دفاعیه کارشناسی ارشد (محیط زیست) بهینه سازی چند هدفه تصفیه خانه فاضلاب با استفاده از الگوریتم NSGA-II
| تاریخ ارسال: 1400/7/24 |
دانشجو: خانم ریجانه راشد
استاد راهنما: دکتر محمددلنواز
زمان: چهارشنبه ۲۸ مهر ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۴:۰۰
لینک ورود به جلسه
استاد راهنما: دکتر محمددلنواز
زمان: چهارشنبه ۲۸ مهر ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۴:۰۰
لینک ورود به جلسه
چکیده:
با توجه به رشد روز به روز جمعیت جهان و پیشرفت چشمگیر صنایع، حجم فاضلاب تولیدی نیز بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. آلودگی‌های ناشی از انواع فاضلاب اعم از خانگی، صنعتی و کشاورزی موجب شده است تا تصفیه و کنترل این آلاینده‌ها از اولویت های مهم حفاظت، مدیریت و برنامه‌ریزی محیط زیست قرار گیرد. یکی از روش‌های متداول تصفیه فاضلاب شهری در حال حاضر روش لجن فعال و یا روش‌های مشتق از آن برحسب جمعیت مورد سرویس دهی و نیز خصوصیات فاضلاب ورودی و مشخصات مطلوب پساب خروجی می‌باشد. طراحی بهینه سیستم موجب افزایش ظرفیت تصفیه به همراه بهبود کیفیت پساب خروجی از آن با صرف کمترین هزینه در مدت زمان مشخص می شود. امروزه تصفیه خانه های فاضلاب (WWTP) برای پردازش پساب های صنعتی یا شهری تولید شده در جوامع مدرن بسیار مهم هستند. تصفیه و مدیریت لجن یکی از پیچیده ترین و هزینه برترین بخشهای تصفیهخانهها بوده و میتواند تا ۶۰ درصد هزینههای سرمایهگذاری اولیه و بهره برداری یک تصفیهخانه فاضلاب را شامل شود. بسته به WWTP خاص در نظر گرفته شده، انرژی مهم ترین عامل هزینه، یا دومین عامل بعد از هزینههای پرسنل می باشد. هزینههای هوادهی و بازیافت بالاترین میزان را در میان هزینههای انرژی داراست. با توجه به استانداردهای سختگیرانه قانونی و زیست محیطی که شبکههای تصفیه خانه فاضلاب WWTP باید رعایت کنند، ابزارهای بهینهسازی و کنترل بهینه برای دستیابی به یک عملیات با هزینه اقتصادی هنگام مواجه شدن با چنین سیستم هایی اجباری هستند. بهینه سازی مبتنی بر مدل، یکی از کارآمدترین رویکردها برای انجام این کار است. برای دستیابی به شرایط عملیاتی بهینه چنین فرآیندهایی، باید وجود چندین هدف متضاد برای بهینه سازی همزمان (به عنوان مثال بهره وری و پایداری) در نظر گرفته شود، که توصیه میشود از معادلات های پیچیده برای پیدا کردن جبهه پارتو استفاده گردد. در این پژوهش به کاهش غلظت آمونیاک و نیترات پرداخته شده است و از داده های ۱۴ روزه آب و هوای خشک و بارانی تصفیه خانه ملایر استفاده شده است. در بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک تعداد جمعیت ۶۰ نفر انتخاب شده و ۱۰۰ نسل انجام می شود و دو قانون کنترل SNDN و AMSTAR مقایسه میشوند که از SNDN بکار برده شده است زیرا برای همان میانگین غلظت آمونیاک و نیتروژن در پساب به طور متوسط ۸٪ و ۸/۵٪ انرژی کمتری مصرف می کند. ضریب انتقال اکسیژن در BSM۱ بین
۲۴۰ تا ۰ محدود می شود و نقطه تنظیم کنترل کننده اکسیژن روی
۲ تنظیم شده است. از این رو، برای غلظت های متوسط نیتروژن کل در پساب بین
۱۵تا ۱۲/۵ یا غلظت متوسط آمونیاک در پساب بین
۹ تا ۵، SNDN هنگام استفاده برتر است.
