Skip to main content
SUPERVISOR
Hasti Hashemi nejad,Amir Taebi Harandi
هستی هاشمی نژاد (استاد مشاور) امیر تائبی هرندی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Muhammad reza Khaksar
محمدرضا خاکسار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Investigation of ASM in Anticipation of Dairy Industry Wastewater Treatment in SBR
According to FAO, world milk production has raised to 695 MT in 2009 this report indicate that Iran's participation, with five percent annual growth was 1.2% of world milk production. Dairy plant wastewater categorized as wastewaters with high organic load. The organic load varies according to season and production. Regarding to high organic load and biodegradability of dairy plant wastewater, it is necessary to exist the ability of biological wastewater treatment in the Diary industries wastewater treatment plant facilities. Sequencing batch reactor (SBR) is one of the biological wastewater treatment processes. In SBR biological wastewater treatment operates in sequence of time. In other words, first reactor is filled with influent next mixing and aeration are performed and finally effluent is decanted from reactor after settlement. Nowadays, due to strict regulatory circumstances for quality indexes of wastewater treatment plants effluent, existence treatment plants improvement and more precise design for new plants is required. Modeling is a useful tool for existence wastewater treatment plants improvement and accurate design of new wastewater treatment plants. ASM model is related to modeling Activated Sludge process biochemical reactions and So far no official model has proposed for aerobic biological treatment in SBR. Therefor in this study according to literatures modification of ASM model for SBR biochemical reactions was performed. A laboratory-scale reactor was made for validation of modified model. This reactor was inoculated with activated sludge taken from an aeration tank from Isfahan pegah dairy industry wastewater treatment plant. The reactor shape was cylinder with 50cm height and 20cm diameter. The reactor was operated with sludge age of 5 d, 4 liter volume, a mixed liquor suspended solids (MLSS) concentration 1250 mg/L and sludge volume index (SVI) 100 ml g -1 . The reactor was fed with synthetic diary wastewater (SDW). The synthetic wastewater was prepared by solving industrial milk powder in distillated water. The biochemical model is composed from mathematical expressions of biochemical process rate and stoichiometry coefficients of biochemical process. So a computer program is required for using a biochemical model. In this thesis AQUASIM was used as a software environment. First step in model validation is model calibration. The model was calibrated using respirometry experiments and AQUASIM .next total COD change in the laboratory-scale reactor was measured and the model was run with initial conditions of laboratory-scale reactor then the total COD change in the laboratory-scale was modeled with calibrated model in AQUASIM. For model validation relation between modeling results and measured results was compared with correlation factor. The correlation factor between experimental and modeling results was 0.969. Key Words: SBR, biological treatment, modeling, aerobic treatment, parameter estimation, respirometry
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 Rآزمایشگاهی 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. کلمات کلیدی: راکتور ناپیوسته متوالی، مدلسازی، تصفیه بیولوژیکی، تصفیه هوازی، آزمایش تنفس سنجی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی