روش MBR در تصفیه اختلاط فاضلاب‌های شهری و صنعتی با هدف بازیافت پساب در چرخه تولید و مدل
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
چكيده
در تحقیق صورت گرفته عملکرد بیوراکتور غشایی مستغرق با غشاء هالو فایبر در تصفیه فاضلاب شهری، فاضلاب صنعتی و اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی کارایی تصفیه فاضلاب شهری از فاضلاب موجود در تصفیه خانه اکباتان تهران استفاده شد. همچنین فاضلاب صنعتی یا مقاومت بالا با افزایش پارامترهای BOD، COD و TSS به ترتیب به حدود 1000، 2000 و 5000 میلی گرم در لیتر شبیه سازی گردید. فاضلاب اختلاط شهری و صنعتی نیز با ترکیب این دو به دست آمده که خصوصیاتی بین فاضلاب شهری و صنعتی را داشت. برای هر سه نوع فاضلاب مورد استفاده در تحقیق بهینه کردن زمان ماند هیدرولیکی مورد نظر قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده زمان ماند هیدرولیکی بهینه برای فاضلاب شهری 5 ساعت، فاضلاب صنعتی 17 ساعت و اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی برابر 7 ساعت حاصل گردید. بر اساس نتایج درصد حذف برای BOD، COD، NH4 و TP در اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی برابر 83/96%، 21/96%، 71/95% و 14/90% بدست آمد. نتایج بدست آمده نشان داد که بیوراکتورهای غشایی مستغرق با غشاء هالو فایبر برای فاضلاب شهری به طور غیر اقتصادی عمل کرده و همچنین در فاضلاب صنعتی نیز زمان ماند به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش می‌یابد. در مقایسه با فاضلاب شهری و صنعتی، فاضلاب مختلط دارای خصوصیاتی بوده که باعث افزایش کارایی حذف و کاهش زمان ماند هیدرولیکی توسط بیوراکتور غشایی مستغرق و ایجاد شرایط اقتصادی برای تصفیه فاضلاب می‌شود. همچنین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و توابع پایه شعاعی برای اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی مدل سازی صورت گرفت. نتایج حاصل از مدل ارائه شده مربوط به داده های آموزش و تست برای BOD، COD، NH4 و TP بسیار موفق بوده و تطبیق داده های مدل شبکه عصبی با مدل آزمایشگاهی صورت گرفت.
كليد واژه: بیوراکتور غشایی مستغرق، تصفیه فاضلاب، زمان ماند بهینه، فاضلاب مختلط.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1-2- روش‌های نوین تصفیه فاضلاب 3
1-2-2- رآکتورهای بیولوژیکی با بستر متحرک MBBR 4
1-2-3- سیستم رآکتورهای منفرد متوالی SBR 4
فصل 2- سیستم بیوراکتور غشایی (MBR) و مروری بر منابع 8
2-2-1- انواع بیوراکتورهای غشایی از لحاظ چیدمان مدول غشایی 11
2-2-2- انواع سیستم‌های MBR از لحاظ فرآیند کلی 13
2-2-3- پارامترهای مهم در سیستم غشایی MBR 15
2-2-4- مزایای سیستم بیوراکتور غشایی MBR 16
2-3- معرفی غشا و بررسی انواع غشاها 18
2-3-1- تقسیم بندی غشاها بر اساس دامنه جداسازی 18
2-3-2- انواع غشاء از حیث شکل 20
2-3-2-1- غشاهای مسطح (Flat) 20
2-3-2-2- غشاهای لوله ای (Tubular) 20
2-3-2-3- اسپیرال (Spiral-wound) 21
2-3-2-4- مقایسه و ویژگی انواع غشاء ها 22
2-3-3- انواع غشا از لحاظ جنس 23
2-3-4- انواع غشا از حیث کاربری فیلتراسیون 23
2-3-6-1- مکانیزم‌های گرفتگی 25
2-3-6-2- راهكارهاي کاهش گرفتگی غشا: 27
2-4- نمونه ای از تحقیقات انجام گرفته در دنیا (MBR) 27
فصل 3- مواد و روش های مورد استفاده در تحقیق 36
3-3- پایلوت بیوراکتور غشایی (MBR) 37
3-3-2- مخزن یا حوضچه آنوکسیک 44
3-3-3- مخزن یا حوضچه بی هوازی 45
3-5- راه اندازی و بهره برداری از پایلوت 48
3-6-3- اندازه گیری TP، NH4، NO3 50
3-6-5- اندازه‌گيري MLSS و MLVSS 51
فصل 4- تئوری مدل سازی با شبکه عصبی 52
4-2- ایده شبکه های عصبی مصنوعي 53
4-3- نحوه عملکرد شبکه های عصبی مصنوعي 55
4-5- توابع تحريك شبكههاي عصبي 61
4-8- مدهاي عملكردي شبكه عصبي 63
4-9- شبكه عصبي تابع بنيادي شعاعي (RBF) 64
4-9-1- نكات قابل توجه در خصوص شبكه تابع بنيادي شعاعي 65
4-9-1-1- نرمال سازی بردارهاي ورودي 67
5-4- نتایج اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی 91
5-5- نتایج مدل سازی برای فاضلاب مختلط 102
فصل 6- نتیجه گیری و پیشنهادات 120
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول( 2‑1) مزایا و معایب چيدمان مدول غشایی در حالت غوطه‌ور و خارج از بیوراکتور 13
جدول( 2‑2) مقایسه اشکال مختلف غشاهاي مورد استفاده در MBR از جنبه های گوناگون 22
جدول( 2‑3) مزایا و معایب هر یک از اشکال غشاهاي مورد استفاده در MBR 22
جدول( 3‑1) مشخصات غشاء هالو فایبر مورد استفاده در پایلوت 40
جدول( 3‑2) ویژگی‌های فاضلاب ورودی تصفیه خانه فاضلاب شهرک اکباتان (مقادیر بحرانی) 49
جدول( 5‑1) مشخصات متغییر های ورودی و خروجی در شبکه عصبی مصنوعی 102
جدول( 5‑2) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه 105
جدول( 5‑3) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی 106
جدول( 5‑4) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی 106
جدول( 5‑5) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی 107
جدول( 5‑6) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه 109
جدول( 5‑7) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی 110
جدول( 5‑8) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی 110
جدول( 5‑9) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی 111
جدول( 5‑10) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه 113
جدول( 5‑11) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی 114
جدول( 5‑12) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی 114
جدول( 5‑13) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی 115
جدول( 5‑14) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه 117
جدول( 5‑15) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی 118
جدول( 5‑16) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی 118
جدول( 5‑17) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی 119
فهرست شكل‌‌ها
عنوان صفحه
شکل( 2‑1) طرح شماتیک دو بعدی از یک سیستم بیوراکتور غشایی 9
شکل( 2‑2) نحوه تجزیه بیولوژیکی و جداسازی فیزیکی در سیستم بیوراکتور غشایی 11
شکل( 2‑3) بیوراکتور غشایی در دو حالت غوطه‌ور و خارج از بیوراکتور 12
شکل( 2‑4) انواع بیوراکتورهای غشايي از حيث فرآيند كلي 14
شکل( 2‑5) تقسیم بندی انواع غشاء ها بر اساس دامنه جداسازی 18
شکل( 2‑6) غشا مسطح مورد استفاده در بیوراکتورهای غشایی 20
شکل( 2‑7) غشا هالو فایبر یا رشته ای مورد استفاده در بیوراکتورهای غشایی 21
شکل( 2‑9) انواع غشا از حیث کاربری فیلتراسیون 24
شکل( 2‑10) شكل شماتيك انواع مکانیزم‌های گرفتگي 25
شکل( 3‑1) مخزن بیوراکتور غشایی به همراه متعلقات مربوط به آن 38
شکل( 3‑2) غشاء هالو فایبر و متعلقات آن در مخزن بیوراکتور غشایی 39
شکل( 3‑3) غشاء هالو فایبر و لوله های متصل به آن 41
شکل( 3‑4) پمپ مکش مورد استفاده در پایلوت 41
شکل( 3‑7) غشاء هالو فایبر و لوله های متصل به آن 43
شکل( 3‑8) آرایش هواده ها در بیوراکتور 44
شکل( 3‑9) حوضچه آنوکسیک مورد استفاده در پایلوت 45
شکل( 3‑10) حوضچه بی هوازی مورد استفاده در پایلوت 46
شکل( 3‑11) پمپ تغذیه و مخزن تغذیه پایلوت 47
شکل( 3‑12) پایلوت بیوراکتور غشایی واقع در تصفیه خانه اکباتان تهران 48
شکل( 3‑13) دستگاه اسپکتروفوتومتر جهت اندازه گیری میزان نمونه ها 50
شکل( 4‑1) شمایی از نواحي اصلي يك نرون بيولوژيكي 56
شکل( 4‑2) شمایی از ساختار يك نرون مصنوعي 56
شکل( 4‑3) شمایی از ساختار يك شبكه تک لایه 59
شکل( 4‑4) شمایی از ساختار يك شبكه دو لایه 60
شکل( 4‑5) منحني نمايش تابع تحريك نرون های RBF 65
شکل( 4‑6) مسطح پاسخ يك نرون RBF با دو ورودي 66
شکل( 4‑7) ساختار يك شبكه RBF 68
شکل( 5‑1) تغییرات غلظت BOD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 70
شکل( 5‑2) تغییرات غلظت MLSS و MLVSS و درصد MLVSS/MLSS نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 71
شکل( 5‑3) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب BOD 72
شکل( 5‑4) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب BOD 73
شکل( 5‑5) تغییرات غلظت COD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 74
شکل( 5‑6) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب COD 75
شکل( 5‑7) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب COD 75
شکل( 5‑8) تغییرات غلظت NH4 ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 76
شکل( 5‑9) تغییرات غلظت NO3 ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 77
شکل( 5‑10) تغییرات غلظت TP ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 78
شکل( 5‑11) تغییرات غلظت TSS ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 79
شکل( 5‑12) تغییرات غلظت PH ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 80
شکل( 5‑13) تغییرات غلظت BOD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 81
شکل( 5‑14) تغییرات غلظت MLSS و MLVSS و درصد MLVSS/MLSS نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 82
شکل( 5‑15) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب BOD 83
شکل( 5‑16) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب BOD 84
شکل( 5‑17) تغییرات غلظت COD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 85
شکل( 5‑18) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب COD 86
شکل( 5‑19) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب COD 86
شکل( 5‑20) تغییرات غلظت NH4 ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 87
شکل( 5‑21) تغییرات غلظت NO3 ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 88
شکل( 5‑22) تغییرات غلظت PH ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 89
شکل( 5‑23) تغییرات غلظت TP ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 90
شکل( 5‑24) تغییرات غلظت TSS ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 91
شکل( 5‑25) تغییرات غلظت BOD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 92
شکل( 5‑26) تغییرات غلظت MLSS و MLVSS و درصد MLVSS/MLSS نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 93
شکل( 5‑27) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب BOD 94
شکل( 5‑28) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب BOD 94
شکل( 5‑29) تغییرات غلظت COD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 95
شکل( 5‑30) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب COD 96
شکل( 5‑31) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب COD 97
شکل( 5‑32) تغییرات غلظت NH4 ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 98
شکل( 5‑33) تغییرات غلظت NO3 ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 99
شکل( 5‑34) تغییرات غلظت PH ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 100
شکل( 5‑35) تغییرات غلظت TP ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 101
شکل( 5‑36) تغییرات غلظت TSS ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی 102
شکل( 5‑37)مدل مربوط به غلظت BOD خروجی برای داده های تست و مشخصات آن 103
شکل( 5‑38)مدل مربوط به غلظت BOD خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن 104
شکل( 5‑39)مدل مربوط به غلظت BOD خروجی برای داده های کل و مشخصات آن 104
شکل( 5‑40)مدل مربوط به غلظت COD خروجی برای داده های تست و مشخصات آن 107
شکل( 5‑41)مدل مربوط به غلظت COD خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن 108
شکل( 5‑42)مدل مربوط به غلظت COD خروجی برای داده های کل و مشخصات آن 108
شکل( 5‑43)مدل مربوط به غلظت NH4 خروجی برای داده های تست و مشخصات آن 111
شکل( 5‑44)مدل مربوط به غلظت NH4 خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن 112
شکل( 5‑45)مدل مربوط به غلظت NH4 خروجی برای داده های کل و مشخصات آن 112
شکل( 5‑46)مدل مربوط به غلظت TP خروجی برای داده های تست و مشخصات آن 115
شکل( 5‑47)مدل مربوط به غلظت TP خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن 116
شکل( 5‑48)مدل مربوط به غلظت TP خروجی برای داده های کل و مشخصات آن 116
تعداد مشاهده: 6189 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.docx
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 148
حجم فایل:4,424 کیلوبایت
گارانتی بازگشت وجه 
کد تخفیف خرید 
درگاه آنلاین پرداخت 
نماد اعتماد الکترونیکی 