با توجه به رشد روز به روز جمعیت جهان و پیشرفت چشمگیر صنایع، حجم فاضلاب تولیدی نیز بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. آلودگی‌های ناشی از انواع فاضلاب اعم از خانگی، صنعتی و کشاورزی موجب شده است تا تصفیه و کنترل این آلاینده‌ها از اولویت های مهم حفاظت، مدیریت و برنامه‌ریزی محیط زیست قرار گیرد. یکی از روش‌های متداول تصفیه فاضلاب شهری در حال حاضر روش لجن فعال و یا روش‌های مشتق از آن برحسب جمعیت مورد سرویس دهی و نیز خصوصیات فاضلاب ورودی و مشخصات مطلوب پساب خروجی می‌باشد. طراحی بهینه سیستم موجب افزایش ظرفیت تصفیه به همراه بهبود کیفیت پساب خروجی از آن با صرف کمترین هزینه در مدت زمان مشخص می شود. امروزه تصفیه خانه های فاضلاب (WWTP) برای پردازش پساب های صنعتی یا شهری تولید شده در جوامع مدرن بسیار مهم هستند. تصفیه و مدیریت لجن یکی از پیچیده ترین و هزینه برترین بخشهای تصفیهخانهها بوده و میتواند تا ۶۰ درصد هزینههای سرمایهگذاری اولیه و بهره برداری یک تصفیهخانه فاضلاب را شامل شود. بسته به WWTP خاص در نظر گرفته شده، انرژی مهم ترین عامل هزینه، یا دومین عامل بعد از هزینههای پرسنل می باشد. هزینههای هوادهی و بازیافت بالاترین میزان را در میان هزینههای انرژی داراست. با توجه به استانداردهای سختگیرانه قانونی و زیست محیطی که شبکههای تصفیه خانه فاضلاب WWTP باید رعایت کنند، ابزارهای بهینهسازی و کنترل بهینه برای دستیابی به یک عملیات با هزینه اقتصادی هنگام مواجه شدن با چنین سیستم هایی اجباری هستند. بهینه سازی مبتنی بر مدل، یکی از کارآمدترین رویکردها برای انجام این کار است. برای دستیابی به شرایط عملیاتی بهینه چنین فرآیندهایی، باید وجود چندین هدف متضاد برای بهینه سازی همزمان (به عنوان مثال بهره وری و پایداری) در نظر گرفته شود، که توصیه میشود از معادلات های پیچیده برای پیدا کردن جبهه پارتو استفاده گردد. در این پژوهش به کاهش غلظت آمونیاک و نیترات پرداخته شده است و از داده های ۱۴ روزه آب و هوای خشک و بارانی تصفیه خانه ملایر استفاده شده است. در بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک تعداد جمعیت ۶۰ نفر انتخاب شده و ۱۰۰ نسل انجام می شود و دو قانون کنترل SNDN و AMSTAR مقایسه میشوند که از SNDN بکار برده شده است زیرا برای همان میانگین غلظت آمونیاک و نیتروژن در پساب به طور متوسط ۸٪ و ۸/۵٪ انرژی کمتری مصرف می کند. ضریب انتقال اکسیژن در BSM۱ بین
۲۴۰ تا ۰ محدود می شود و نقطه تنظیم کنترل کننده اکسیژن روی
۲ تنظیم شده است. از این رو، برای غلظت های متوسط نیتروژن کل در پساب بین
۱۵تا ۱۲/۵ یا غلظت متوسط آمونیاک در پساب بین
۹ تا ۵، SNDN هنگام استفاده برتر است.
مطالب مشابه
دفعات مشاهده: 770 بار |
دفعات چاپ: 141 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر