تغييرات بازچرخاني داخلي لجن و لجن برگشتي و مقدار لجن مازاد دفعي بر حذف نيترات به وسيله نمودارهاي مختلف نشان داده شد. يافته‌ها: ضمن صحت‌سنجي نرم‌افزار در مطالعه حاضر، نتايج حاصل از طراحي آزمايش نشان داد كه نرخ لجن برگشتي و بازچرخش داخلي داراي اثرات متقابل نسبت به يكديگر در حذف COD و نيترات بودند و در حالت بهينه بهره‌برداري و طراحي، نسبت 0.54 براي لجن برگشتي و يك برابر بازچرخاني داخلي و نسبت 0.021 براي لجن دفعي، بيشترين تأثير را بر راندمان حدف COD و نيترات و افزايش كيفيت پساب خروجي داشت. نتيجه‌گيري: استفاده از نرم‌افزار GPS-X مي‌تواند در مدل‌سازي و بهينه‌سازي فرايندهاي تصفيه فاضلاب مورد استفاده قرار گيرد.