بﻼﺿﺎﻓ ﻲﺳﺪﻨﻬﻣ يدﺮﺑرﺎﻛ ﻞﺋﺎﺴﻤﻟا ﻞﺣ · ﻖﺒﻃ و 1392/12/14 ﻪﺧرﻮﻣ ﻪﺴﻠﺟ رد ،هﺪﺷ ﻦﻴﻴﻌﺗ نارواد

حل المسائل كاربردي مهندسي فاضالب

و طبق 14/12/1392انتشار اين كتاب پس از بررسي اظهار نظر داوران تعيين شده، در جلسه مورخه مورد تأييد شوراي انتشارات دانشگاه علوم پزشكي و خدمات بهداشتي درماني هرمزگان 24صورتجلسه شماره

)HUMS Press.قرار گرفته است (

حل المسائل كاربردي مهندسي فاضالب

:تأليف مهندس يداهللا فخري

س ديندارلودكتر كاوو"دانشكده بهداشتبهداشت محيطاعضاي هيئت علمي گروه مهندسي"

فاضالبحل المسائل كاربردي مهندسي

دكتر كاووس ديندارلو - مهندس يداهللا فخري :تأليف :دانشگاه علوم پزشكي و خدمات بهداشتي درماني هرمزگان ناشر :محمدباقر بهرامشاهي صفحه آرايي و طراحي جلد

:دكتر محمود خياطيان مدير توليد

:فاطمه قاسمي امور اداري

:بندرعباس - نشر رسول نظارت بر چاپ

:مـق - سلمان فارسيخدمات چاپ

1393 اول: بهارچاپ

:جلد 1000شمارگان

:ريالقيمت

آدرس: بندرعباس/ بلوار جمهوري اسالمي/ ضلع شرقي بيمارستان شهيد محمدي / حوزه معاونت تحقيقات و فناوري دانشگاه / اداره انتشارات Printed in I.R. of Iran

كليه حقوق براي دانشگاه علوم پزشكي هرمزگان محفوظ است.www.hums.ac.ir

سرشناسه: مهندس یداهللا فخری،

عنوان و نام پديدآور: حل المسائل کاربردی مهندسی فاضالب/ مهندس یداهللا فخری، دکتر کاووس دیندارلو .١٣٩٣ ،مشخصات نشر: بندرعباس: دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی هرمزگان

ص. وزیری ٢۴٠مشخصات ظاهری :

٩٧٨- ۶٠٠-٩٣۴۵۵-۶-۴ :شابک وضعيت فهرست نویسی: فيپا

یادداشت:

موضوع: شناسه افزوده: دکتر کاووس دیندارلو

رده بندی کنگره:

رده بندی دیویی: شماره کتابشناسی ملی:

-ISBN:978-600-93455-6 978-600-93455-6- 4شابك:

ديباچه ناشر

تقديم به...

فهرست

اول فصل

15 ________________________ ________________________________ فاضالب فيتعر

15 _____________________ ________________________________ فاضالب اتيخصوص

16 ________________ ________________________________ فاضالب يكيزيف اتيخصوص

16 ___________________________ ________________________________ جامدات كل

17 _______________________ ________________________________ معلق جامدات كل

17 ______________________ ________________________________ محلول جامدات كل

19 ____________________ ________________________________ ينينش ته قابل جامدات

22 ________________ ________________________________ فاضالب در ييمايش باتيترك

24 __________________ ________________________________ ييايميش ازين مورد ژنياكس

26 _____________________ ________________________________ شاخص يهايباكتر

دوم فصل

27 ____________ ________________________________ البيس و فاضالب يآور جمع شبكه

27 __________________ ________________________________ فاضالب يآور جمع شبكه

27 ____________________ ________________________________ مجزا يآور جمع شبكه

28 __________________ ________________________________ مشترك يآور جمع شبكه

31 ________________________ ________________________________ فاضالب تيكم

33 _____________________ ________________________________ انيجر زانيم محاسبه

34 ________________________ ________________________________ يبارندگ شدت

36 __________________________ ________________________________ تمركز زمان

37 ___________________ ________________________________ آب روان زانيم نيتخم

39 _________________________ ________________________________ البيس تيفيك

39 ____________________ ________________________________ البيس غلظت نيانگيم

42 _________________ ________________________________ هاجاده و هاابانيخ بار زانيم

44 _______________________ ________________________________ ابانيخ يهايورود

46 _____________________________ ________________________________ منهول

47 ________________________ ________________________________ معكوس فونيس

51 ______________________ ________________________________ پمپاژ يها ستگاهيا

57 __________________ ________________________________ ترانشه در لوله به وارده بار

سوم فصل

65 __________________ ________________________________ فاضالب هيتصف يندهايفرآ

59 ________________________ ________________________________ فاضالب هيتصف

60 _________________ ________________________________ يمقدمات هيتصف يندهايفرآ

61 ______________________ ________________________________ هياول هيتصف نديافر

61 ______________________ ________________________________ هيثانو هيتصف نديافر

63 ___________________________ ________________________________ رهايآشغالگ

69 __________________________ ________________________________ زير ريآشغالگ

69 ________________________ ________________________________ ريگ دانه حوض

72 _____________________ ________________________________ انيجر يساز متعادل

74 ____________________________ ________________________________ ينينش ته

75 ____________________ ________________________________ )1 نوع( مجزا ينينش ته

77 ________________________ ________________________________ شستشو سرعت

79 ________________________ ________________________________ ينينش ته تانك

85 __________________ ________________________________ )2 نوع( يا لخته ينينش ته

88 ___________________ ________________________________ ) 3 نوع( يمانع ينينش ته

93 __________________ ________________________________ )4 نوع( يتراكم ينينش ته

93 _____________________ ________________________________ هياول ينينش ته تانك

98 _____________ ________________________________ يليمستط ينينش ته حوض يطراح

100 _____________ ________________________________ يا رهيدا ينينش ته حوض يطراح

102 __________ ________________________________ )هيثانو( يكيولوژيب هيتصف يهاستميس

103 __________________________ ________________________________ يسلول رشد

106 _______________________ ________________________________ فعال لجن نديفرآ

5BOD ________________________________ ____________ 107 بار و يهواده يها دوره

110 ___________________ ________________________________ ييمايوشيب يهاواكنش

111 _____________ ________________________________ فعال لجن نديفرآ يطراح ميمفاه

111 _______________ ________________________________ برگشت با كامل اختالط نديفرآ

114 ___________ ________________________________ سوبسترا و سميكروارگانيم نيب تعادل

116 ___________________________ ________________________________ لجن ديتول

117 ______________________ ________________________________ ازين مورد ژنياكس

134 ____________ ________________________________ چرخش باز با يستونيپ يهاانيجر

136 ______________ ________________________________ فعال لجن كنترل و يبردار بهره

137 ____________________ ________________________________ لجن يحجم شاخص

137 ____________________ ________________________________ لجن يتراكم شاخص

138 _____________________ ________________________________ يبرگشت فعال لجن

141 _______________ ________________________________ يهواده تانك در يجرم تعادل

144 _______________________ ________________________________ يدفع فعال لجن

145 ___________________________ ________________________________ لجن سن

147 _________________________ ________________________________ لجن نگيبالك

149 _____________ ________________________________ افتهي رييتغ فعال لجن يندهايفرآ

149 _________________________ ________________________________ متداول نديفرآ

154 ____________________ ________________________________ يبرگشت لجن انيجر

155 ________________________ ________________________________ لجن ينينش ته

156 ___________________ ________________________________ يكاهش يهواده نديفرآ

156 __________________ ________________________________ يامرحله يهواده نديفرآ

157 _______________ ________________________________ كامل اختالط فعال لجن نديفرآ

158 ___________________ ________________________________ گسترده يهواده نديفرآ

161 _________________________ ________________________________ بار پر يهواده

161 _____________________ ________________________________ يتماس تيتثب نديفرآ

162 ________________________ ________________________________ كاروس نديفرآ

164 _________________ ________________________________ يمتوال منقطع راكتور نديفرآ

164 ____________________ ________________________________ خالص ژنياكس نديفرآ

165 _______________ ________________________________ خالص ژنياكس نديفرآ يايمزا

166 __________________ ________________________________ ونيداسياكس بركه نديفرآ

168 __________________ ________________________________ يكيولوژيب ونيفكاسيترين

169 _______________ ________________________________ اختالط و يهواده يهاستميس

169 ___________________ ________________________________ مصرف و ژنياكس انتقال

173 _______________________ ________________________________ يوزريفيد هواده

174 __________________________ ________________________________ هوا يهالوله

176 _________________________ ________________________________ هوا يهادمنده

179 _______________________ ________________________________ يكيمكان يهواده

182 ________________________ ________________________________ يهواده الگون

188 __________________________ ________________________________ چكنده لتريف

191 ________________________ ________________________________ پساب برگشت

192 _____________________ ________________________________ چكنده لتريف يطراح

192 _____________________ ________________________________ معادله

199 __________________ ________________________________ يكيپالست بستر معادالت

202 _________________________ ________________________________ نيجرم معادله

203 _________________________ ________________________________ عيتوز سرعت

( )NRC

207 ____ ________________________________ (RBC)چرخان يكيولوژيب يهادهنده تماس

209 _____________________________ (RBC) چرخان يكيولوژيب دهنده تماس نديفرآ فيتوص

211 ___ ________________________________ (RBC) چرخان يكيولوژيب دهنده تماس ايمزا

211 __ ________________________________ (RBC) چرخان يكيولوژيب دهنده تماس بيمعا

BOD 211 ________________________ ________________________________ محلول

RBC ________________________________ __________________ 213 نديفرآ يطراح

213 ____________________ ________________________________ يتجرب يطراح روش

219 __________________ ________________________________ يبيترك يكيولوژيب هيتصف

219 ________________________ ________________________________ تيتثب يهابركه

220 ______________________ ________________________________ يارياخت يهابركه

221 ________________ ________________________________ يارياخت تيتثب بركه يطراح

221 ___________________ ________________________________ يسطح بار زانيم روش

226 _____________________ ________________________________ لهاميو و وهنر معادله

230 _______________________ ________________________________ هيثانو يهابركه

231 _______________________ ________________________________ يهواز يهابركه

231 ______________________ ________________________________ يهوازيب يهابركه

184 ______________________________ ________________________________ منابع

پيشگفتار

بسمه تعالي

فاضالب بـه چـاپ رسـيده كـه هـر يـك هاي زيادي در زمينه علوم مهندسي آب و كنون كتابتا بازار كتاب روانـه ، گردآوري و ترجمه به ليف، تدوينظر داشته و به صورت تأهاي خاصي را مد نگيويژ

هـاي زيـادي در زمينـه مهندسـي آب و اي تحصـيلي و گـرايش هبا توجه به اينكه رشته شده است.ا تهيه كتـب و منـابع جديـد بـا هاي اخير در جهان و كشور بنا بر نياز داير شده، لذفاضالب طي سال

و اسان، دانش پژوهـان ين، كارشنها و گرايش هاي متفاوت كه بتواند نياز دانشجويان، مهندستخصصدر زمينـه آب و فاضـالب هاي دو دهه پيشاگر به كتابسايرين را تامين نمايد اجتناب ناپذير است.

ها در هر عنوان چاپ شده از همه مباحث مربـوط مراجعه كنيم مشاهده خواهيم كرد كه در آن كتابمسائل ميكروبيولوژي، شـيمي، به آب و فاضالب مطالبي به نگارش در آمده است، يك عنوان كتاب از

هيدروليك و مكانيك سياالت، تصفيه آب و فاضالب و غيره سخني به ميان آمده است ولي امروزه بـا توان انتظار داشت چنين كتابهايي كاربرد دانش در زمينه فاضالب نمي تر شدنو تخصصتوسعه علوم

هاي ها با قبلي تفاوتو نسخه جديد آن بنابراين كتابهاي جديد بسيار تخصصي تر زيادي داشته باشند. اساسي دارند.

مسائل مربوط به فاضالب را "مهندسي فاضالب كاربرديحل المسائل "كتاب حاضر با عنوان وهش، تاليف ، پژهاي تدريس تجربه سالاز يك ديدگاه تخصصي و متفاوت مورد توجه قرار داده است.

كتابي با اين محتوا كه مطالب مربـوط بـه نشان مي ساختاين نكته را خاطر و ترجمه كتب مختلف در ايـن كتـاب از اين رو همراه با پاسخ تشريحي وجود نداشت. االت كاربردي وؤفاضالب به صورت س

همـراه بـا مسـائل هاي مختلف مهندسي فاضـالب قسمت تالش شده است مطالب مختصر و مفيد از

وم آن نيـز در قالب دو جلد كه جلد دا دقيق و ارزشمند تشريحي مربوط به آن مطلب با زباني ساده ام به خوانندگان ارائه شود. شودبه زودي وارد بازار مي

افزايد تا در پر واضح است كه تالش ما خالي از اشكال نبوده و تنها عاملي كه به عالقمندي ما مي هاي بعدي آماده كنيم، براي چاپصدد رفع اشكاالت احتمالي كتاب بر آمده و آن را با راهنمايي شما

شما ارتباط گرم و صميمي شما بزرگواران است. بر اين اساس منتظر پيشنهادات، انتقادات و راهنمايي يد هستيم.نمايارسال مي كه به آدرس ناشر

15 فصل اول / خصوصيات فاضالب

فصل اول

ات فاضالبخصوصي

تعريف فاضالبو نفوذ آب زيرزميني ،ناشي از زائدات خانگي، انساني، حيواني، صنايع، رواناب طوفان ناخالصيآب با

99/ فاضالب داراي .را فاضالب گويند روان آب 0/ درصد آب و 94 درصد مواد معلـق و محلـول 06 .باشدمي

خصوصيات فاضالبرا در طراحـي، بهـره بـرداري، شيمايي و بيولوژيكي فاضالب ما خصوصيات فيزيكي،شناخت ما از

كند. ماهيـت فيزيكـي، شـيمايي و بيولـوژيكي مديريت جمع آوري، تصفيه و دفع فاضالب كمك مي .باشدميشرايط آب و هوايي، نشتاب و نفوذ ،فاضالب وابسته به مصرف آب در جامعه، صنعت، اجتماع

16 حل المسائل كاربردي مهندسي فاضالب

فيزيكي فاضالب خصوصياترنگ آن به تدريج با گذشت زمان به سياه .دباشميبد فاضالب تازه داراي رنگ خاكستري و بوي

را ناشي از تجزيه مواد قلمداد ببوي بد فاضال توانمي ناز اين رو بعد از گذشت زما ،كندميتغيير دما و محتواي جامدات دو فاكتور مهم فيزيكي هستند كه در فرآيند تصفيه فاضالب بسيار مهم .دكرهاي بيولوژيكي موثر است. محتواي جامدات كه به هاي شيمايي و فعاليت. دما بر واكنشباشندمي

باشند جامدات قابل ته نشيني ميو ) VSS(، جامدات معلق فرار )TSS( صورت كل جامدات معلقو مواد معلق جامدات شامل كه بر فرآيند بهره برداري و اندازه واحدهاي تصفيه موثر خواهند بود.

غلظت مشخص كردن و شوندميات به چندين نوع تقسيم جامد .دباشنمي البضامحلول در آب يا ف .تصفيه، مفيد باشدفاضالب و كنترل فرآيند ويژگي كدربراي تواندمي هاآن

كل جامداتهر .دشوميگفته )TDS(به مجموع كل جامدات معلق و كل جامدات محلول )TS( 1تكل جامدا

مواد باقيمانده بعد از .دنبه بخش قابل فرار و بخش ثابت تقسيم بندي شو تواندمي هاگروهكدام از اين

كل جامدات گويند. راC105تا C103 مايد ساعت و در1 تبخير شدن آب آن در مدت روش محاسبه آن نيز بدين صورت است:

TS (A B)mg =

L sample volume, mL

1000

A : وزن مواد خشك باقيمانده )mg( B وزن ظرف :)mg(

1- Total solids


: ضريب تبديل 1000 .طبيعي و فاضالب باشدتواند آب توجه : نمونه مي 2قكل جامدات معل

TSS. شوداند گفته ميرسوب كرده ريلتكل جامدات معلق به مواد غير قابل فيلتر كه بر روي ف و يك استاندارد براي پساب خروجي تصفيه خانه بآب و فاضالدر يك پارامتر كيفي بسيار مهم

mgبراي خروجي ته نشيني اوليه و ثانويه به ترتيب TSSاستاندار .دباشميفاضالب

lو 30

mg

l0/ منافذ با اندازهبه وسيله عبور نمونه مخلوط شده از غشاء را TSS .باشدمي 12 02 و

دماي ساعت 1بر روي فيلتر بعد از اعمال باقيماندهو اندازه گيري وزن جامدات 24mmقطر

C103 تاC105 شودميمحاسبه.

TSS (C D)mg =

L sample volume, mL

1000

C همراه با جامدات : وزن فيلتر و بوته چيني، )mg( D ي،: وزن فيلتر و بوته چين )mg(

3كل جامدات محلولكل جامدات محلول براي فاضالب .دكل جامدات محلول گوين دنكنميكه از فيلتر عبور به جامداتي

250mg هدر دامن مخا

L850mgتا

L .دباشمي

2- Total suspended solids 3- Total dissolved solids

حل المسائل كاربردي مهندسي فاضالب 18

عبور 2 را از فيلتري با قطر طنمونه مخلواست كه كل جامدات محلول به اين صورت تعيين

180 سپس نمونه فيلتر شده را تحت دماي. دهندمي 2C دهيمميساعت قرار 1به مدت .كه به صورت زير محاسبه باشدميكل جامدات محلول مقداروزن افزايش يافته در وزن ظرف

:شودمي

TDS (E F)mg =

L sample volume, mL

1000

E ت: وزن ظرف همراه با جامدا )mg( F : وزن ظرف)mg(

جامدات فرار و ثابت

جامدات فرار و ،وزن از دست رفتهبه دگير قرار 550Cتحت دماي S DT و TS ،TSSاگر به مواد باقيمانده جامدات ثابت گويند.

mg fixed solids (G H)=

L sample volume, mL

1000

mg fixed solids (H I)=

L sample volume, mL

1000

G : ،وزن جامدات باقيمانده قبل از اعمال حرارت)mg( H : ،وزن جامدات باقيمانده بعد از اعمال حرارت)mg(

I :وزن ظرف يا فيلتر ،)mg(


اين پارامتر بيان كننده به علت اينكهتصفيه فاضالب بهره برداري فرآيند تعيين جامدات فرار در تعيين د.باشيمبسيار مهم ، لجن و پسماند صنعتي است ،بخش آلي جامدات موجود در فاضالب

علت آن نيز اين است د.تواند بيان كننده مواد آلي و غير آلي باشينمجامدات فرار و ثابت به درستي د.ي معدني باشهانمكتواند ناشي از تجزيه مواد يا تبخير برخي از يمكه وزن از دست رفته جامدات

، اكسيژن (BOD)تواند به وسيله آزمايشات اكسيژن مورد نياز بيولوژيكييمرا تعيين جامدات آلي د.بدست آور (TOC)كل كربن آلي و (COD) ياز شيميايينمورد

جامدات قابل ته نشيني ، جامدات قابل ته نشيني گويند.دنشويمدر يك مدت زمان مشخصي ته نشين كه معلق به جامدات

mLبه صورت حجمي ( توانديمجامدات قابل ته نشيني

Lmg( ي) يا وزن

Lيك قيف ايمهاف .بيان شود)

داريم تا ته نشيني انجام گيرد سپس به يمدقيقه نگه 45ليتري را با فاضالب پر كرده سپس به مدت 1ه دقيقه زمان براي ته نشيني ب 15در نهايت م.دهييموسيله يك ميله به آرامي نمونه را از لبه قيف تكان

mLت دهيم و در نهايت حجم جامدات قابل ته نشيني را به صوريمنمونه

L كنيم.يمبيان

در ابتدا جامدات قابل ته نشيني . باشديم 4نشيني روش ثقلي مترل جامدات قابروش ديگر تعيين جامدات معلق غير قابل ته نشيني را كه از مايع رويي در مرحله دوم .كنيميمرا به روش باال تعيين

TSSسپس مقدار .كنيميمرا تعيين مقدار )نمونه قبلي ( كه به مدت يك ساعت ته نشين شده بود

آوريم.يمرا بدست باشديماين نمونه كه بيان كنند جامدات غير قابل ته نشيني

4- Gravimetric


: شوديممحاسبه زير جامدات قابل ته نشيني به صورت

mg settleable solids mg TSS mg nonsettleable solids= -

L LL

ميلي ليتر از 50 .تماده شده اسآ TSSميلي ليتري فاضالب خام براي آناليز 25 يك نمونهمثال : .تفاضالب خام براي آناليز جامدات معلق استفاده شده اس

تايج آزمايشگاهي به اين شرح است :ن

42/وزن ظرف تبخير = گرم 4723C 105 =/42 بعد از تبخير در تهمراه با رسوبا وزن ظرف گرم 4986C 550 =/42تبخير در همراه با رسوبات بعد ازوزن ظرف گرم 4863

21/ وزن فيلتر = گرم 5308C 105 = /21وزن جامدات ته نشيني و فيلتر بعد از خشك شدن در دماي گرم 544721/ = 550 وزن جامدات ته نشيني و فيلتر بعد از خشك شدن در دماي گرم 5349

و جامدات غلظت كل جامدات، جامدات فرار، جامدات ثابت، كل جامدات معلق، جامدات معلق فرار .محاسبه كنيدمعلق ثابت را

حل:

، تعيين كل جامدات 1مرحله ميلي ليتر25حجم نمونه =

A = /42498 ميلي گرم 6B = /42472 ميلي گرم 3

C


(A B)mg 1000mL / L mg mgTS (42498.6 42472.3) 40 1052

25mL l l

، تعيين كل جامدات فرار 2مرحله G = /42498 ميلي گرم 6H = /42486 ميلي گرم 3

1000 mgVS (42498.6 42486.3) 429

25 L

تعيين كل جامدات ثابت ، 3مرحله mg mg

FS TS VS(1052 492) 560l l

تعيين كل جامدات معلق ،4مرحله

C : /21544 ميلي گرم 7D : /21534 ميلي گرم 9

ميلي ليتر 50 حجم نمونه = 1000 mg

TSS (C D) (21544.7 21530.8) 20 27850 L

تعيين جامدات معلق فرار ، 5مرحله G = /21544 ميلي گرم 7H = /21534 ميلي گرم 9

1000 mgVSS (G H) (21544.7 21534.9) 20 196

50 L

، جامدات معلق ثابت:6مرحله


H = /21534 ميلي گرم 9I = /21530 ميلي گرم 8

1000 mgFSS (H I) (21534.9 21530.8) 20 82

50 L

ياmg

FSS TSS VSS (278 196) 82L

تركيبات شيمايي در فاضالب شـامل توانـد ميمواد آلي .ددارن خود درجامدات معلق و محلول در فاضالب مواد آلي و غير آلي را

آلـي فـرار تركيبـات و هاكشحشره پروتئين، ،، چربي، روغن، گريس، سورفاكتانت هاهاكربوهيدرات .باشدمي ،كلرايد قليائيت، ،PH ،فسفر)ن و فلزات سنگين، مواد مغذي، (نيتروژ شامل تواندميمواد غير آلي

و نيتروژن، اكسيژن، هيـدروژن سـولفيد دي اكسيد كربن، تركيبات گازي نيز شامل .دباشميسولفور .شوندميمتان كه در فاضالب مشاهده

در فاضالب خام خـانگي ) نيترات، نيتروژن آلي ،نيتروژن ،جموع آمونياكم(دامنه معمول نيتروژن كل

mg 85تا 25

Lmg 50تـا 12مقـدار كه از ايـن باشدمي

Lmg 35تـا 8و نيتـروژن آمونيـاكي

L

آلي و آمونيـاكي نيتروژنكه مجموع نيتروژننيتروژن آلي است . غلظت نيتروژن كل به وسيله آناليز از نيتروژن آمونياكي، )TKN( كم كردن نيتروژن كل با توانميدر نهايت .شودمياندازه گيري است

.آلي را بدست آوردمقدار نيتروژن

mg 20تا 2دامنه فسفر در فاضالب خام خانگي

Lmg 5تا 1كه شامل باشدمي

L 1فسفر آلي و

mg 15تا

Lبـه عنـوان مـواد مغـذي بـراي رشـد و تكثيـر نيتروژنفسفر و .دباشميفسفر غير آلي


بار آلي فاضالب بـه وسـيله، اكسـيژن .گيردميمورد استفاده قرار در طول تصفيه فاضالب بيولوژيكي شود. تعيين مي آلي اكسيژن مورد نياز شيمايي و كل كربن ،)۵BOD(روزه 5مورد نياز بيولوژيكي

اكسيژن مورد نياز براي اكسيداسيون مواد آلي قابل تجزيه بيولوژيكي در دماي 5BODدر آزمايش C 02 به صورت البته در اكثر مواقع .شودميروز تعيين مقدار 5و به مدتCBOD كربناته و بدون

mg 250تا 100در اياالت متحده BODمعمول غلظت هدامن .دشوميبيان عمل نيتريفكاسيون

L

و فسفر براي فرآيندهاي تصفيه نسبت كربن، نيتروژن .تساير كشورها باالتر اس كه نسبت به باشدمي 1/5/100براي تصفيه بيولوژيكي BOD/N/Pنسبت وزني معمول بين .تبيولوژيكي بسيار مهم اس

mgبه عنوان مثال .باشدمي

L 100BOD ،mg

Lmgنيتروژن و 5

Lاين نسبت فسفر بايد باشد. 1

.باشدمي 7/23/100و 5/17/100خروجي حوض ته نشيني اوليه به ترتيب برابر براي فاضالب خام و

ميزان جريان فاضالب خام بر حسب پوند را با فرض زدر رو نفربه ازاي هر TSS و 5BODمقدار : مثال

mg 240تا 200به ترتيب برابر 5BOD ،TSS به ازاي هر نفر در روز و غلظت رليت 378

L .باشدمي

حل: BODبراي ،1 مرحله

mgنكته :

Lبرابر 1

3

gr

mmg، پس باشدمي 1

Lبرابر 200

3

gr

m است. 200

3

3

gr m grBOD 200 0.378 76

m c d c d

3

3

gr m grTSS 240 0.378 90

m c d c d


: براي يك فاضالب صنعتي با ميزان جريان 2مثال 3m

dKgبرابر BOD با 4656

d 4468 ،

، جمعيت معادل و سرانه هيدروليكي را محاسبه كنيد. BOD مقدار غلظت BOD، غلظت 1مرحله

6 3

3 3

Kg4468( ) Kg 10 mg m mgdBOD 0.956 956

m m Kg 1000L L4656( )

d

، جمعيت معادل 2مرحله

BOD gr نكته : سرانه

c d باشد مي 77

K g 1 0 0 0 g r4 4 6 8

d K gB O D E .P . 5 8 0 2 5 p erso n (ca p ita s)

g r7 7

c d

، سرانه هيدروليكي 3مرحله

Lنكته : سرانه هيدروليكي را

d 250

3

3

m 1000L4656

d mHydraulic E.P. 18624personsL

250d

اكسيژن مورد نياز بيولوژيكيتـا تمـام دارداكسيداسيون بيوشيمايي فرآيند كندي است و از لحاظ نظري به زمان بينهايت نياز

شود و نهايي تجزيه مي BODدرصد 70تا 60 روز اول معموالً 5مواد آلي مورد تجزيه قرار گيرد. در


براي دسترسي سريع به مقدار گيرد. از اين رودرصد فرآيند انجام مي 99تا 95روز تقريبا 20در مدت BOD 5معموال ازBOD شود.استفاده مي

:5BODروش محاسبه

iDOاكسيژن محلول اوليه :

fDO اكسيژن محلول نهايي :P:

5اكسيژن مورد نياز شيمياييدر آزمايشـگاه تصـفيه خانـه از ايـن رو شودميزمان زيادي مصرف 5BODآزمايش در كه يآنجاياز

اكسيژن مورد نيـاز CODدر آزمايش .شودمياستفاده CODاز آزمايش براي بهره برداري هرچه بهتر باشـد. براي اكسيداسيون مواد آلي به وسيله يك اكسيد كننده بسيار قوي مانند دي كرومات پتاسـيم مـي

مختلـف تصـفيه خانـه فاضـالب بـراي هايقسمتدر BODو COD اطالع از نسبت بين نكته:روزه 5بار آلي فاضالب به وسيله، اكسيژن مـورد نيـاز بيولـوژيكي كنترل فرآيند بسيار ضروري است.

)۵BOD(، شود. اكسيژن مورد نياز شيمايي و كل كربن آلي تعيين مي

(A B) MCOD as mg O2/L =

mL sample

8000

A : ميلي ليترFAS (فرو آمونيم سولفات) شاهد نمونهمصرفي در B : ميلي ليترFAS (فرو آمونيم سولفات) مصرفي در نمونه M : مول 25/0موالريته فرو آمونيم سولفات

5- Chemical oxygen demand

in f5

DO DOBOD

P


استفاده شده براي FASحجم .تميلي ليتر از يك نمونه فاضالب خام برداشت شده اس 50 مثال :غلظت .دباشمي 242/0نيز FASموالريته .تميلي ليتر اس 88/12و 53/24و نمونه نمونه شاهد

COD درا محاسبه كني.

حل :

(A B) M 8000 8000 mgCOD as mg O2/L = (24.53 12.88) 0.242 451

mL sample 50 L

شاخص هايباكترياز 6ناشي هايبيماري .دشوميفاضالب وارد از روده انسان تخليه و عمدتاً زابيماري هايباكتري

مبه علت پايين بودن تراك .دباشنميو ديسانتري تيفوئيد، تب پاراتيروئيد، اسهال وبا، آب شامل ،(TC) فرم كليكل . باشدميمشكل هاآندر فاضالب جداسازي و تشخيص زابيماري هايباكتري .دشونميشاخص شناخته هايباكتريبه عنوان (FS)، فيكال استرپتوكوك (FC)كليفرم فيكال

يا روش فيلتراسيون غشايي استفاده 7اياز تست تخمير چند لوله (FS)،(FC)،(TC)براي تعيين .گرددمي

6- Water-borne diseases 7- Most probable number (MPN)

27 شبكه جمع آوري فاضالب و سيالب / دومفصل

دومفصل

فاضالب و سيالبشبكه جمع آوري

شبكه جمع آوري فاضالب اي براي تخليه نقطهبه يا هو سيالب را براي تصفيه به تصفيه خان فاضالب شبكه جمع آوري،

.دتقسيم بندي كرو مشترك بهداشتي، سيالب به سه دسته توانميفاضالب رو را .كنندميمنتقل .دبر حسب نوع تخليه به مجزا و مشترك تقسيم بندي كر توانميجمع آوري فاضالب را هايسيستم

شبكه جمع آوري مجزا و سيستم جمع آوري سيالب به صورت 8در شبكه جمع آوري مجزا سيستم جمع آوري بهداشتي

سيستم جمع آوري بهداشتي فاضالب منازل مسكوني، تجاري، صنعتي، نفوذ و .دشومجزا طراحي ميهاي تشكيل شـده اسـت كـه سـيالب را سيستم جمع آوري سيالب از لولهدهد. رواناب را پوشش مي

در شـبكه كـه يآنجاياز . باشدروباز و تونل هايكانالشامل تواندمياين سيستم .دكنميجمع آوري ميزان هزينه آن نسبت به شبكه مشترك باالتر طراحي شود جمع آوري مجزا بايد دو خط لوله موازي

8-Sanitary Sewers


و بـه نـدرت از اسـت صـورت ثقلـي طراحي شبكه جمع آوري بهداشـتي و سـيالب بـه عمدتاً است. .دشوميفرآيندهاي خالء يا تحت فشار استفاده

وجود دارد. اگر متر 19/12 14/9نفر با ابعاد سقف 4مثال: يك منزل مسكوني با بعد خانوار

mشدت بارندگي m

h 5 ،L

c d را محاسبه كنيد. 9ميزان آب نفوذي باشد، درصد آب نفوذي 250

10، محاسبه ميزان رواناب1مرحله

3mm m 24h

(12.19 9.14) 5 13.36 mh 1000mm dRunoff 3.344 4 c d

، تعيين درصد آب نفوذي 2مرحله

250% 100 7.4

3340

شبكه جمع آوري مشترك شبكه جمع آوري مشترك براي جمع آوري فاضالب بهداشتي و سيالب ناشي از بارندگي توسـط

جمع آوري يك خط لوله طراحي شده است. در گذشته در اياالت متحده و اروپا تنها از اين نوع شبكهزيـرا در طـول سـال در .شد اما به مرور زمان جاي خود را به شبكه جمع آوري مجزا داداستفاده مي

شود اما در زمان صنايع و غيره توسط شبكه مجزا جمع آوري مي مواقعي خشكسالي، فاضالب خانگي، تصـفيه خانـه، بارندگي و طوفان، سيالب با فاضالب خانگي مخلوط شده و به سمت محل مورد نظـر (

9- leakage 10- runoff


شود تا در يا ذخيره مي 11شود و مازاد فاضالب يا از مسير تصفيه خانه خارجآبهاي پذيرنده) هدايت ميبه اين ميزان مازاد فاضالب توليد شده فاضالب مازاد .زمان مناسب تصفيه الزم بر روي آن انجام گيرد

)شبكه مشترك )CSO12 .گويند

mgدر سيالب 5BODغلظت نكته :

L)فاضالب تركيبي در 5BODو ميانگين 30 )CSO 60بين

mg 120تا

L .باشدمي

از ايـن رو توانـد خطرنـاك باشـد مي هاي پذيرندهبه آب تركيبي بدون تصفيه الزم تخليه فاضالب يكي از راهكارهاي راهبري اين مسـئله جـايگزين .باشدفاضالب بسيار داراي اهميت ميمديريت اين

كردن شبكه جمع آوري مشترك با شبكه جمع آوري مجزا است.

:باشدزير موجود مي مثال : اطالعات

lميزان جريان فاضالب بهداشتي =

c d250

personsتراكم جمعيت =

ha120

5BOD = فاضالب خامmg

l 188

5BOD = خروجي تصفيه خانه يا سيالبmg

l 30

mشدت بارندگي = m

h 25

% 72درصد بهره برداري =

11-By-pass 12- Combined sewer overflow


ايجاد شده به وسيله فاضالب بعد از تصفيه و به وسيله سيالب را 5BOD ميزان جريان و غلظت محاسبه و مقايسه كنيد.

فاضالب 5BOD، محاسبه ميزان جريان و بار 1مرحله

250L c LQ 120 30000

c d ha d ha

30000188 5640000

L mg mg

BODd ha L d ha

فاضالب خام

5

L mg gBOD 30000 30 900

d ha L d ha

پساب خروجي

5

(5640 900)g gBOD 4740 84%

d ha d ha

حذف شده

سيالب 5BODدبي جربان و بار ، محاسبه2مرحله 2 3

3

mm m m l l mQ 25 10000 0 / 001 1000 180000 180

d ha mm m d ha d ha

L mg mg gBOD5 180000 30 5400000 5400

d ha L d ha d ha

بار

سيالب با خروجي تصفيه خانه 5BOD ، مقايسه بار 3مرحله

5

5

BOD 5400 66

Effluent BOD 900 1


كميت فاضالب در كشورها و جوامع مختلف بسته به تعداد افراد، شرايط آب و هوايي، نوع كميت فاضالب توليدي

باشد. ميزان جريان معمول توليد فاضالب به ازاي هر نفـر زندگي، شرايط اقتصادي و غيره متفاوت ميدرصـد ميـزان جريـان آب مصـرفي را فاضـالب تشـكيل 85تا 60باشد. تقريباً ليتر مي 250در روز

شـود را ها وارد شبكه جمع آوري ميها، منهول، محل اتصال لولهاز طريق شكاف لولهآبي كه . دهدمي

mگويند. ميزان نشتاب 13نشتاب/ /

K m d

3

0 0 9 3 9 2 باشد.مي 6

باشـد. آب متوسـط روزانـه % 10دبي پيك ساعتي فاضالب و تقريباً % 5تا 3تواند نشتاب مي نكته : باشد. ها به شبكه جمع آوري فاضالب ميمقدار آب ورودي ناشي از روان آب 14نفوذي

باشد:مثال: اطالعات زير موجود مي

55000جمعيت تحت پوشش =

ميانگين جريان فاضالب خانگي = L

c d 250

3mمقدار نشتاب،

km d 1000

براي شهر :شبكه جمع آوري بهداشتي Km50اينج كوچه فرعي = 4 Km 18اينج كوچه = 6 Km 28اينج خيابان = 8

Km 10اينج نيمه اصلي = 12

13-Infiltration 14- Inflow


Km 6اينج لوله اصلي = 18 مقدار نشتاب و درصد نشتاب بر دبي متوسط روزانه و ساعتي را محاسبه كنيد.

)، محاسبه متوسط جريان روزانه 1مرحله )Q ،( )PQ: 3PQبا فرض اينكه Q

3L L mQ 250 55000Persons 13750000 13750

c d d d

3

P

mQ 13750 3 41250

d

، محاسبه ميزان نشتاب 3مرحله

I= Infiltration rate length diameter

متر خواهد بود. 1/0ميلي متر يا 100برابر in 4نكته :

3 3m mI = 100 (50 (0.1)) (18 (0.15)) (28 (0.2)) (10 0.3) 1630

km d d

، محاسبه درصد نسبت نشتاب بر روي دبي متوسط روزانه و دبي پيك روزانه4مرحله

I 1630% 100 11

Q 13750

P

I 1630% 100 3.9

Q 41250


محاسبه ميزان جرياندبي پيك روزانه، مينيمم دبي سـاعتي و مينـيمم روزانه، دبيدبي متوسط روزانه، ماكزيمم ميزان

.دگيرميدبي روزانه در طراحي خطوط جمع آوري، واحد هاي مختلف تصفيه خانه مورد استفاده قرار از دبـي .دباشـ مـي ماهـه 12يـك دوره ساعت در 24حجم دريافتي در طول ميانگين ،دبي متوسطمـاكزيمم .دباشميو بار مواد آلي شيمايي، توليد لجنژ، هزينه مواد پمپا هزينه محاسبه متوسط براي

از دبي مـاكزيمم .باشدميساعته 24دبي روزانه، بيشترين مقدار جريان ورودي براي يك دوره مداوم .دشوميزمان ماند در تانك متعادل ساز و تانك تماس كلر استفاده روزانه براي تعيين

از . باشدميبيشترين حجم آبي كه در طول يك ساعت بر اساس اطالعات ساالنه ،دبي پيك ساعتي تـه نشـيني، حوض دانه گير، حوض ،پمپاژدبي پيك ساعتي براي طراحي شبكه جمع آوري، ايستگاه

دبـي .تبرابر دبي متوسط روزانه اسـ 3دبي پيك روزانه .گيردميحوض تماس كلر مورد استفاده قرار محاسبه در از دبي مينيمم روزانه .باشدميساعت 24دريافتي در طول مينيمم روزانه، كمترين حجم

دبـي مينـيمم .دشـو مـي براي جلوگيري از رسوب جامدات اسـتفاده هاكانالقطر مناسب لوله و ابعاد فاضـالب، هايسنجدر جريان .باشدمي ساعته 24در يك دوره ساالنه ساعتي، كمترين ميزان جريان

.باشدميسيستم پمپاژ، دبي مينيمم ساعتي داراي اهميت ،يماييسيستم تغذيه مواد ش

.دنفره محاسبه كني 10000دبي متوسط و ماكزيمم ساعتي براي يك جمعيت مثال:

محاسبه دبي متوسط روزانه ،1مرحله

l= مصرف آبسرانه شودميفرض

c d200

ميزان متوسط جريان فاضالب خواهد بود %80ضريب تبديل با فرض


m3 m3Average wastewater flow = 200 0.80 10000 0.001 1600

L d

ساعتي جريانمحاسبه متوسط ،2مرحله

m3 d m3Average hourly flow rate = 1600 = 66.67

d 24 h h

برابر بود دبي ماكزيمم ساعتي نسبت به دبي متوسط ساعتي خواهيم داشت 3، با فرض 3مرحله

m3Maximum hourly flow = 66.67 3 200

h

بارندگيشدت توان به وسيله شدت بارندگي را مي بستگي دارد. 2و زمان تمركز 1شدت بارندگي به دوره بازگشت

ارتباطي بين شدت بارش با تناوب و زمان بارش وجود دارد. كه .ددياگرام تجمعي بارش بدست آور باشد: رابطه آن به اين صورت مي

( )

m

n

ati

b d

i شدت بارش :cm

h

1 Recurrence interval 2 Time of concentration


t :،دوره بازگشت بارانyr

d دوره طوفان :، min

: , , ,a b m n تضرايب ثابتي كه از مكاني با مكان ديگر متفاوت اس.

1 شـدت بـارش را بـه وسـيله شـكل توانمي، بازگشت باران دورهو طول با تعيين مدت زمان بارش .دبدست آور

زمان بارش و شدت بارندگي: 1شكل

1nباشد و mA = atاگر مقدار ،t حذف خواهد شد و خواهيم داشت: 1، از معادله شماره A

i = B + d


i شدت بارندگي =m m

h

d = ،طول بارشmin

,A B =ضرايب ثابت

زمان تمركز را زمان تمركز گويند و برسداكثر خود شدت جريان به حد كه زمانياز شروع بارش تا نمدت زما آب از دورترين ناحيه به دهانه ورودي لوله يا كه زمانيكه مدت ،زمان ورود )1 :باشدميع دو زمان تاب

سـيالب ورودي در شـبكه كـه زمـاني مـدت )2 شـود مـي شان داده ن itباو رسدميكانال سيالب

.دشومينشان داده stدي ديگر فاضالب رو برسد و با وفاضالب رو به ور .دباشمي 3دي و زمان فاضالب رووزمان تمركز مجموع زمان ور

i st = t + t

دقيقه است. 10تا 5بين يبه طور معمول زمان تمركز براي لوله هاي بزرگ و لوله اصل نكته:

متوسط جريان فاضالب .دباشمي Km 620/1مثال: طول يك لوله فاضالب رو m

s .دباشمي 1

جريان فاضالب را محاسبه كنيد.كز زمان تمر .دباشميدقيقه 7زمان ورودي برابر

st: تعيين زمان فاضالب رو، 1مرحله

3- Sewer


L 1620mts = = 1620s 27min

v 1 m/s

: محاسبه زمان تمركز : 2مرحله

i st = t + t = 7 min + 27 min = 34 min

4روان آبميزان تخمين هر كدام از .دتجربي تعيين شو هايروشنسبي يا هايروشتوسط تواندميتخمين ميزان سيالب

فرمول نسبي براي تعيين مقدار سيالب خواهد بود : .باشدها داراي امتيازاتي مياين روش

Q =0.278 C I A

Q ن= پيك جريا 3m

s

C 2جدول شماره شاهده م(= ضريب روان آب(

I شدت بارش =m m

h

A 2= مساحت حوضهKm .تشده اسارائه 1كه در جدول باشدمي افاكتورهبه شيب، نوع بستر و ساير وابستهضريب روان آب

4- runoff


آب براي سطوح مختلف روانضريب : 1جدول

/مثال : در يك منطقه حومه شهري با مساحت Km24 دقيقه و 20شدت بارش براي مدت ،047

mmساله برابر 25دوره بازگشت

h .دسيالب را محاسبه كني . حداكثر ميزانباشدمي 155

C رمقدا 1حل : از جدول شماره /0 .دبدست خواهد آم 5

32mm m

Q =0.278 C I A 0.278 0.5 155 4km 86h s


كيفيت سيالب .دباشـ مـي و مسـاحت حوضـه سـيالب ، طـول بـارش به شـدت وابستهكميت و كيفيت سيالب

سـاير .خواهـد بـود همچنين مدت زمان وقفه بين دو طوفان در كميت و كيفيت سيالب بسيار موثرآوري اندازه شبكه جمع الگوي تراكم شهري، تراكم صنايع، ابعاد و ،بر كيفيت سيالب ثرؤفاكتورهاي م

كه كيفيـت سـيالب از مكـاني بـه مكـان ديگـر دهدميمطالعات مختلفي نشان فاضالب اشاره كرد. .باشدميمتفاوت

5بسيالغلظت ميانگين : باشدمي كل طوفانغلظت سيالب به صورت بار كل آاليند در طوفان تقسيم بر حجم ميانگين

WC =

V

C = غلظت ميانگينm g

L

W آالينده در هر طوفان ل= بار ك V =طوفان هر حجم .دآيميحجم هر سيالب در غلظت بدست وفان به وسيله مجموع بار هر نمونه براي هر طو كل بار

n

i ii 1

W VC

W = ميزان بار براي يك سيالبmg

L

n = ك سيالب (طوفان)يهاي گرفته شده در طول نمونه كل تعداد 5- Event mean concentration


iC = غلظت در زمانi وmg

L

iV = حجم نسبي سيالب براي جريان سيالب در زمانi،L

مختلف اندازه گيري كرده هايزماندر رامثال : يك نمونه بردار خودكار غلظت و دبي جريان سيالب ارائه شده است :زير لاست نتايج در جدو

براي اين طوفان را محاسبه كنيد : TPو غلظت EMCمقدار

6جدول شماره 1محاسبه بازه زماني بين دو نمونه برداري ستون : 1مرحله

2ستون شماره q،براي دو دبي مجاور هم : محاسبه ميانگين دبي 2مرحله

Vمحاسبه ميانگين حجم سيالب، : 3مرحله

.دشوميحاصل 60ضرب در 2با ستون 1ستون ضربحاصلاز 3ستون


، محاسبه حجم كل سيالب 4مرحله

V V 1920720L ميانگين دو مقدار متوالي فسفر : TP، محاسبه ميانگين كل فسفر 5مرحله

) 5، محاسبه بار (ستون 6مرحله

mg mgW = (V in L)(TP in )( )

L 1000 mg

محاسبه بار كل ،7مرحله

W W 468449mg EMCمحاسبه ،8مرحله

mg468449W mglC 0.244

V 920720l l


هاجادهو هاخيابانميزان بار شدت و طول بارش بر غلظت .دكنميآب باران آلودگي را از هوا و رسوبات را از سطوح جمع آوري

زمان مورد 6ر اساس برآورد سازمان حفاظت محيط زيست آمريكاب. دسيالب موثر خواهد بو ايآاليندهو 5/0، 33/0، 1/0دقيقه به ترتيب براي 60،30، 90، 300آلودگي سطوح برابر %90نياز براي حذف

1 in

h. زمان مورد ارائه شده است 2پارامترهاي كيفي و فلزات سنگين سيالب در جدول باشدمي

و 5/0، 33/0، 1/0دقيقه به ترتيب براي 60،30، 90، 300آلودگي سطوح برابر %90نياز براي حذف

1 in

h باشد.مي

سيالبو فلزات سنگين پارامترهاي كيفي : 2جدول

6- USEPA


و شدت min 60اگر مدت زمان طوفان ،متر عرض 15متر و 260با طول دو طرفه يمثال: خيابان

mm 18بارش

h، مقدار غلظت گذردميروز از آخرين تميز كاري خيابان 4باشد، با فرض اينكه

5BOD . محاسبه كنيد 5BODبار تعيين ،1 مرحله

براي يك خيابان شهري 5BOD، بار 8از جدول شماره kg

/(curbkm - d)

0 برابر 85

kg

(curbkm - d) . آيدميبدست 850000

L 0.26Km 2curb 0.52Km.curb 5BODبار كل

mgTotal BOD loading = 850000 0.52 km . curb 4 d = 1768000 mg

(curb km . d)

18شدت بارش و min 60زمان طوفان mm

hآلودگي سطح خيابان را پاك كند از % 90 تواندمي

اين رو، BOD mass = 1768000 mg 0.9 1591000 mg

سيالبتعيين حجم ،2مرحله 2Area of street = 260 m 15 m = 3900 m

2 3mm 1Volume = 18 1 h 3900 m 70.2 70200

1000

mm L

h mm

5BOD غلظت تعيين ،3مرحله 1591000 mg mg

BOD = = 2.26 70200L L


خيابان 7هايورودي. باشـد مـي خيابان ابزاري براي انتقال سيالب و فاضالب به شبكه جمع آوري فاضـالب هايورودي

ته تواند فضوالت را باشد كه به علت داشتن حوض مينوعي از ورودي فاضالب رو مي 8حوض گيرندهرو در مسئله ترافيك (هم براي عابرين پياده و هـم بـراي نشين كند. مكان و طراحي ورودي فاضالب

باشد كـه مي 9ورودي گوتر ترين نوع ورودي فاضالب،متداول .وسايل نقليه) بايد مورد توجه قرار گيردهـاي بهتـرين روش اسـتفاده از ورودي .باشـد معايب آن گير كردن ضايعات در ورودي آن مي يكي از

فاصله ورودي فاضالب روها وابسته به حجـم .باشدها مياز همه ورودي فاضالب رو استفاده از تركيبي رو دارد. فاضالب، ارتفاع آب بر روي ورودي فاضالب رو و ميزان افتادگي فاضالب

.دباشمي cm15شهري هايخيابانعمق قابل قبول سيالب در :نكته

از فرمول مانينگ استفاده كرد: توانميمثلثي شكل گوتربراي محاسبه ميزان جريان عبوري از ورودي

1zQ = K( )s y

n

82 3

Q: ،ميزان جريان3m

s

K = ضريب ثابت :m

/min m

3

22 61

zفاضالبرو گوتر ورودي : شيب متقاطع n : ،0/ضريب زبري 015

7- Inlets 8- Catch basin 9- Gutter


s فاضالبرو گوتر ب: شي y فاضالبرو گوتر: عمق آب در

Cmگوتر ارتفاع لبه ورودي فاضالب رو % 5/3، شيب متقاطع % 81/0طولي خياباني با شيب: مثال )، ضريب زبري 15 )n /0 4در شرايط طوفان . براي طراحيباشدميمتر 12و عرض خيابان 016

را محاسبه كنيد . فاضالبرو گوتر بيشترين جريان عبوري از . شودميمتر از عرض خيابان تميز

حل:

ه پخش،د، محاسبه محدو1مرحله

(12 m - 4 m)w = = 4 m

2

.دخواهد بو %5/3متر و شيب 4با محدود توزيع d رو فاضالبمحاسبه عمق لبه ورودي ، 2مرحله

d = 4 m 0.035 = 0.14 m = 14 cm

فاضالبرو گوتر زمحاسبه بيشترين جريان عبوري ا ،3مرحله

1z = = 28.57

0.035

8 81 1

3 32 2z 28.57Q = K( )s y 0.38 ( ) (0.0081) (0.14 m)

0.016n

3m = 0.323

s


mدر خيابان سيالبمثال: ميزان جريان /

s

3

0 0/ با 4 فاضالبرو يدمتقاطع وروباشد. شيب مي 01

0/گوتر 0/مقدار ضريب زبري و 025 فاضالبرو گوتر ييا عمق آب بر رو عارتفا .دباشمي 016 محاسبه كنيد.

z، محاسبه مقدار 1مرحله

1z = = 40

0.025

: yمحاسبه ،2مرحله

8 81

3 32m3 m3 40

0.40 = 0.38 ( ) (0.01) (y m) y = 0.00421 m(s . m) 0.016s

y = 0.129 m

منهول هاآناز .دكننميها در شبكه جمع آوري شرايط را براي بازرسي و نگهداري از شبكه فراهم منهول

.داي شكل هستنها دايرهبسياري از منهول. دشومياستفاده همحل اتصال چند لول وبراي تهويه پيك جريان از محل خود كنده هايزمانها بايد به اندازه كافي استحكام داشته باشند تا در منهول .دبايد حداقل باش لهاي منهومقدار نشتاب از لبه .دنشون

هاييمكاندر ، هاخيابانتقاطع ،مسيرها، تغيير شيب، تغيير هالولهدر محل اتصال معموالًمنهول ها فاصله معمول منهول ها از هم در دامنه .دشومياستفاده ،كه بتوان دسترسي را به شبكه بيشتر كرد

.دباشميمتر 300تا 150فاصله ،متر 5/1از تربزرگو براي شبكه جمع آوري رمت 150تا 90


10سيفون معكوستا فاضالب را در هنگام برخورد با گيردمياز گراديان هيدروليكي قرار ترپايينكه رو فاضالب

.دسيفون معكوس گوينزير گذر و غيره عبور دهد ،راهمانند بزرگ يموانع

كنترل كننده سرعت است و در شبكه جمع آوري فاضالب مانع رسيدن در واقع سيفون معكوس

/سرعت به كمتر , ( / )0 9 0 3m ft

s s/ سيالبورودي شبكه جمع و در / ( ), ( ) 1 25 1 5 4 5m ft

s s

150قطر سيفون معكوس . شودمي 200mm 300بهداشتي و رو فاضالبدرmm براي شبكه جمع .باشدمي آوري سيالب

تعيين اندازه قطر لوله در سيفون معكوس تابع حداكثر جريان فاضالب و گراديان هيدروليكي به .دشومياز چندين لوله موازي استفاده سرعت باالي جريان در سيفون معكوسبه علت .دباشمي

قطر لوله اي با 2ه شماره لول دبي حداقل،براي پوشش با قطر كملوله لوله شماره يك هاين ترتيب كبراي پوشش جريان از متوسط تا دبي 3لوله شماره متوسط براي پوشش جريان حداقل تا متوسط،

.دشوميساخته PVC و يا از چودن، بتن 11هخوابيد رو فاضالبسيفون معكوس يا .دباشميپيك

طراحي كنيد: رمعكوس را براي اطالعات زي سيفون: مثال متصل به سيفون معكوس رو فاضالبقطرmm910

فاضالب ورودي شيبmS /

m0 0016

حداقل سرعت در سيفون معكوس m/

s0 9

10-Inverted siphons (depressed sewers) 11 depressed sewers


طول سيفون معكوس m100 يحداكثر عمق لوله گذار / m2 44

ن حداقل جريا m/

s

3

0 079

جريان (در آب و هواي خشك) حداكثر يانجرميانگينm/

s

3

0 303

سه سيفون معكوس از قسمت ورودي طراحي براي انتقال حداقل جريان

براي انتقال جريان حداقل تا متوسط

براي انتقال جريان از متوسط تا حداكثر

عمق افتادگي از ورودي تا ورودي، m1 وروديافت فشار در ، mm125 در سيفون معكوس ك افت فشار ناشي از اصطكاm1

خط گراديان هيدروليكي، m m/

m m

1 0 0 11 0 0

،ضريب مانينگn /0 015 ، طراحي سيفون معكوس1مرحله دبي پر در ميلي متر 910محاسبه سرعت و دبي براي قطر حل :

D 910 mmR = = = 227.5 mm 0.2275 m

4 4

2 21 1

3 32 21 1V= ( )R S ( ) (0.2275) (0.0016) 0.994( )

0.015

m

n s


32 Q = AV = 3.14 0.455 0.994 = 0.646

m

s

پوشش دهنده دبي حداقل) ( ، طراحي قطر لوله اول2مرحله

2 81 12 3 32 2d 1 d 0.3115 m3

Q = ( ) ( ) ( ) S = ( ) d S 0.079 ( )2 4n n s

و شيب

0.01m

Sm

8 813 32

83

0.31150.079 = ( ) d (0.01) 0.079 = 2.077d

0.015

d = 0.038 d =0.293m d = 300mm or 12in

ميلي متر و دبي 300قطر ابm3

/s

0 كنيمميسرعت را چك ،079

2 2 21 13 3 32 2

0.397 0.397V = ( ) d S ( ) (0.304) (0.01) 2.647 (0.304)

0.015m m

1.20 ( ) (verified, > 0.9 )

n

s s

براي پوشش دبي بيم حداقل تا متوسط (دبي حداكثر در 2اندازه قطر لوله شماره ه، محاسب3مرحله شرايط آب و هواي خشك)


8

3

8

3

m3Q = (0.303 - 0.079) 0.224 0.224 = 2.077 d

d = 0.1078 d = 0.434 (m) 17.1 in

s

.دگيرميميلي متر مورد استفاده قرار 460يا جاين 18لوله با قطر استاندارد ،پس

كنيمميقطر جديد را چك از اين رو سرعت را با

2

3 mV = 2.647 (0.460) 1.58 ( )

s

ميلي متر خواهد بود 460دبي آب عبوري با قطر

8

3 m3Q = 2.077 (0.46) 0.262 ( )

s

. اين لوله بايد بتواند 3 اندازه قطر لوله شمارهتعيين

3 3

(0.646 0.079 0.262) 0.305m m

s s

قطر خواهد بود

8 8

3 30.305d = d = 0.1468 d = 0.487(m)

2.077

هيدروليكي بسرعت و دبي را براي شي ،گيريمميميلي متر را در نظر 500 استاندارد قطر واز اين ر/0 آوريمميبدست 01


8

3

23

m3Q = 2.077 (0.50) 0.327 ( )

V = 2.647 (0.50) 1.67( / )

s

m s

ميلي متر) 300 ،500،460لوله ( 3محاسبه دبي كل عبوري از

m3 m3Q = (0.079 + 0.262 + 0.327) 0.668

s s

هاي پمپاژ ايستگاهپمپ بايد بتواند در كمترين .دايستگاه پمپاژ بايد توانايي مطابقت با تغييرات دبي مختلف داشته باش

mسرعت خود شستشويي ،دبي/

s0 اي بـا قطـر بـه لولـه كـه هنگـامي در پمپاين . درا داشته باش 6

mm( in)100 تقريباًبايد بتواند ظرفيت پمپاژ 4min

280 L .هاي مرطوب زمان در چاه را داشته باشد

:شوندميبه اين صورت محاسبه ft شدن پرو زمان rtروشن كردن پمپ

r

Vt =

D - Q

f

Vt =

Q

rt ،زمان روشن كردن پمپ =m in V ،حجم ذخيره سازي چاه مرطوب =L


D = پمپ در دبي پيك، هميزان تخليmin

L

Q ،دبي روزانه =L m3, ( )

min s

ft پمپ خاموش، كردن پر= زمانm in و زمان چرخش كلي، خواهد بود:

r f

V Vt t t

D Q Q

از گـرم شـدن چرخش بيش از حـد پمـپ اثر در تابايد به اندازه كافي بزرگ باشد 12بچاه مرطو كمتر باشد زيـرا باعـث ايجـاد لاز طرفي اندازه چاه نبايد از حد معمو .دجلوگيري شوآن بيش از حد .دشوميبوي بد هوازي و شرايط بي

ظرفيت پمپ انتخاب شده برابر با ظرفيت حداكثر جريان باشـد، حجـم چـاه مرطـوب از طريـق راگ آيد : معادله زير بدست مي

TQV

4

V : مرطوب،حجم ذخيره سازي چاهgal T : ،زمان گردش پمپm in

Q : ،دبي پيكmin

gal

12- wet well


، 500000 دبي حداقل ساعتي و دبي پيك به ترتيب برابر ،: اگر مقدار متوسط دبي فاضالب مثال محاسبه كنيد. را بشرايط پمپاژ و اندازه چاه مرطو .باشدميليتر در روز 38000، 20000

، تعيين ظرفيت پمپ براي دبي پيك 1مرحله

L 1 dayD = 500000 347

1440min min

L

d

دقيقه زمان كاري خواهد بود 2اي بر ،1V، محاسبه حداقل حجم 2مرحله

1

LV = 347 2 min = 694L

min

دقيقه اي 5حجم الزم براي چرخش محاسبه

L LAverage flow Q = 144000 = 100

mind

2 2V Vt

D Q Q

2 2V V5 min=

L L(347 - 100) 100

min min

2 2100V + 247V = 5 247 100

2V = 356 L

، تعيين فاكتور كنترل4 مرحله

1 كه آنجايياز 2V V، باشدميفاكتور كنترل ، از اين رو زمان روشن بودن پمپ.


1 700V L

، محاسبه زمان واقعي گردش پمپ 5 مرحله

700 L 700t = 9.83min

L L(347 - 100) 100

min min

، تعيين اندازه چاه مرطوب 6 مرحله

mبراي بدست آوردن سرعت /

s0 /بر روي لوله مكش بايد بحداقل ارتفاع فاضال ،6 m0 عمق ،3

/ ورغوطهبين كف چاه و باالي منطقه m0 /اگر قطر .اشدب 5 m1 ،براي چاه مرطوب انتخاب شود 2

/مساحت سطح m21 .دخواهد بو 13

براي ذخيره سازي 3

2V = 700 L = 0.7 m

عمق خواهد بود 0.7

d = = 0.62 (m)1.13

/به طور معمول m0 .دشوميعمق آزاد در نظر گرفته ،6

عمق كلي چاه مرطوب خواهد بود

Total depth = (0.50 + 0.62 + 0.60) m = 1.72m = 5.6ft


اگر هر .تتجاري موجود اس منطقههكتار 89/0واحد مسكوني و 480با ي هكتار 40مثال : منطقه .دبار در هر ساعت بچرخند، حجم مورد نياز چاه مرطوب را محاسبه كني 4دو پمپ مورد استفاده هر

1q، تعيين ميزان جريان فاضالب خانگي 1مرحله

نفر و سرانه مصرف آب 4با فرض اينكه بعد خانوار l

d بـه فاضـالب آبباشد و ضـريب تبـديل 378

85 % :

1

3378( ) 4 0.85 480 616( )

l mq

d d

2qمحاسبه ميزان جريان در مناطق تجاري ،2مرحله

mفرض بر اين است ( )ha d

3

از اين رو خواهيم داشت 468

3 3

2 2.2 468( ) 1029.6( )m m

q haha d d

3q 14آب نفوذيو 13محاسبه جريان ناشي از نشتاب ، 3مرحله

I/از كه جريان ناشيفرض بر اين است I برابر3m

/(d . ha)

9 خواهيم از اين رو باشدمي 35

داشت :

13 infiltration 14 inflow


3

m3 m39.53 40 381

.q ha

d ha d

محاسبه دبي كل ، 4 مرحله

1 2 3

3q = q + q + q (616 1029 381) 2026

m

d

: Qو دبي پيك PEتخمين جمعيت معادل ، 5مرحله

3

3

10002026

63050.85 378

m Ld mPE person

Ld

از اين رو خواهيم داشت : باشدميبرابر دبي متوسط روزانه 5/3دبي پيك

2026000 3.5 7091000peak ave

L LQ Q C

d d

mبايد بتواند شودميپمپي كه انتخاب

d

3

.ددبي را انتقال ده 7091

V، تعيين حجم چاه تر،6مرحله

چرخش خواهيم داشت : 8 ، پمپ 2چرخش در هر ساعت دارد از اين رو براي 4هر پمپ

، خواهد بود Tبين شروع هايزمان ، از اين رو

60 minT = = 7.5 min

8


.ددقيقه شروع به كار كن 5/7هر تواندمياين به اين معني است كه هر پمپ

3(7091000 ) 7.5minTQ 24 60minV = 9233 9.233

4 4

L d h

d h lit m

مساحت خواهد بود ،متر قطر 8/1 گرفتن نظربا در

2 223.14 (1.8)

2.544 4

dA m

2 223.14 (1.8)

2.544 4

9.233.63

2.54

dA m

VD m

A

بنابراين عمق خواهد بود .شودگرفته ميمتر به عنوان عمق آزاد در نظر 3/0

3.63 0.3 3.93D m

ترانشه به لوله در هبار وارداز ر بر اساس نوع خاكمقدار با .باشدميبار وارده بر روي لوله ناشي از خاك پوششي روي لوله

16003

Kg

m32160Kgتا

mKgخشك نش يپوشش هايخاكدانسيته .دخواهد بو

m31600 شن ،

)معمولي )31840 Kg

m)شن و رس ، )1920

3Kg

m)، رس اشباع )2080

3Kg

m .باشدمي

. شـود ميمقدار فشار وارده بر بدنه لوله، با اندازه گيري دانسيته مواد پوششي بر طول لوله محاسبه

1920دانسيته از ،در طراحي هبايد توجه كرد ك 20003

Kg

mبار وارده بر لوله تابع ضريب .دكمتر نباش


)'لبه ترانشه ااصطكاك بين مواد پوششي ب ) و ضريب اصطكاك داخلي خاك پوششي( ) .اسـتشود اما در برخي از مواقع كه مواد پوشـش ها اين دو ضريب يكسان در نظر گرفته ميدر اكثر طراحي

k'و kضرايب توليد .شودتر در نظر گرفته ميبزرگ 'از از شن خرد شده است مقدار در0/و مقدار برابر طراحي k'مقادير .شوددر نظر گرفته مي 103 در دامنه / /0 1 0 براي بيشـتر 160/ .باشدها ميخاك 0/براي رس اشباع، 11 0/براي رس، 13 0/براي خاك معمولي اشباع، 15 165

0/براي شن و دانه و .باشدبراي مواد گرانوله مي 192

متر 22/1و عرض متر 03/3با عمق ميلي متر در ترانشه اي 508با قطر چدن نشكن لوله مثال : .دمقدار بار وارده بر لوله را محاسبه كني داگر ترانشه با رس پر شو .شودميقرار داده

حل : C، محاسبه ضريب بار1مرحله

' 0.11k 3.05

2.51.22

H

B

2k 'H/B 2(0.11)(2.5)1 - e (1 )C = 1.92

2k ' 2(0.11)

e

W ي، محاسبه بار وزن2مرحله

31920

Kg

m

2 23

W = C B 1.92 1920 1.22 5487kg kg

mm m

سومفصل

فرآيندهاي تصفيه فاضالب

تصفيه فاضالب بـراي حـذف فرآيند تصفيه طبيعي با سرعت بيشـتري تا شودميدر فرآيند تصفيه فاضالب تالش

هايي از قبيل، مواد معلق، ذرات شناور، مواد زائد و غيره فاضالب داراي ناخالصي .دانجام گير هاآاليندهدر فرآيند تصفيه متداول، از فرآيندهاي فيزيكي و بيولوژيكي براي تصفيه فاضـالب اسـتفاده .دباشمي اند.هاي مختلف تصفيه فاضالب به سه دسته اصلي تقسيم بندي شدهشود. روشمي دسته سوم و ند بيولوژيكي)(فرآي تصفيه ثانويه دسته دوم تصفيه اوليه (فرآيند فيزيكي)، دسته اول

هر دسـته از .دباشمي) و بيولوژيكي فيزيكي، شيمايي هايروشثالثيه يا پيشرفته (تركيبي از تصفيه زدايي و مـديريت لجـن (تصـفيه و هاي ته نشيني مقدماتي، گندواحد تواندمياين فرآيندهاي تصفيه

تهدف از تصفيه فاضالب توليد پساب خروجي با اسـتانداردهايي اسـ دفع لجن) را در بر داشته باشد. .دكه تضمين كننده سالمت عمومي و حافظ محيط زيست باش


فرآيندهاي تصفيه مقدماتي تصفيه مقدماتي براي حذف فيزيكي مواد معلق و شناور درشت، مواد غير آلي، روغن و گريس

.باشدو واحد هاي بعدي مي افظت از سيستم پمپاژشود. هدف از تصفيه مقدماتي محطراحي مي ارائه شده است. 2مراحل مختلف تصفيه فاضالب و به همراه قطار فرآيندي در شكل

مراحل مختلف تصفيه و قطار فرآيندي : 2شكل

61 فرآيندهاي تصفيه فاضالب / سومفصل

كننده جريان (متعادل كننده تنظيم ،وسايل اندازه گيري جريان واحدهاي پيش تصفيه شامل اين نكته قابل توجه است .دباشمي زني كلر و حوض دانه گير ،هاكننده، خرد گيرها آشغال)، 15جريان

و بايد تصفيه رسدنميهاي پساب خروجي عمال تصفيه مقدماتي به استانداردكه كيفيت فاضالب با ا .داوليه و ساير فرآيندهاي تصفيه بر روي آن اعمال شو

تصفيه اوليه فرآيند مواد جامدت معلق ته نشين شوند. ات دهيممياي كاهش سرعت جريان را به اندازه هدر تصفيه اولي

حوض ته نشيني ساده با لجن شامل ته نشيني هايتانك .دشونميحذف پاروهابه وسيله شناور نيز و سپتيك لجن روب مكانيكي زالل ساز جريان باال با روب مكانيكي، حوض ذخيره (ايمهاف تانك)،

تغذيه واحدهاي اضافي ديگري مانند شوداز مواد شيمايي استفاده واحدهااگر در اين .باشندمي تانك .در فرآيند قرار گيرد بايد ن، لخته سازها، واحد مديريت لجهاهمزن ،كننده مواد شيمايي

و TSS درصد كل جامدات معلق 70تا 50 تواندميتصفيه فيزيكي در تانك ته نشيني به تنهايي مواد استفاده از صورتحذف كند. در از فاضالب را فسفر درصد 10و 5BODدرصد 35تا 25

درصد خواهد رسيد. 90تا 80به راندمان حذفته نشيني كمك منعقد كننده در تانك بيولوژيكي در تصفيه اوليه ناچيز و اندك است. هايفعاليت

تصفيه ثانويه فرآيند .دو محلول در فاضالب حضور دارن كلوئيديوز مواد آلي معلق، مواد هنبا وجود اعمال تصفيه اوليه

هاآنباعث آلودگي پذيرنده حذف شوند زيرا در غير اين صورت هايآباين مواد بايد قبل از تخليه به لب به علت غا، اما باشدمياگرچه در فرآيند تصفيه ثانويه فرآيندهاي فيزيكوشيمايي موثر .دخواهند ش

15- flow equalization

TSS


سيستم تصفيه بيولوژيكي يا .گويندميتصفيه ثانويه را تصفيه بيولوژيكي بود فرآيند بيولوژيكي در آن فرآيندهاي رشد شود.تقسيم بندي مي چسبيدهثانويه به دو گروه فرآيندهاي رشد معلق و رشد

.باشدو فيلتر شني متناوب مي16اي بيولوژيكي چرخانفيلتر چكنده، تماس دهنده چسبيده شاملو فيلتر شني فرآيندهاي رشد چسبيده شامل فيلتر چكنده، تماس دهنده اي بيولوژيكي چرخان

باشد. متناوب مي رراكتو ،لجن فعال متداول، حوض تثبيت آيندهاي رشد معلق شامل فرآيند هاي لجن فعال مانندفر

هاي و الگون هاي تثبيترهاي بي هوازي، بركههاي هوازي و بي هوازي، فيلتمتوالي منقطع، هاضم هاآنو شيمايي موجود در همچنين تصفيه ثانويه را بر اساس فرآيندهاي فيزيك .هوادهي اشاره كرد5BODدرصد از 85 تواندميتصفيه ثانويه . دكننمينيز تقسيم بندي ,TSS اما نكته .درا حذف كن

)به اندازه كافي مواد مغذي تواندنميقابل توجه آن است كه اين تصفيه ثانويه , )N P ، فلزات) 17هسنگين، مواد آلي غير قابل تجزي )NOM، ديگر ميكروارگانيسم ها را ، وهاويروس ،هاباكتري

را حذف نيستند حذفقابل را كه در تصفيه ثانويه يايآالينده تواندمي هتصفيه پيشرفت .دكن حذف

TSو 5BODاستاندارد خروجي پساب ثانويه براي كند. S 30به ترتيب 30mg mg،

L Lباشد. مي

TSرساندن غلظت S 20به كمتر ازmg

Lباشد. هدف از به روش تصفيه اوليه و ثانويه مشكل مي

5BOD ،TSتصفيه پيشرفته فاضالب كاهش S،TDS آلي، نيتروژن آمونياكي، نيتروژن ، نيتروژنرا حذف تواند نيتروژن و فسفرفرآيندهاي حذف بيولوژيكي مواد مغذي مي .باشدكل و فسفر كل مي

.كند

و يل آمونيـاك بـه نيتـروژن و نيتـرات) از فرآينـدهاي نيتريفيكاسـيون (تبـد براي حذف نيتروژن فسـفر محلـول را .شـود مـي هوادهي استفاده وتبادل يون، كلرزني تا نقطه شكست ، دنيتريفكاسيون

16- RBC 17 - Nonbiodegradable organic matter


.د) حـذف كـر هاجلبكها و به وسيله پيش تصفيه شيميايي و فرآيندهاي بيولوژيكي (باكتري توانميبراي حـذف فسـفر اسـتفاده توانندميفرآيندهاي فيزيكي مانند اسمز معكوس، اولترا فيلتراسيون نيز

فرآيندهاي فيزيكي مانند .شوندميبراي كاهش مواد آلي محلول استفاده عمدتاً هاروشاما اين .دشون عمـدتاً هاروشاما اين .دبراي حذف فسفر استفاده شون توانندمياسمز معكوس، اولترا فيلتراسيون نيز

هاي هـوادهي، وتلنـدهاي ها، الگوناستفاده از الگون .شوندميبراي كاهش مواد آلي محلول استفاده )ثر در حذف مواد مغذيؤم هايروشو مصنوعي از طبيعي , )N P دباشنمي.

آشغالگيرها و 19، آشغالگير درشت18ايكه شامل آشغالگير ميله استلگير اآشغ اولين واحد براي تصفيه فاضالب

حذف مواد اي و درشت در قسمت پيش تصفيه براياز آشغالگيرهاي ميله .باشندمي 20آشغالگير ريزهاي درشت بر اساس تقسيم بندي آشغالگير .شودمياستفاده درشت نظير پالستيك، كاغذ و غيره

از انواع آشغالگيرهاي 22ايو شبكه 21ايهاي ميلهگيرد. آشغالگيرنجام ميهاي افاصله بين ميله/اي هاي آشغالگير ميلهباشند . فاصله خالي بين ميلهدرشت مي /5 08 10 16cm و آشغالگير

/اي شبكه /0 64 5 08cm باشد.مي

18 -Racks 19 -coarse 20 -fine 21 -Bar Rack 22 -Bar screen


mاي درشت مكانيكي سرعت نبايد در دبي حداكثر بيش از براي آشغالگيرهاي ميله نكته:/

s0 76

و 23جريان باالدستبه ميزان سرعت ياميزان افت فشار ايجاد شده در آشغالگير درشت ميله .دباش .دبستگي دار 24هاجريان در بين ميله

پرفايل حركت جريان فاضالب از ميان آشغالگير ميله اي : 3شكل

افت فشار را محاسبه كرد: توانميبه وسيله معادله برنولي 3شكل مطابق

2 2

1 2

vh + h h

2g 2g

2 2

1 2 2

V - h = h - h =

2gC

1h ،عمق آب باالدست آشغالگير :m

2hعمق پايين دست آشغالگير :، m

h افت :، m

23- Up srteam 24 -downstream


V : هاميلهسرعت جريان در بين ،m

s

،سرعت نزديك شدن جريان :m

s

g،شتاب ثقلي :2

m

s

/ادغام شده است، به طور معمول مقدار C،25افت فشار در ضريب تخليه 0 84C بنابراين/2 0 7C خواهد شد.

2 21 Vh = ( )

0.7 2g

اي را ارائه كرد:اي معادلهبراي محاسبه افت فشار در آشغالگير ميله 1926كريشمر در سال 4

23H B Sin

b 2g

H ،افت فشار : m

هاميله: بيشترين عرض جريان در فضاي بين، m b : هاميلهحداقل فضاي باز بين ،m

: سرعت نزديك شدن، m

s

g ،2: شتاب ثقل9.81

m

s

زاويه آشغالگير با افق : فاكتور شكل ميله :

25 -discharge coefficient


هاميلهفاكتور شكل براي انواع : 3جدول

/حداكثر افت فشار مجاز براي اين نوع آشغالگير /0 6 0 7m حد و اگر افت فشار از اين باشدمي بايد آشغالگير تميز شود. ،شود بيشتر

mمثال : سرعت ميان آشغالگير وقتي سرعت نزديك شدن /

s0 محاسبه دباش mm35و افت فشار 6

.دكني

حل :

2 21h = ( )

0.7 2

V

g

2 22

2

V - (0.6 m/s)0.038 m = 0.882 0.94

0.7(2 9.81)

mV V

s

.ديك آشغالگير درشت طراحي و مقدار افت فشار را محاسبه كني ،مثال : بر اساس اطالعات زير


mدبي پيك : /

s

3

0 631

mسرعت عبوري از آشغالگير در دبي پيك شرايط تر سالي/

s0 9

mسرعت عبوري از آشغالگير در دبي پيك شرايط خشك سالي /

s0 6

مكانيكي سازي تميزبا 60/عمق فاضالب در جريان باال دست = m1 12

:حل هاميله، محاسبه فضاي بين 1حله مر

محاسبه فضاي باز كل3

20.631

A = 0.70.9

p

mQ s m

ms

هاميلهعرض كلي فضاي باز بين محاسبه2A 0.70m

= = 0.6252.12

md m

mm25 كنيمميفضاي باز را انتخاب

n اد فضاي بازمحاسبه تعد0.625

n = 25opening 0.025

m

.تميلي متر ضخامت خواهيم داش 50و ميلي متر عرض 10قطر با هميل 24توجه :


)محاسبه عرض كانال )W

W = 0.625 m + 0.01 m 24 = 0.865m محاسبه ارتفاع آشغالگير

1.12m 1.12mH = = 1.29

sin 60 0.866m

.گيريمميمتر به عنوان عمق آزاد در نظر 6/0حداقل 26تعيين ضريب راندمان

0.625 mEC = 0.72

0.865

C

W

، تعيين افت فشار 2مرحله

= 1.83

1b

42 23 (0.9 m/s)

1.83 [ ] 0.866 0.0652 (2 9.81 m)

H B Sin mb g

دو هاميلهسرعت بين ،رسدميذشت مدتي به نصف گبعد از هاميلهفضاي باز بين كه زمانينكته : در

.شودميدر نهايت مقدار افت فشار چهار برابر برابر و

26- efficiency coefficient


آشغالگير ريز .گيرندميبراي اهداف پيش تصفيه يا تصفيه مقدماتي فاضالب مورد استفاده قرار ااين آشغالگيره

/ هاميلهفاصله بين /1 5 6 4mm كاتالوگاز توانميرا گيرها آشغالافت فشار اين نوع از .تاس .دخود آشغالگير يا از طريق معادله اريفيس محاسبه كر

2 21 1

2 2

Qh

g C CA

h افت فشار :، m

،سرعت نزديك شدن :m

s

C ضريب تخليه براي آشغالگير :

g 2، : شتاب ثقل

m

s

Q : دبي عبوري از ميان آشغالگير،3m

s

A 2 ،: مساحت مفيد باز آشغالگيرm 0/برابر Cمقدار معمول ضريب تخليه ه به روش و تناوب تاست. افت در آشغالگيرهاي ريز وابس 6

.دباشمي فضاي باز مفيد آشغالگير وجمع آوري، اندازه و مقدار جامدات معلق در فاضالب

27حوض دانه گيرد كه رنوجود دا هپوسته تخم مرغ، ذرات فلزات و غيردر فاضالب دانه هاي فراواني مانند شن، ماسه،

حوض دانه .دلجن روبي اضافي بايد از حوض دانه گير استفاده كر و هالولهاز گرفتگي گير جلوبراي

27 -Grit Chamber


مكانيكي و حوض دانه سازي تميزبا رحوض دانه گي ،گير شامل حوض دانه گير با تميز سازي دستي

mدر دانه گير، براي جداسازي دانه از مواد آلي از سرعت .دباشگير با هوادهي مي/

s0 استفاده 3

/شود. به طور معمول مي /

4 6 7 7 Lit

s L. شودهوا در دانه گير با هوادهي به فاضالب تزريق مي

1/ها با چگالي بيشتر از براي به دام انداختن دانه هاي كم عمق و با دانه گيرها را به صورت كانال 65

0/ هاي دانه گير سرعت را در اندازهسازند. در حوضطول زياد مي 3 m

sبراي به دام انداختن ذرات

بايد حفظ شود.

مثال :

3 ساعتي براي فاضالب شهري متوسطاگر دبي 0.438

m

s. يك حوض دانه گير با هوادهي را باشد

.طراحي كنيد 4minبراي زمان ماند

Q، تعيين دبي پيك ساعتي 1 مرحله كنيممياستفاده برابر 3 از ضريب پيك

3 3m m

Q = 0.438 3 = 1.314S S

، محاسبه حجم دانه گير 2 مرحله

، دبي نصف خواهد شد شودميتفاده حوض اس 2از كه آنجايياز


3

m3 s1.314 4 min 60 /min

minV = = 157.7 m2

s

، تعيين ابعاد حوض مستطيلي 3حله مر گيريمميمتر در نظر 3عرض حوض را

نسبت عرض به عمق در حوض مستطيلي W /

D

1 5 2 خواهيم داشت 1

D = 3 m 1.5 = 4.5 m

3157.7 mL = 11.7

(D ) (4.5 m 3m)

Vm

W

.تمتر طول خواهيم داش 7/11متر عمق و 5/4متر عرض، 3پس دو حوض با ابعاد

نياز هواي مورد همحاسب ،4 مرحله

3 30.0005m3 m 60s m

air 11.7m 0.00585 0.351S L s 1min min

با فرض اينكه رحوض دانه گيدانه توليدي در طمتوس ممحاسبه حج ،5 مرحلهml

/m352 خواهيم 4

داشت

3

mL m3 s mLV = 52.4 0.438 86400 1980000

m s d d


28متعادل سازي جريان باشدميدر طول روز و در ايام مختلف ماه و سال داراي نوسان دبي ورودي به تصفيه خانهفاضالب

دبي متوسط % 200 به درصد دبي متوسط و در برخي از مواقع %50در برخي از مواقع به نحوي كهاز اين رو براي ثابت نگه داشتن دبي ورودي به تصفيه خانه از حوض متعادل ساز استفاده .رسدميهم خواهد و هزينه بهره برداري را كاهش ههاي تصفيواحد هانداز زاستفاده از حوض متعادل سا .شودمي نگهدارندهتجهيزات متعادل سازي جريان شامل ذخيره سازي موقت جريان در شبكه و حوض .ددا

.باشندمي

را براي آن حوض متعادل ساز ،زيرر جدول د زبر اساس تغييرات دبي مشاهده شده در طول رو: مثال .دطراحي كني

: كنيمميمختلف محاسبه هايجريانساعت زمان ماند، حجم را براي 1، با در نظر گرفتن 1مرحله

3ستون شماره

28-Flow Equalization


3 3600 30.0492 177.12

m s mV

s h h

آوريمميمختلف بدست هايزماندر هاجريان، جريان متوسط را با ميانگين گرفتن 2 مرحله

: آناليز متعادل سازي جريان 8جدول شماره


حجم متوسط با داشتن زمان ماند يك ساعت خواهد شد:

3ave

sV = Q 1 h 3600 0.0665 3600 235.8m

h

متوسط حجم خروجي خواهد بود: 3

aveV = 235.8m

حجم ذخيره سازي را در توانمي، با كم كردن حجم ورودي از متوسط حجم خروجي 3مرحله : 5ساعات مختلف محاسبه كرد ستون شماره

3177.12 235.80 58.8storage mV

فهميد توانميو حاصل شدن مجموع صفر ، 6، با محاسبه فراواني تجمعي ستون شماره 4مرحله .دنوسانات جريان را پوشش ده تواندميكه محاسبات درست انجام شده و اين حجم حوض

پاسخگوي نوسانات خواهد بود اما به عدد حاصله بين ،7عدد در ستون شماره بزرگترين ،5 مرحلهبراي پاسخگويي به نوسانات غير قابل پيش بيني %35 معموالًدرصد ضريب اطمينان %50تا 20%

.شودمياعمال

3total 882.72 0.35) 882.72 1191.V m( 6

ته نشيني راي تصفيه فاضالب ب در فرآيند .دوزن بيشتر از آب را ته نشيني گوين افرآيند حذف شدن ذرات ب

يني براي از حوض ته نش .شودميتفاده ز واحد ته نشيني اسه نشيني اآلي و غير آلي قابل ت حذف مواد .شودميهاي شيمايي و همچنين براي تغليظ لجن نيز استفاده اي، لختهحذف ذرات دانه


، 29كه شامل مجزا داردوجود ته نشيني چهار نوع متقابل ذرات تأثيرو بر اساس غلظت جامدات 3،2،1ع از ته نشيني به صورت نوع ته اين چهار نوالب. باشدمي 32و تراكمي )هاحين( 31مانعي، 30ايلخته

.شوندميشناخته 4و

) 1وع ن(ته نشيني مجزا توسط قانون نيوتن توصيف ،ته نشيني ساده يك ذره مجزا در حوض دانه گير يا حوض ته نشيني

.تشده اس

ته نشيني ذرات خواهد بود: سرعت

1

2

s

4 ( ) =

3s

D

g d

C

s ،سرعت ته نشيني :m

s

s ،دانسيته جرمي ذره:3

Kg

m

،دانسيته جرمي جريان :3

Kg

m

DC ضريب دراگ :. d ،قطر ذره :mm

g ،شتاب ثقل :m/

s29 81

29 -Discrete 30 -Flocculante 31 -Hindered 32 -Compresstion


عدد رينولدز به .كندميثابت نيست و با تغيير عدد رينولدز و شكل ذره تغيير DC، ضريب دراگ .شودميصورت زير محاسبه

ويسكوزيته مطلق جريان : d

R

ارتبـاط .تحجم و شكل ذره متفاوت اسـ روي بسته به مقاومت موثر سطح بر DCضريب دراگ، :باشدميبه صورت زير DCو Rبين

24 241 R CD

R d

0.5 0.5

24 3 18.51 <R <1000: CD = 0.34

R R R

1000 0.034 0.4DR C

معادله قانون استوك خواهد بود : ، DCباشد، معادله جايگزين براي 1از رينولدز كمتر اگر عدد

2( ( )

18s

S

g d


33وسرعت شستشنرسد كه باعث اي سرعت جريان به اندازه بايد توجه كرد كه در حوض دانه گير و حوض ته نشيني

به حداكثر سرعتي كه باعث كنده شسته شدن ذرات .دشسته شدن ذرات ته نشين شده كف شو .شودمي، سرعت شستشو گفته شودنمي

: سرعت قابل اطمينان براي جلوگيري از شستشو خواهد بود

1

2(18 ( 1)s gdV

f

V ،سرعت افقي :m

s

،0/: ثابت شستشوي ذرات 0/براي مواد سبك، 04 براي مواد متراكم 06f : ،ضريب دارسي ويسباخ/ /0 02 0 03

g : شتاب ثقل ،2

m/

s9 81

d : ،قطر ذرهm سرعت افقي .دنشين شده دارتابع عدد رينولدز و خصوصيات سطح ذره ته fضريب دارسي ويسباخ،

.تثر اسؤسرعت شستشو در طراحي حوض دانه گير م .داز سرعت شستشو باشبايد كمتر جريان

33 -Scour


/مثال: بار سطحي و سرعت افقي در يك حوض دانه گير را با اندازه قطر ذرات دانه اي m m0 و 22/وزن مخصوص 1/د آلي با همان قطر و وزن مخصوص با موا) ن، ماسهش( 25 و ضريب دراگ 20

CD .دبدست آوري 10 ، محاسبه سرعت ته نشيني 1مرحله

1 12 2

ss

D

4g( )d (4 981 (2.65 1) 0.02 cm = = = 2.08

3C 3 10 1 s

آلي توجه : اين سرعت ، بار سطحي ذرات دانه اي است نه مواد)1، محاسبه سرعت افقي 2مرحله )V شودمي، كه باعث شسته شدن ذرات دانه اي.

= 0.06

0.03f

1 1

2 2

1

(18 (s 1)gd 8 0.06 (2.25 1) 981 0.02 CmV 22.8( )

f 0.03 s

)2محاسبه سرعت شستشو براي مواد آلي ،3 مرحله )V 1

2

2

8 0.06 (2.2 1) 981 0.02 CmV 7.9( )

0.03 s

cmبرابر سرعت ته نشيني يا بار سطحي ه شدنكته : همان گونه كه محاسب/

s2 و سرعت افقي كمتر 1

cmاز /

s22 cmو بزرگتر از 8

/s

7 . در اين شرايط ذرات دانه اي حذف اما مواد آلي حذف باشدمي 9

بهتر انجام اي حذف ذرات دانهباشد ترنزديكفقي به سرعت شستشو نخواهند شد . هر اندازه سرعت ا .گيردمي


و حذف هادانهبود حذف باال اهده عملكرد بهينه حوض دانه گيريكي از معيارهاي مهم در مش نكته: .دباشميكمتر مواد آلي

تانك ته نشيني در فرآيند تصفيه 34مهاف تانكيا .دباش و يا مستطيلي دايره اي، مربعي تواندميته نشيني تانك

.گيردميصورت آن ته نشيني و تصفيه هوازي در كه باشدميفاضالب داراي دو حوض مجزا تانك . شودنميكه در كشورهاي توسعه يافته استفاده باشدميروش قديمي تكنولوژي ايمهاف تانك

(زير 37لجن ناحيه، 36ناحيه موثر ته نشيني تئوريكال، 35ناحيه ورودي هار بخشچته نشيني داراي (فرار 39ناحيه ورودي و خروجي در پديده اتصال كوتاه .دباشمي 38ناحيه ته نشيني) و ناحيه خروجي

.)4(شكل شماره باشندميثر ؤدر اثر كم بودن زمان ماند) م ذرات

ته نشيني ذرات مجزا در يك حوض ته نشيني ايده آل: 4شكل شماره 34 -Imhaff tank 35 -Inlet Zone 36 -Theorical Effective Settling Zone 37 -Sludge Zone 38 -Zone Outlet 39 -Short Circuiting


V)ته نشيني نهاييدر طراحي حوض ته نشيني از سرعت ) سرعت ته نشيني شودمياستفاده .كه ايهر ذرهاز اين رو ، شودميحذف آن 100ذره اي است كه ترينكوچكنهايي، سرعت ته نشيني

.د، حذف خواهند شدباشبرابر يا بيشتر از آن آن سرعت

و خواهيم داشت: كندميبار سطحي (سرعت نهايي) از قانون استوك پيروي

2s

0

g( )dQ QV = =

A WL 18

Q ،دبي :3

( )m

d

A ،2: مساحت ناحيه ته نشينيm

0V سرعت نهايي، ميزان بار سطحي :3

2

m

m d

,W L : ،عرض و طول تانكm و زمان ماند است.تابع بار سطحي عمق حوض در ته نشيني نوع يك

0H = V t : fVاز طرفي سرعت جريان عبوري

f

QV =

HW

H عمق ناحيه ته نشيني است و زمان ماندt : V

t = Q

hكه برابر sVسرعت ته نشيني رابطه مستقيم با r،حذف ذره تنسب

H از اين رو : .دارد


جزء جرمي باقيمانده

0 0

s sV t Vhr

H V t V

سرعت ته نشيني و جزء جرمي باقيمانده تجمعي ذرات: 5شكل

r: درصدي از ذرات كه با سرعتsV اگر عمق ورودي كه اين بدين معني است .شوندميته نشيناست، ذرات حذف 0Vكمتر از sVبا وجود اينكه سرعت جرياني افقي باشد Hذرات كمتر از

خواهند شد .


شكل ( ه نشيني تجمعي ذرات را بدست آوردشيب سرعت ت توانميستون ته نشيني به وسيله آناليز هاآن، تنها ذراتي حذف قطعي خواهند داشت كه سرعت ته نشيني Q. براي جرياني با دبي)5

0مساوي سرعت نهايي باشديا تربزرگ set

QV ( ) V

A .

0y 0گوياي بخشي از ذرات با سرعت ته نشيني كمتر ازV 01است، پس درصد حذف شده y 0sVهمچنين براي ذراتي با سرعت ته نشيني كمتر از سرعت نهايي .دخواهد بو V متناسب با

نسبت 0

sVr

V دخواهند ش حذف.

درصد حذف براي اندازه مختلف ذرات خواهد بود:

0

00

ysVdy

V

: خواهد شد Fدرصد حذف كلي،

0 1 1 2 i i 10 0 1 1 2 1 i 1

0 0 0

V V V V V VF (1 y ) (y y ) (y y ) ... (y y )

2V 2V 2V

00

1F (1 y ) V y

V

0y

0 s0

1F (1 y ) V dy

V0


mمثال : اگر بار سطحي وارد شده بر يك حوض ته نشيني /

m d

3

228 دما و وزن مخصوص ،53

1/و C15ذرات به ترتيب درصد حذف كلي را به وسيله اطالعات موجود در جدول .دباش 20 .دبدست آوري 2و 1ستون ته نشيني 12شماره

حل : تعيين سرعت ته نشيني ذره به وسيله معادله قانون اتوكس، .

0.00113 0.001132 .

N S Kg

m S m

0.9990 2 2

22

0

kg9.81 m/s (1200 - 999) d( ) m3V 96942 /

kg18 18 0.00113 (s . m)

sg dd m s

محاسبه سرعت براي تمام ذرات: ، 2مرحله

براي

d 0.1mm 0.0001m


2 m mmV 96942(0.0001) 0.000969( ) 0.968

s s

. دهيمميبراي ساير ذرات نيز به همين صورت محاسبه را انجام 5طراحي منحني سرعت ته نشيني تجمعي شكل شماره ،3مرحله محاسبه سرعت نهايي براي طراحي ،4مرحله

0

m mm 1 dV = 28.53 28530 0.33

86400 s

mm

d d s

mmاز تربزرگتمام ذرات با سرعت مساوي و V /

s0 0 به طور كامل حذف خواهند شد . 33

1)0، محاسبه درصد باقيمانده از طريق گراف رسم شده 5 مرحله )y

yق گراف مقدار ياز طر /0 0 mmدر سرعت 25V /

s0 0 آمد پس درصد حذف قطعي بدست 33

: خواهد بود

0(1 ) (1 0.25) 0.75y مساحت زير منحني را محاسبه و مساحت حاصله را بر براي محاسبه درصد حذف احتمالي بايد

سرعت نهايي تقسيم كرده تا درصد حذف احتمالي حاصل شود . اسبه كرد. درصد حذف كل را مح توانميتمالي حذف احدرصد با جمع كردن درصد حذف قطعي با

Vy = 0.0569

تعيين درصد حذف كل ، 7 مرحله

00

1 0.0569F (1 y ) V y 0.75 + 0.92 92%

V 0.33


40)2(نوع ايته نشيني لخته پيش تواننميدر عمل ته نشيني واقعي را واقعي ايده ته نشيني ذرات مجزا به دليل فرضيات غير

ات ديگر متصل به ذر ندر شرايط آرام، ذرات معلق در آب يا فاضالب همراه با ته نشين شد .دبيني كربه اين .تافزايش خواهد ياف به علت افزايش وزن تدريجي هاآنسرعت ته نشيني شده و به مرور زمان .شودمييا نوع دو گفته 41ايپديد ته نشيني لخته

به وسيله تواننمياما اين فرآيند را دهدميفرآيند لخته سازي راندمان ته نشيني را افزايش اي تعيين رفتار ته نشيني ذرات لخته براي توانمياز ستون ته نشيني .دتوصيف كررياضياتي معادالت

بر با ارتفاع آن برا شودميهر قطري داشته باشد اما توصيه تواندميستون ته نشيني .داستفاده كرو ارتفاع cm15ارتفاع حوض ته نشيني باشد. آزمايشات نشان داده است كه اگر قطر ستون ته نشيني

هايارتفاعاز هانمونهمختلف هايزماندر .تقابل قبولي خواهيم داش تقريباًباشد نتايج m3آن 6آناليز ستون ته نشيني در شكل جنتاي. شودمي يگيرآن اندازه جامدات معلقمختلف گرفته و مقدار

.تارائه شده اس هدر مسئل

40- Flocculant settling (type 2) 41 -flocculant


شده ارائه 6دقيقه در شكل 25و زمان ماند متر 5/2نشيني با ارتفاع ستون ته مثال : نتايج حاصل از .ددرصد حذف كلي را محاسبه كني .تاس

ايخط سير ته نشيني براي ذرات لخته: 6 شكل

يدرصد ذرات سرعت ته نشين %40فهميد كه توانمي 16 هاز شكل شمار: حل m / m

/ ( )min min

2 50 125

درصد حذف را خواهيم داشت. 6h ،40دقيقه، حجم سيلندر در 25در زمان


، تعيين درصد حذف هر حجم تانك2مرحله بين 4hبراي حجم طورهميندرصد حذف داريم، و 50تا 40بين 6hدر حجم سيلندر مطابق با

درصد حذف داريم 50تا 60

محاسبه حجم كل ،3مرحله 1 1

0.42.5h

1

2

3

4

h 0.23

h 0.14

h 0.2

h 0.32

h5 0.5m

h5 40 50 h4 50 60 h3 60 70 h1 80 100F 40

h 2 h 2 h 2 h 2

=40 + 0.4(0.5 45 + 0.32 55 + 0.20 65+0.14 75 + 0.23 90)

%73.7 = حذف


42)3وع ن(ته نشيني مانعي دامنه حركت ذرات محدود شده و باعث ايجاد ناحيـه تـه با غلظت باالي جامدات سهاسيستمر د

هاي ته نشيني كه در لجن فعال نيز اتفاق اين پديده .دشومينشيني مانعي و ناحيه ته نشيني تراكمي در ناحيـه ،يا تراكميته نشيني ناحيه اي .تداده شده اسنشان 7در شكل جدر استوانه مدر ،افتدميوسيله سرعت ته نشيني در ناحيه تراكمي به .افتدميثانويه اتفاق نشينييا كف حوض ته يظ لجن تغل

:شودميمعادله زير محاسبه

4.65hv = (1 - C )

h سرعت ته نشيني مانعي =،/m s آزاد ي= سرعت ته نشين

Cv =حجم ذرات تقسيم بر حجم مواد معلق

42- Hindered sedimentation (type 3)

: ستون ته نشيني و 7شكل نواحي مختلف ته نشيني


ته نشيني مـانعي Bتا A از .تنشان داده شده اس 8نمودار ارتفاع تماس در مقابل زمان در شكل ازو فاز تغيير از ته نشيني مانعي به ناحيه تراكمي C ات Bاز .شودميكه به آن تماس مايع نيز گفته

C تاD كه ميزان تراكم آن بستگي به تراكم بستر لجن دارد.يك ناحيه تراكمي وجود دارد

آناليز تماس جامدات: 8شكل

مجزا ذرات نشيني مساحت الزم براي ته ب جهت كنترل ته نشيني مانعي بايد بهسبراي طراحي منا و ميزان مساحت مورد نياز براي تغليظ (ته نشيني بين ناحيه مجزا و ناحيه تراكمي) باالي زالل ساز،

توجه كرد. نمقاومت لجتماس ارتفاع .شودمياز آناليز ستون ته نشيني براي تعيين مساحت الزم ته نشيني مانعي استفاده

الزم براي زالل سازي خواهد بود:. مساحت )7شكل (با زمان رابطه عكس دارد

QA =

s


A 2: مساحت ناحيه ته نشينيm

Q ، 3: دبيm

s

s ،سرعت ته نشيني در ناحيه ته نشيني تراكمي :m m

s

، به وسيله اطالعات حاصل از آزمايش ستون ته نشيني و به وسيله محاسبه توانميرا sمقدار توانميمساحت الزم براي ناحيه ته نشيني را .)8 شكل( دشيب ناحيه ته نشيني در زمان بدست آور

.داز آزمايش ته نشيني منقطع بدست آور

نياز براي تغليظ كافي خواهد بود: دمساحت حياتي مور

0

uQtA

H

A : ، 2مساحت مورد نياز براي تغليظ لجنm

Q : ،جريان ورودي به تانك ته نشيني3m

s

ut : ،زمان مورد نياز براي رسيدن به غلظت جامدات مطلوبs

0H : ،عمق ستون ته نشينيm لجـن را در تانـك ظرفيـت آورد. غلظت حيـاتي بدسترا 2Cغلظت حياتي، توانمي 8از شكل

خطي مماس بر رسم كرده تا خط شيب نمودار را قطع كند uHاز نقطه. كندميكنترل 2Hارتفاع زمان مورد نياز بـراي utدر واقع بدست آيد. utنقطه قطع شده را بر منحني زمان وصل كرده تا زمان

كه وزن كلي جامدات در سيستم ياز آنجاي. شدبامي uCبدست آوردن يك غلظت مطلوب از جامدات 0 .بايد ثابت باشد 0 u uC H A = C H A ارتفاعuH در غلظتuC مطلوب خواهد بود :

0 0u

u

C HH =

C


mgبراي فرآيند لجن فعال با غلظت ابتدايي 17مثال: نمودار ته نشيني منقطع در شكل C

L0 3600

mدبي ورودي نيز و mm900در ستون ته نشيني ارتفاع اوليه تماس .باشدمي

d

3

سطح .دباشمي 380

/مورد نياز براي بدست آوردن غلظت لجن %1 .دو همچنين ميزان بار هيدروليكي را محاسبه كني 8 uH، محاسبه 1 مرحله

1.8% 18000u

mgC

l

0 0u

u

C HH

C

0 0 3600 900180

18000uu

C HH mm

C

ut ن، تعيي2 مرحله

.آوريمميرا بدست ut رمقدا ربا استفاده از نمودا

41min 0.02851440 minu

dt d

حت مورد نياز براي ناحيه تغليظ ، محاسبه مسا3مرحله

3

2

0

380 0.028512.02

0.90u

mdQt dA m

H m

در قسمت ته نشيني مانعي s، محاسبه سرعت ته نشيني 4مرحله


(900 617)0.47 40.6

10 min 60min

s

mm mm ms s d

محاسبه مساحت مورد نياز براي زالل سازي ،5مرحله

3

2380

9.3640.6s

mQ dA m

md

، تعيين مساحت كنترلي 6 هرحلم

.دهيمميرا به عنوان مساحت كنترلي مد نظر قرار 5و 3مساحت محاسبه شده در مرحله ترينبزرگ

/پس مساحت كنترلي m212 خواهد بود . 02

محاسبه بار جامدات

30 3600 3.6 mg Kg

CL m

3

3

0 380 3.6 1368m Kg Kg

Solide weight QCd m d

ميزان بار جامدات

2

1368114

12.02

KgSLR

m d

تعيين بار هيدروليكي

3

2

38031.6 31.6

12.02

m mHLR

m d d


) 4ته نشيني تراكمي (نوع ته نشيني بين ذرات تماس فيزيكي ايجاد كند غلظت ذرات به اندازه اي باال باشد كه كه زماني

به وسيله آزمايش ته نشيني تواندمي حجم مورد نياز براي ناحيه تراكمي .دتراكمي اتفاق خواهد افتا

و ارتفاع tدر زمان Hاحيه از نسبت تغييرات ارتفاع لجناكم در اين نرميزان ت .دتخمين زده شو .آيدميبدست يك روزهيك دوره زماني بعد از نهايي لجن

H ،ارتفاع لجن در زمان :t

i :ثابت ذرات معلق H : ارتفاع نهايي لجن

خواهد بود:، معادله به اين صورت 1tدر زمان 1Hو tدر زمان tHبا در نظر گرفتن 1i(t t )

t 1H H (H H )e

يا

2 1 t 1i(t -t ) = ln(H - H ) - ln(H - H )

عـث با توانـد مـي در ناحيه تراكمـي 43مهاي مالياستفاده از تكان دهندهبراي متراكم سازي جامدات . شودشدن لجن ترغليظنهايت در و هاآنو عبور آب از هالختهشكستن

تانك ته نشيني اوليه هبـه وسـيل لجن ته نشين شده شود.نشيني اوليه جامدات قابل ته نشيني از فاضالب جدا ميدر ته

مواد شناور شده نيز بـه وسـيله پـاور .شودميجمع كننده مكانيكي يا پمپ از كف حوض جمع آوري 43- Gentle stirring


.دشوميجمع آوري بـا سـرعت تـه ذرات بايد به حدي كاهش پيدا كند كه در تانك ته نشيني بسرعت حركت فاضال

mmنشــيني / /

s0 3 0 هدامنــه بــار ســطحي در تانــك تــه نشــيني اوليــ .دحــذف شــون 6

m/

m d

3

224 5 تانـك .دباشميساعت) 2 معموالًساعت ( 3تا 1بين كزمان ماند در اين تان و 49

90%ته نشيني اوليه بايد بتوانـد 50%شـامل هكـ ،جامـدات 95 و كـل جامـدات معلـق 60%25 35 5BOD درا حذف كن. ني ياز ايـن رو فرمـول تـه نشـ تاسـ 2از نوع ته نشـيني نـوع وليهته نشيني در تانك ته نشيني ا

حين ته نشيني به تعيين كننده سرعت ته نشيني در اين تانك باشد زيرا ذرات در تواندنمياستوكس تعيـين توانـد نمـي معادله رياضياتي هيچ .يابدميته نشيني آنها افزايش تو سرع شوندميهم متصل

از آزمايش ستون ته نشيني براي تعيين سرعت ته از اين رو كننده سرعت ته نشيني ذرات لخته شود، .شودميبراي طراحي استفاده ينينش

mاز ميزان بار سطحي نبايد در لجن فعال تانك ته نشيني اوليه ميزان نكته:

m d

3

و بار سرريز 241

mنبايد از

m d

3

كند. تجاوز 378


حذف شده در تانك ته نشيني اوليه 5BOD : 9 لشك

.شودمياستفاده 5و جدول 9انتخاب بار سطحي مناسب براي طراحي تانك ته نشيني اوليه از شكل

طراحي حوض ته نشيني اوليهميزان بار سطحي براي : 5جدول


/زمان ماند هيدروليكي در تانك ته نشيني اوليه در دامنـه 1 5 2سـاعت و بـه طـور معمـول 2باعث ايجاد شرايط سپتيك و ايجاد بوي تواندميبايد توجه كرد كه زمان ماند طوالني .دباشميساعت

زيرا م) بايد زمان ماند را افزايش دهيC20( و همچنين در شرايط آب و هواي سرد دبد در تانك شوايـن ضـريب افـزايش زمـان مانـد از .يابدميكاهش شيني به علت افزايش ويسكوزيته آبقدرت ته ن

:شودميطريق معادله زير محاسبه

-0.03TM = 1.82e

M ضريب زمان ماند :

T ،دماي فاضالب :C در عمل سرعت جريان فاضالب براي جلوگيري از كنده شدن لجن ته نشين شده در كف تانك در

mدامنه / /

min1 2 1 . بايد باشد 5

.را محاسبه كنيد C 6و C 12مثال : ضريب زمان ماند در دماي

حل:

C 12در دماي

-0.03 12M = 1.82e 1.82 0.7 1.27

C 6و براي دماي

-0.03 6M = 1.82e 1.82 0.835 1.52


هركدام از .دباشميمتر موجود 7/2متر و عمق 24متر، طول 6دو تانك ته نشيني با عرض مثال : بار سطحي، زمان ماند، .اندشدهساعته طراحي 12متر مكعب در دوره 1900براي تصفيه هاتانكاين

.درا محاسبه كني زو بار سرري سرعت افقي تعيين دبي طراحي، 1مرحله

3 31900 243800

12 1

m h mQ

h d d

، محاسبه بار سطحي 2مرحله 3

3

0 2

380026.4

(6 24 )

mQ mdA m m m d

، محاسبه زمان ماند 3مرحله 36 24 2.1 2 604.8V m m m m

3

3

604.80.159 3.8

3800

V mt d h

mQd

، محاسبه سرعت افقي 4مرحله 3

3800301 0.209

6 2.1 min

mm mdh

m m d

، محاسبه بار سرريز 5مرحله گيريمميبرابر عرض حوض در نظر 3طول سرريز را با توجه به اينكه

3

33800211

(6 3 )

mmdWl

m m m d


طراحي حوض ته نشيني مستطيلي از طرفي طراحي ابعاد بايد .مدر طراحي حوض ته نشيني بايد يك جريان كنار گذر را در نظر بگيري

از طريق تقسيم دبي ورودي بـر بـار سـطحي حاصـل مساحت الزم .ديزان بار سطحي باشبر اساس م

mبه طور معمول ميزان بار سطحي .دشومي

m d

3

. تقابل قبـول اسـ ورودي طبراي دبي متوس 236

ـ . دكاهش و افزايش داد بدون اينكه حجم حوض تغيير كن توانميول، عرض و ارتفاع تانك را ط راي ب

Lجريان پيستوني نسبت طول به عرض باال

Wنتايج بهتري در ته نشيني ايجـاد خواهـد كـرد زيـرا

از طرفـي طـول . دهدميمساحت ناحيه ته نشيني را افزايش و مساحت ورودي و خروجي را كاهش

Lبهتـرين نسـبت .را براي ته نشني ايجاد كنـد تريآرامشرايط تواندميبيشتر

W

31

تـر بـزرگ يـا

.باشدمي

mاگر مقدار دبي متوسط ورودي مثال :

d

3

mدبي پيك ساعتي ،7570

d

3

و حداقل دبي 18900

m

d

3

.دباش 4540

.دطراحي كني BOD535%يك حوض ته نشيني اوليه مستطيلي براي حذف حل :

1مرحله

mبار سطحي بايد ،در دبي متوسط 5BOD %35براي حذف /

m d

3

228 متر و 3 عمق و 5

mحداكثر بار سرريز

m d

3

باشد . 124

، سطح مورد نياز2مرحله


3

23

2

3785132.8

28.5

mQ dA m

mm d

4با در نظر گرفتن نسبت طول به عرض ،تعيين طول و عرض

2

(W) (4W) 132.8

W 33.2

W 5.76(m)

4 5.76 23.04L m محاسبه مساحت

223 5.76 132.4A m متر 3محاسبه حجم با عمق

3132 3 396V m tكنترل زمان ماند در متوسط دبي

3

3

V 396m 24ht = = 0.105d 2.5h

mQ d(3785 )

d

در دبي پيك 2

2.5 ( ) 15

t h h

كنترل بار سطحي در دبي پيك 3 3

2 2

28.5 m 5 = ( ) = 71.25

(m - d) 2

m

m d


تعيين طول سرريز 3

3

378530.5

124

mQ dL m

mWm d

اي طراحي حوض ته نشيني دايرهتا %10مركزي همساحت توزيع كنند ،شودميدر حوض دايره اي فاضالب از مركز حوض وارد آن اي نسبت به ميزان تالطم در حوض دايره .دباشميمتر 8/1تا 9/0قطر حوض و داراي قطر 20%

عمق .تثر تر اسؤحوض مستطيلي بيشتر است از اين رو حوض دايره اي در ايجاد لخته بسيار م .)10(شكل دباشميمتر 3اي معمول حوض دايره

ايدايره يحوض ته نشين : 10شكل


.دمثال : يك حوض ته نشيني با اطالعات مثال قبلي طراحي كني Aمحاسبه بار سطحي ، 1مرحله

حوض ته نشيني با دبي ورودي 23

23

2

m3785

dA 132.8mm

28.5m d

محاسبه قطر دايره

2 2 2 132.8132.8 42.29 6.8 2 13

3.14r m r d m

كنترل بار سطحي 3

3

2 2

m3785 mdSOR 26.8141m m d

زمان ماند 3

3

V (132.8 3)m 24ht 0.1d 2.5

mQ d3785

d

بار سرريز

3.14 13 41L D m 3

32

m3785 mm dWl 92.3

41m m d


انويه) ث(تصفيه بيولوژيكي هايسيستماما اگر تصفيه اوليه نتواند .دباشميهدف از تصفيه اوليه حذف جامدات معلق و مواد شناور

. هدف از تصفيه شود اعمال بيولوژيكيبايد از تصفيه دكن تخليه آب را ايجادالزم جهت استانداردهايثانويه حذف مواد محلول و كلوئيدي آلي و مواد مغذي مانند نيتروژن و فسفر كه در حوض ته نشيني

.)11(شكلدباشمي، اندنشدهاوليه حذف

اما در حذف مواد كندميرا حذف BOD %85نكته قابل توجه اين است كه تصفيه ثانويه، بيش از .تها آنچنان مـوثر نيسـ مغذي، مواد آلي غير قابل تجزيه بيولوژيكي، فلزات سنگين، و ميكروارگانيسم

ماننـد لجـن فعـال) و فرآينـدهاي رشـد (شامل فرآيندهاي رشد معلق فرآيندهاي تصفيه بيولوژيكي .باشندفرآيندهاي تركيبي ميو ) تماس دهنده بيولوژيكي چرخان مانند فيلتر چكنده،( چسبيده

با مصرف اكسيژن تزريقي، مواد آلي را توانندمي هاارگانيسمدر فرآيند هاي معلق بيولوژيكي، ميكرو .شوند مصرف و رشد كرده و ته نشين

فرآيند متداول لجن فعال: 11شكل


رشد سلولي دوره .دشوميبعد از اينكه به اندازه كافي رشد كرد به دو سلول تقسيم يهر سلول باكتري ياي

اين دو برابر شدن . دشوميگفته 44زماني كه نياز است تا سلول رشد كند و دو برابر شود، زمان توليد ،DOغلظت تأثير تحتاين رشد ميكروارگانيسم ها .درا رشد لگاريتمي سلول گوين هاسلولتعداد

نشان داده شده 12در شكل هاباكتريالگوي رشد .تاسمعيت ميكروبي ج ،pH دما، مواد مغذي،د كاهشي، فاز رشد ثابت فاز رش ،لگاريتميفاز رشد مرحله فاز رشد كند، 5اين رشد شامل .تاس

نياز دارند تا خود را با هاباكتريكم است، هاباكتريتعداد كههنگامي .دباشميو فاز مرگ ) (حداكثربه هاباكتري، رشد 46در فاز رشد لگاريتمي .دشوميكند گفته 45اين فاز رشدبه .دشرايط تطبيق دهن

،)47(رشد ثابت در طول فاز رشد حداكثر. ديابميعلت افزايش مواد غذايي در دسترس افزايش اد غذايي در دسترس آن، مو دنبالبه .دافتمي(مواد غذايي) اتفاق ابيشترين مصرف سوبستر

متوقف يا هاباكتريو رشد دكننميشروع به خودخوري هاباكتريو يابدميها كاهش ميكروارگانيسم .دشومي 48كند

44 -Generation time 45 -Lag phase 46 -Log growth Phase 47 -Stationary pHase 48 -Log death phase-Endogenous


در طول زمان هاباكتريدانسيته : 12شكل

Fعادل بين غذا و ميكروارگانيسم ت ،در فرآيند لجن فعال

Mبسـترا باعـث مصرف سو .تبسيار مهم اس

Fبراي حفـظ دامنـه مناسـب . دشوميها افزايش رشد ميكروارگانيسم

Mدر حـوض هـوادهي بايـد

هـاي اخـتالط كامـل و هم در سيستماضافي از سيستم حذف شود (دفع لجن) . هايميكروارگانيسم شود: جريان پيستوني ميزان رشد باكتريايي به اين صورت بيان مي

rg X

r ،ميزان رشد باكتري :mg

L d

:رشد ويژه در روز نميزا

X : ،جرم ميكروارگانيسم هاmg

L


كه :از آنجايي

dXrg

dt

بنابراين:

كه به تها نيز محدود اسميكروارگانيسمدر شرايط سوبستراي محدود (كمبود مواد غذايي) رشد ميزان رشد . تنابودي اسميزان ردر اين شرايط ميزان توليد براب .داصطالح به آن، سيستم تعادلي گوين

.دبه صورت معادله مونود بيان شو تواندميويژه (مقدار در روز)

m ds

SK

K S

ميزان رشد ويژه، در روز :

m حداكثر رشد ويژه، در روز: S غلظت سوبسترا در محلول :

sK: حداكثرغلظت سوبسترا در نصف ميزان رشد ،ثابت نيمه سرعت mg

l

dk ،ضريب تخريب سلولي :mg

mg d

با تركيب دو معادله فوق خواهيم داشت:

mg

s

SXr kd

K S

dX X

dt


فرآيند لجن فعال اين فرآيند به طور گسترده بار در شهر منچستر مورد استفاده قرار گرفت. اولين فعالفرآيند لجن

در فرآيند لجن فعال از اخيراً .تبراي تصفيه ثانويه فاضالب، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفغير هايقسمتنيتروژن و اصالح فرآيند با حذففرآيند نيتريفكاسيون و دنيتريفكاسيون براي

مواد آلي در فرآيند لجن فعال .دگيرميار ربراي حذف فسفر مورد استفاده ق 50و بي هوازي 49هوازيبه تانك يتزريق يهوا .دگيرنميبا فلوك هاي بيولوژيكي در تماس قرار و شدهوارد تانك هوادهي

گه هاي بيولوژيكي را در حالت معلق نضمن ايجاد شرايط هوازي، مواد آلي و فلوك تواندميهوادهي غالب در فرآيند لجن هايباكتري .تفاضالب ورودي الزم اس 3m 1هوا براي هر m38 تقريباً .ددار

، باسيلوس، فالوباكتر، كنندميرا مصرف هاهيدروكربنپسودوموناس، كه كربوهيدرات و لفعال شام .باشندمي كنندميرا مصرف هاپروتئينآلكاليژنز كه

و شد سلولي و تبديل سلول جديد، آب ميكروارگانيسم ها از مواد آلي به عنوان منبع انرژي براي ر تركيب فاضالب در تانك .دكننمياستفاده ) 2CO و دي اكسيد كربن عمدتاًمواد اكسيد شده (

جامدات معلق مايع مخلوط بهجرم بيولوژيكي (بيومس) .دشوميهوادهي مايع مخلوط گفته )MLSS(52يا جامدات فرار مايع مخلوط ٥١ (MLVSS) شودميگفته .

خصوصيات شيمايي مواد ورودي و شرايط محيطي به وابستهدر سيستم لجن فعال هاباكترينوع ها را در فاز رشد كاهشي يا ميكروارگانيسم ،بايد توجه كرد كه براي ته نشني بهتر .دمتفاوت خواهد بو

ساعت مايع مخلوط را از تانك هوادهي به حوض ته 8تا 4بعد از مدت زمان .درشد تخريبي قرار دامدت فاضالببعد از هوادهي راكتور متوالي منقطع، دراما .ددهنمينشني ثانويه براي ته نشني انتقال

حوض ته نشيني به نيازيبنابراين گيرندميزماني براي ته نشني شدن مواد در همان حوض در نظر

49 -Anoxic 50 -Anaerobic 51 -Mixed liquid suspended solids (MLSS) 52 -Mixed liquid volatile suspended solids(MLVSS)


حفظ سرعت وها ميكروارگانيسمبراي حفظ مناسب تعداد يند لجن فعالدر فرآ .دباشنمي ثانويه .دبرگشت دادرصد لجن فعال را بايد 30تا 20 مصرف مواد آلي

5BODدوره هاي هوادهي و بار

F، نسبت غذا به ميكروارگانيسم 5BODبار راحي فرآيندهاي لجن فعال بر اساسط

M، سن لجن،

ارائه شده است. 6ظرفيت و بار ورودي به حوض هوادهي در جدول .دگيرميو دوره هوادهي انجام

/سـاعت بـا 8تا 4دوره معمول هوادهي از هوادهيدر حوض m 33 7 بـار .باشـد مـي هـوا 15

5BOD در واحد حجـم حـوض هـوادهي از Kg/ /

d m

30 16 1 هـاي همچنـين دوره باشـد مـي 6

Fنسبت ساعت متفاوت است. 24تا 5/2هوادهي از

Mورودي بـر روي بـار 5BODبيان كننده بار

F. مقدار باشدميميكروبي

M از معادله زير محاسبه كرد. توانميرا

F Q BOD

M V MLSS

F

M : نسبت غذا به ميكروارگانيسم

Q جريان فاضالب :3m

d

5BOD اكسيژن مورد نياز بيولوژيكي : V 3: حجم مايع در تانك هوادهيm

M LSS : در تانك هوادهي جامدات معلق مايع مخلوطmg

L .


ظرفيت و بار ورودي به حوض هوادهي : 6جدول

.دشومياستفاده MLSSبه جاي MLVSSدر برخي از معادالت ازMLVSS 0.8MLSS استفاده ازMLVSS م بيولـوژيكي تري از جـر تواند عدد دقيقمي

. دهدفعال را نشان مي

24BODSLR

MLVSS(t)(1 R)

SLR ،بار لجن :gBOD

d MLVSS

BOD ،اكسيژن مورد نياز بيولوژيكي :mg

L

MLVSS : ،جامدات فرار مايع مخلوطmg

L

t : ،زمان ماندd R : نسبت برگشت


mg ورودي BODاگر ميزان غلظت مثال :

lmو ميزان دبي ورودي باشد 140

d

3

و 18900

Kg16100 جامدات معلق باشد ، نسبتF

M را محاسبه كنيد .

حل : BOD ، محاسبه 1مرحله

3

3 3: 18900 140 2464

m gr grBOD Q BOD

d m m

فرار ss، محاسبه 2مرحله كنيمميفرض

80%VSS TSS

16100 0.8 12880MLVSS Kg Kg

Fمحاسبه نسبت ، 3مرحله

M

32464

0.1912880

grF mM Kg


3بر حسب BODدر خروجي حوض ته نشيني اوليه را به بار BODمثال : غلظت

Kg

mمحاسبه

.دكني .دساعت چه ميزان خواهد بو 6ساعت هوادهي پر بار استفاده شود براي 24براي رين مقدار باااگر

BODحاسبه بار م ،1مرحله

3 3

1160 ( )

1000160

11 ( )

1000

gmg

gmgBOD

m mL

mg

ساعت 6در BODبار ه، محاسب2مرحله

3 3

240.16 064

6

Kg h Kg

m d h m d

شيمايي بيو يهاواكنش در سيستم رشد معلق خواهد بود : م حذف مواد قابل تجزيه بيولوژيكيمكانيس

2Organic matter bacteria O CO 2 H 2O NH 4 New Cell

اتوتروف با اكسيداسيون آمونياك به نيترات و هايباكتريبه وسيله تواند ميواكنش نيتريفكاسيون سنتز پروتو پالسم خواهد بود :

2 2 a 3 2NH 4 O CO HCO NO H O H New cell


اش تجزيـه سـازنده اكسيداسيون پرتوپالسم يك واكنش متابوليكي است كه پرتوپالسـم را بـه اجـزاء :شودميخودخوري گفته يا لولي كه به آن مرگ سكند مي

2 2 3 2Protoplasm + O CO + NH + H O + dead cells

لجن فعال يندمفاهيم طراحي فرا، HRTلجن فعال مد نظر قرار گيرد شامل زمان مانـد هيـدروليكي پارامترهايي كه بايد در فرآيند

در گذشته، باشد.و انتقال اكسيژن مي قليائيت ،pHخصوصيات فاضالب، شرايط محيطي مانند: دما، و زمان هوادهي (زمان مانـد هيـدروليكي) 5BODبار طراحي لجن فعال بر اساس پارامترهايي مانند

هـاي ضـعيف و زمـان مانـد هيـدروليكي بـاال بـراي به طور كلي زمان ماند كوتاه براي فاضـالب .بود شود. هاي قوي اعمال ميفاضالب

يند اختالط كامل با برگشت فراجرم ورودي به راكتـور ثابـت اگر .دشومياختالط به طور كامل در كل تانك پخش فرآيند نايدر

براي يك سيستم اختالط كامل، زمـان مانـد هيـدروليكي .دمانميمحتويات خروجي ثابت باقي باشد HRT يا :براي تانك هوادهي خواهد شد

V =

Q

،زمان ماند هيدروليكي :d V : 3، هوادهيحجم تانكm

Q ،جريان ورودي فاضالب :3m

d


a

b

پسماند لجن از لجن (b )) پسماند لجن از تانك هوادهي a: شماتيكي از راكتور لجن فعال (13شكل


جـرم ) در سيسـتم بـه صـورت SRTيـا ن لجـن (سـ c، زمان مانـد سـلولي 13مطابق شكل باشديمز حذف شده از سيستم در رو هاييسمارگانها در تانك هوادهي تقسيم بر جرم ميكروارگانيسم

: شوديمنشان داده ر زيه و به صورت معادل

C

XXt

Cwa e e

VX total mass SS in reactor

Q X Q X SS wasting rate

cمدت زمان باقيمانده جامدات در تانك، روز :

X : غلظتMLVSS در تانكmg

d

Qe : ،دبي جريان خروجي3m

d

Xe : غلظت ميكروارگانيسم ها( )VSS X

t

mgميزان رشد لجن بيولوژيكي در دوره زماني، :

L d

waQ ،دبي لجن دفعي از تانك هوادهي :3m

d

زمان ماند سلولي:

Cwr r e e

VX

Q X Q X

wrQ ،دبي لجن برگشتي :3m

d


rX لجن برگشتيها در : غلظت ميكروارگانيسم، mg

l

تعادل بين ميكروارگانيسم و سوبسترا ثابت نشـان SRTبهره برداري يك سيستم لجن فعال با رآيندهايي كه لجن برگشتي نداريمدر ف

Fدر شرايط يبهره بردار دهنده

M 7ضرايب كينيتيكي فرآيند لجن فعـال در جـدول .دباشميثابت

ارائه شده است.

:به صورت معادله زير مطرح كرد توانيمگفت حجم تانك هوادهي را توانيم

e o

d

QY(S S)V

X(1 k c)

فرآيند لجن فعال براي فاضالب خانگي ضرايب كينيتيكي: 7جدول

:شوديمغلظت سوبسترا در خروجي از طريق معادله زير محاسبه

s c d

c d

K (1 K )S

(Yk K ) 1


S 5 ي: سوبستراي خروج( )BOD

sK ،ثابت نيمه سرعت :mg

l

فرآيند لجن فعال با برگشت لجن خواهد بود:براي ه ضريب بازده مشاهده شد

1obsd c

YY

K

obsY ضريب بازده مشاهده شده : به صورت زير خواهد بود:ميزان جريان لجن برگشتي

wrc r

V XQ

X

rX ) غلظت لجن برگشتي :mg

L (

Qكه ينجايآاز

V 0 نتوامي ،باشدميQSF

M VX 0را به صورتSF

M X .نشان داد

Fو Uميزان سرعت مصرف ويژه سوبسترا

Mو خواهـد دمان فرآيند لجن فعال مـرتبط اسـت با ران

:بودF

( )EMU =100

فرآيند راندمان


0

0

100S S

ES

0S : ،غلظت سوبستراي وروديmg

L

E : % ،راندمان فرآيند

S : ،غلظت سوبستراي خروجيmg

L

توليد لجن ن لجـ مقـدار ت.ثر اسؤتصفيه و دفع لجن م ييندهادر طول روز بر طراحي فرا يديتولمقدار لجن

د.از طريق معادله زير محاسبه كر توانيمتوليدي را

0( )

1000

obsx

Y Q S SP

gKg

xP جرم لجن توليدي : ،Kg

d

obsY ،ضربي بازده مشاهده شده :g

g

Q ،دبي جريان ورودي :3m

d

0S : غلظتBOD محلول ورودي S غلظت :BOD محلول خروجي


اكسيژن مورد نياز هاي دفع شده در ، و ميكروارگانيسم5BODمقدار اكسيژن تئوريكي در فرآيند لجن فعال از مقدار

:شوديمواكنش بيوشيمايي به صورت زير بيان .داز فرآيند بستگي دار زهر رو

5 7 2 2 2 2 3C H NO + 5O 5CO 2H O NH energy

113 5 32=160

Organism cells 1.42

1

. بنابراين مقدار باشديممول اكسيژن 42/1توسط باكتري نياز به 5BODمول ك براي مصرف ي : شوديماكسيژن مورد نياز براي حذف مواد كربن آلي در فاضالب به صورت زير بيان

2OMass of = total mass of BODu used - 1.42

d

02X

Q(S S)OKg 1.42P

gd (1000 )fKg

Q : دبي ورودي

0S : 5غلظتBOD وروديمحلول S 5: غلظتBOD محلول خروجي f 5: فاكتور تبديلBOD بهUBOD

obsY ،ضريب بازده مشاهده شده :g

g

:ياز خواهد بوداكسيژن مورد ن نيتريفكاسيون نيز مد نظر باشد كهيهنگام


0 02obs

Q(S S) Q(N N)KgO 11.42Y

g gd f1000 1000Kg Kg

Nغلظت نيتروژن كجلدال خروجي :

0Nغلظت نيتروژن كجلدال خروجي : TKN: ضريب تبديل اكسيژن مورد نياز براي اكسيداسيون نيتروژن كل 4.75

و درجه تصفيه در دبي پيـك سـاعتي 5BOD، MLSSاكسيژن مورد نياز كل وابسته به مقدار ميلي گرم اكسيژن محلول را به مايع مخلـوط وارد 2جهيزات هوادهي، بايد بتوانند حداقل ت. باشدمي

.كنند اختالط كافي را نيز ايجاد اكسيژن تأمينعالوه بر تا كنند/به جز هوادهي گسـترده، يندهاي لجن فعالادر تمام فر Kg1 اكسـيژن بـه ازاي هـر كيلـوگرم 1

هوا به ازاي هـر كيلـوگرم m394همچنين .دباشمياكسيژن براي حداكثر بار ورودي به سيستم الزم

5BOD د نيــاز اســت. بــراي هــوادهي گســتردهدر شــرايط دمــا، فشــار و رطوبــت اســتاندارد مــور m

KgBOD

3

5 . تمورد نياز اس 128

براي نسبت F

m/باالتر از d0 mلجن فعال متعارف نيازهواي مورد باشد 3

kgBOD

3

531 براي 56

mبا حباب درشت و ديفيوزر

KgBOD

325 . باشدمي براي ديفيوزر با حباب ريز 37

.ديك سيستم لجن فعال با اختالط كامل طراحي كني: مثال

mمتوسط دبي : /

d

3

0 32


mدبي پيك : /

s

3

0 8

5BOD : فاضالب خامmg

l240

T S S فاضالب خام :mg

l280

5BOD : خروجيmg

l 20

T S S : خروجيmg

l 24

C020دماي فاضالب :

طراحي و ضرايب كينيتك بيولوژيكي پارامترهاي زمان ماند سلولي

mg2400 MLVSS

l

0.8V SS

TSS

Tغلظت S S : در لجن برگشتيmg

l9300

5

mgVSS0.5 Y

mgBOD

0.06dk

d

50.67u

BOD

UBOD

فرض كنيد :


5BOD وTSS شودميحذف درصد 67و درصد 33 به ترتيبدر تانك ته نشيني اوليه . 1/وزن مخصوص لجن اوليه .تمحتواي جامدات اس درصد 4/4و 05

/ mg1 .دشوميمصرف ،اكسيژن مصرفي براي هر ميلي گرم سلول اكسيد شده 42 حل :

5BOD ،Tبار ه، محاسب1مرحله S S 33

0.32 86400 27648m s m

Qs d s

كه آنجايياز

3 3

1 1 0.001mg g Kg

l m m

بار ورودي 3

30.24 27648 6636

Kg m kgBOD

m d d

3

30.24 27648 6636

Kg m kgTSS

m d d

، محاسبه خصوصيات لجن اوليه 2له مرحBOD وT S S شده حذف

kg kgBOD= 6636 0.33 = 2190

d d

kg kgTSS = 7741 0.67 = 5186

d d

1/وزن مخصوص لجن : 05

Kgغلظت لجن : / % /

Kg4 4 0 044


33

kg5186

kg1.05 1000

mSludge flow rate = 1120.044

d

mKg dKg

Tو 5BOD، محاسبه دبي، 3مرحله S S در خروجي تانك ته نشيني اوليه 3 3 3m m m

Q = 27648 - 112 27536d d d

03 3

Kg Kg KgBOD 6636 2190 4446

d d dKg g

4446 1000g mgd Kg

161.5 161.5 Sm m L

27536d

3 3

TSS = 7741 kg/d - 5186 kg/d 5 2555 kg/d

Kg Kg KgTSS 7741 5186 2555

d d dkg g

2555 1000 g mgd kg

92.8 92.8m m L

27536 d

در خروجي (S) تجامدا محلول، و 5BOD، محاسبه 4مرحله

5BOD = 5وروديBOD ،محلول ورودي خارج شدهS +5BOD جامدات معلق خروجي

قابل تجزيه بيولوژيكي) %63ورودي (فرض كنيد SSدر 5BODتعيين


24 0.63 15.1mg mg

L L قسمت قابل تجزيه بيولوژيكي جامدات خروجي =

mg mg O2 mg

15.1 + 1.42 21.4L mg cell L

=uBOD جامدات خروجي قابل تجزيه بيولوژيكي

5 u

mg mgBOD = 0.67 BOD 0.67 21.4 14.3

L L

5BOD محلول ورودي خارج شده در تصفيه

mg mg mg20 = S + 14.3 5.7

L L LS

E، محاسبه راندمان تصفيه 5مرحله

محلول BODمحاسبه راندمان تصفيه بيولوژيكي بر اساس

0

0

mg(161.5 - 5.7 ) 100%S - S LE = 100= 96.5%

mgS 161.5L

كل تصفيه خانه شامل تصفيه اوليه راندمان mg

(240 - 20) 100%LE = 91.7% mg

240L

محاسبه حجم راكتور

3010 27536 0.5 (161.5 5.7)( )

5586(1 ) 2400(1 0.06 10)

C

d c

mgQY S S lV m

X k


، تعيين ابعاد تانك هوادهي 7حله مر

، كنيمميچهار تانك مستطيلي را طراحي

Lنسبت طول به عرض

W

12

4/عمق : 4 /و عمق آزاد : m0 6

w w ( / m) m 32 4 4 4 5586

w / m12 6 W / m12 6

H / m 4 )و عمق كل 4 )m5 ريان لجن برگشتي از تانك هوادهي ، محاسبه ج8مرحله

3V = 5586 m

VSS = 0.8 SS

3

3

5586 240010

3(3000 ) (27536 )(24 0.8)

270

cwa e e

wa

wa

mgmVX l

mg m mgQ X Q X Ql d L

mQ

d

ميزان لجن دفعي روزانه ، تخمين9مرحله محاسبه ضريب بازده مشاهده شده


0.50.3125

1 1 0.06 10obsd c

YY

K

MLVSSمحاسبه افزايش جرم در 3

x obs 0 3 3

1 0.001 = Y Q(S -S) 0.3125 27536 (161.5 5.7) 1341

1000

Kg m g kg KgP

g d m g m

ssPمقدار افزايش در،

ss

kg1341

= =1676 0.8

KgdPd

Tمحاسبه S S ، در خروجيeP m3 g 1000 g

pe = (27536 - 270) 24 654d m3 kg

Kg

d

لجن كه بايد دفع شود مقدارمحاسبه

ss eWastewater sludge = P - P 1676 654 1022Kg Kg Kg

d d d

، تخمين ميزان لجن برگشتي 10حله مرmg

VSS in aerator = 2400 L

mg mgVSS in RAS = 9300 0.8 = 7440

L L

2400 (Q + Qr) = 7440 Qr

0.4762Qr

Q

3 3 3

0.4762 27536 13110 0.152r

m m mQ

d d s


( = HRT) كنترل زمان ماند هيدروليكي3

3

V 5586 m = = 0.203 24 4.87

mQ(27536 )

d

hd h

d

HRT ،h5دامنه قابل قبول . باشدمي 15

Fكنترل

M

استفاده شده uBODكنترل بار مواد آلي و جرم نهايي

3

53

33

m g(27536 - 161.5 )QS0 kg BODd mLoading = 0.8

gV m - d(5586 m - 1000 )kg

5 uBOD = 0.67 BOD

m3 g27536 (161.5 - 5.7) ( 0 ) kgd m3BODu = 6403

1000 g0.67 d0.67 kg

Q S S

، محاسبه حجم هواي مورد نياز 15 مرحله

Kgبا فرض اينكه، وزن هوا /

m 31 /كه 202 %23 ضريب انتقال اكسيژن .دشوميوزني را شامل 2

محاسبات را 53براي تخمين مقدار حجم واقعي دمنده هوا 2و ضريب اطمينان ،8%توسط هواده .مدهيميانجام

مقدار هواي مورد نياز تئوريكال

53 -Blower


3

23

kg4499

dAir = 16200g Okg

1.202 0.232 m g air

m

d

%8نياز واقعي با ضريب انتقال هواي مورد

3 3m3

16200dAir = =202000 =140

0.08 min

m m

d

%2ريب اطمينان هواي مورد نياز با ض3 3m

Air = 140 2=280min min

m

و تانك هوادهي بر حذف شده، حجم فاضالب 5BOD، كنترل حجم هواي مورد نياز براي 16مرحله

متر مكعب در دقيقه 140 اساس مقدار حجم واقعي بدست آمده

حذف شده 5BODحجم هوا اعمال شده بر هر كيلوگرم 3

3

35

m g202000 1000

47.1 m aird kgAir =

m g kg BOD27536 (161.5 - 5.7d )

d m3

ي هر متر مكعب فاضالب تصفيه شده هواي مورد نياز برا3

3

m202000

dAir = 7.3427536 m

air

m

اي هر متر مكعب حجم تانك هوادهي حجم هواي مورد نياز بر


3

3

3 3

m 202000

dAir = 36.25586 m

m

m d

MLSSمثال: يك حوض ته نشيني ثانويه با استفاده از اطالعات مثال قبل و نتايج آزمايش

طراحي كنيد.

MLSS,mg/L 1200 1800 2400 3300 4000 4500 6800 8100

سرعت ته نشيني )m/h(اوليه

4.1 3.1 2.1 1.2 0.77 0.26 0.13 0.06

.مكنيميبه صورت لگاريتمي رسم MLSS، ابتدا يك نمودار ته نشيني 1مرحله

، تهيه نمودار شار جرمي 2مرحله .دشوميحاصل 2در ستون 1نيز از حاصلضرب ستون 3ستون


، تعيين محدوده شار جامدات 3 مرحله

mgتعيين محدوده شار جامدات در غلظت

L شودميمنحني شار جامدات حاصل توسط 9300

mg. ابتدا غلظت )14شكل (

Lسپس اين نقطه را تا محل قطع كردن منحني كنيمميرا پيدا 9300

، از نقطه يك خط مماس با منحني رسم كرده تا شار جامدات قطع شود . كه در دهيمميامتداد

Kgاينجا Kg/ /

m h m d

2 21 3 31 . شودميحاصل 2


، منحني شار جامدات14شكل

Q، محاسبه دبي جريان در حوض ته نشيني ثانويه، 4مرحله .تمثال قبل خواهيم داش 10و 8از مرحله

3 3

Q = average design flow + return sludge flow - MLSS wasted

m(27563+12942-270) 40235

d

m

d

mبا دبي ورودي ماز دو زالل ساز هر كدا

d

3

. كنيممياستفاده 20200

محاسبه مساحت و قطر زالل ساز

QX

A= SF

A ،2: مساحت زالل ساز ثانويهm

Q ،دبي ورودي :3m

h

X غلظت :MLSS

SF محدوده شار جامدات :2

Kg

m h

براي هر زالل ساز :


3 3

3

2

32

2

2 2

20200 841.7

24003

0.8

1.3.

3841.7 3QX

A= 1942SF 1.3

.

21942 m 41942 d = = 49.7m 50m

2 3.14

m mQ

d hKg

MLSSm

KgSF

m hm Kgh m mKg

m h

dA

، كنترل بار سطحي در دبي متوسط 6مرحله 3 3

2 2

Q 20200 m /d 10.4 mSLR =

A 1942 m m .d

mاين مقدار كمتر از معيار طراحي

m d

3

. باشدمي 215

براي زالل ساز ، كنترل سطح مورد نياز7مرحله 3

2

Q 10.4 m m= = 0.433

(m - d) hA

مطابق با سرعت ته نشيني MLSS، غلظت 14به شكل توجه باm

/h

0 mgبرابر 433

L4700

. باشدمي ، كنترل بار سطحي در دبي پيك 8مرحله

3 3 3m s m mPeak flow = 0.80 86400 + 13112 82232

s d d d


3

3

2 2

m 82062

dSLR = 21.21942 m 2

m

m d

mgدر MLSSعيين ميزان نسبت برگشت مورد نياز براي حفظ غلظت ت ،9مرحله

Lخواهد 3000

بود

r r u(Q + Q ) 3000 = QX + Q X


d

Qr ي: دبي برگشت 3m

d

X غلظت:SS ورودي

UX غلظت :SS برگشتي

r uQ(3000 -X) = Q (X -3000)

3000recycle ratio

3000

9300

3000 930.46

9300 3000

u

u

Qr X

Q X

mgX

Lmg mgl l

mg mgl l

، محاسبه عمق مورد نياز براي ناحيه تغليظ 10مرحله و ذخيره تغليظ جامداتعمق كل در هر زالل ساز شامل سه بخش است، عمق زالل سازي آب، عمق

30%باقيمانده در زالل ساز تدر شرايط نرمال جرم جامدا براي تخمين عمق ناحيه تغليظ .نلج


mgدرصد جرم جامدات در تانك هوادهي در شرايطي كه غلظت جامدات

lباشد در نظر 7000

.گيرممي زالل ساز است. 2تانك هوادهي و 4سيستم داراي

محاسبه جرم جامدات در هر تانك هوادهي

3

mg kgMLSS = 3000 = 3.0

L m

جرم جامدات در هر تانك هوادهي خواهد بود ، مثال قبل7 با توجه به مرحله

3

kgSolids in each aeration tank = 3.0 4.4 m 12.6 m 25.2 m = 4191 kg

m

روز 2جامدات در زالل ساز براي محاسبه جرم جامدات در هر زالل ساز

Solids in each clarifier = 4191 kg 0.3 2 =2515Kg محاسبه عمق ناحيه لجن،

2

g2515 kg 1000

mD = 0.19 0.2gA C 1942 m 7000 m

Mm m

ذخيره سازي لجن ، محاسبه عمق ناحيه11مرحله اين ناحيه براي ذخيره سازي جامدات مازاد در شرايط دبي پيك يا در شرايطي كه دستگاه هاي جمع

روز دبي پيك 2ظرفيت ذخيره سازي براي .دآوري كنترل لجن قادر به كنترل لجن توليدي نباشن شود.برابر دبي متوسط) فرض مي 5/1( BODروز پيك بار 7و ) برابر دبي متوسط 5/2مداوم (

BODمحاسبه بار كل جامدات فرار در شرايط پيك بار


obs 0x

obs

3 3 3

Y Q (S - S)P =

g (1000 )

kg

Y = 0.3125

Q = 2.5(0.35 ) = 0.8 69120 m m m

s s d

0

3

x

mg mgS = 161.5 1.5 = 242

L Lmg mg

S = 5.7 1.5 = 9 L L

m g0.3125 69120 (242 - 9)

d m3P = = 5033 1000

Kgg d

Kg

روز ذخيره 2به جرم جامدات براي محاس

kg5033 2 d

dTSS = =12580Kg 0.8

در هر زالل ساز محاسبه جامدات ذخيره شده 12580 kg

Solids to be stored = = 6290Kg 2

دات كل در هر زالل ساز محاسبه جام

Total = 6290 kg + 2515 kg 8805Kg مورد نياز براي ذخيره سازي لجن محاسبه عمق

23

g8505 kg 1000

kgD = 0.63

g7000 1942 m

m

m


محاسبه عمق كل براي هر زالل ساز /عمق معمول براي پوشش ناحيه زالل سازي و ناحيه ته نشيني m1 5 m 2 كه در اين مثال 2

.دشوميدر نظر گرفته

Total = 2 m + 0.2 m + 0.63 m = 2.83 3m /با در نظر گرفتن m0 عمق آزاد، عمق كل خواهد بود 65

/ 3 65Total m كي در تانك ته نشيني ثانويه ، كنترل زمان ماند هيدرولي13مرحله

D m و خواهيم داشت دبدست آم 5رحله از م 50

2 350 mV = 3.14 ( ) 3.0 m = 5888 m

2

ان ماند هيدروليكي در دبي متوسط زم3 h

5888 m 24 dHRT = 3.5

m340400

d

h

زمان ماند هيدروليكي در دبي پيك

3

3

h5888 m 24

dHRT = 1.72m

82062 d

h

چرخش باز اپيستوني ب هايجريانشبه مدل جريان پيستوني طراحي تقريباًمعمول و تغيير شكل يافته لجن فعال فرآيندهاي در مدل جريان پيستوني جريان آب يا نشان داده شده است 15شكل همان گونه كه در .دشونمي


در .كندمياز راكتور عبور باقيماندهبعد از مدتي كه در راكتور به طور متوالي وارد راكتور شده فاضالببعضي از در يك جريان پيستوني .دخواهد كروارد سيستم شده است از طرف ديگر عبور آنچه هرواقع

.دبه وسيله جريان برگشتي دوباره از سيستم عبور كنن توانندميذرات (جامدات)

تانك هوادهي در نيازمورد اكسيژن محلوللجن فعال متداول و : 15شكل

وارد يكه هاي) مقدار ميكروارگانيسم1( تجاد مدل جريان پيستوني حاكم اسفرضيه در ايدو هاين فرضيه زماني معتبر است ك باشدميسيستم خارج برابر مقدار خروجي از تقريباً شودميسيستم

c

يكه فاضالب از تانك هوادهي عبور مهنگا sur) ميزان سوبستراي مصرف شده 2(. باشد 5

:شودميبه صورت زير مطرح كندمي

sus

kSXr =

K + S

:بودخواهد معكوس زمان ماند سلولي


0d

c0 s

i

Yk(S S)1k

Si(S S) (1 )K Ln( )

SS0 S

S1

sur ،ميزان سوبستراي مصرف شده :mg

l

S ،غلظت سوبستراي خروجي :mg

l

0S،غلظت سوبستراي ورودي : mg

l

X،ميانگين غلظت ميكروارگانيسم ها در راكتور : mg

l

, ,k Ks Y توضيح داده شده است قبالً: ضرايب كينتيكي كه

c،زمان ماند سلولي : d نسبت برگشت :

iSد از رقيق سازي با جريان برگشتي: غلظت ورودي در راكتور بع

و كنترل لجن فعال يبهره برداربهره برداران به حوض هوادهي قلب تصفيه خانه فاضالب است و بهره برداري و كنترل آن نياز

هاي بهره برداري مانند ذخيره پارامترانش و تجربه خود بتوانند كه با د داردمجرب و كارآزموده

Fاكسيژن محلول، نسبت

Mبرخي از پارامترهاي غير . كنند كنترلرا ، تعادل جرمي لجن برگشتي

مانند شاخص حجمي لجن، شاخص تراكم لجن، تثبيت لجن، و سن لجن در بهره برداري لتئوريكا .دباشبسيار ارزشمند مي


54ي لجنشاخص حجمرا شاخص حجمي يدقيقه ته نشين 30 مايع مخلوط بعد ازجامدات هميلي ليتر حجم اشغال شد

SVIلجن گويند. از شاخص رموث MLSSميزان لجن برگشتي و ،در كنترل ته نشيني لجن .شودمياستفاده

يك ليتر نمونه فاضالب را در يك استوانه مدرج يك ليتري در آزمايشگاه SVIبراي بدست آوردن .مكنيميدقيقه مقدار لجن ته نشين شده را محاسبه 30از ريخته و بعد

:شودمياز فرمول زير استفاده SVIبراي محاسبه mg

SV 1000 g

SVI = MLSS

SV I ،شاخص حجمي لجن :mL

L

SV ،حجم لجن ته نشين شده : mL

L

MLSS: ،جامدات معلق مايع مخلوطmL

L

SVمقدار متداول I گي، بـا مقـدار غلظـت اضـالب خـان براي فرآينـد لجـن فعـال بـراي فMLSS mg

l2000 ml ربراب ،3500

g80 .دباشمي 150

55شاخص تراكمي لجنراي تعيين توانايي لجن در ته نشيني مورد توجه بشاخص تراكمي لجن مانند شاخص حجمي لجن :شودميشاخص تراكمي لجن به اين صورت بيان . باشدمي

54- Sludge volume index. 55 -Sludge density index


100SDI

SVI

SDI ،شاخص تراكمي لجن :g

ml

1 هدر دامن SDIمقدار 0/ رنشان دهنده خاصيت مناسب ته نشيني لجن و مقدا 2 نشان 5 . باشدميدهنده حاكم شدن شرايط بالكينگ يا شرايط غير قابل ته نشيني لجن

لجن فعال برگشتي براي انتقال به حوض هوادهي با هثانويمقدار لجن جمع آوري شده از كف حوض ته نشيني

هدف از برگشت لجن حفظ غلظت كافي لجن فعال در تانك هوادهي .شودميفاضالب ورودي مخلوط ها در سيستم تصفيه شود تا مدت زمان ماند ميكروارگانيسمباشد. در واقع لجن برگشت داده ميمي

)افزايش يابد. مقدار لجن برگشتي )RAS %20 مقدار 8دبي ورودي است . جدول شماره 40 لجن برگشتي براي فرآيندهاي مختلف لجن فعال را ارائه كرده است.

(درصد دبي متوسط) مقدار لجن برگشتي براي فرآيندهاي مختلف لجن فعال: 8جدول

حداكثر(%) حداقل(%) نوع فرآيند

متداول 15 100

هوادهي مرحله اي 15 100

اختالط كامل 15 100

تماس جامدات 50 150

هوادهي گسترده 50 150


باشـد ميو غلظت جامدات مايع مخلوط SVIحداقل درصد برگشت لجن تابع شاخص حجمي لجن :شودميبه صورت زير بيان و

4

(SVI)P-1% RSA

10

SV I ،شاخص حجمي لجن :ml

g

P ،درصد جامدات در مايع مخلوط :%

برابر MLSSنفر را با فرض 20000مثال: ابعاد حوض هوادهي را براي شهري با جمعيت mg

lBOD Kgميزان بار 2600

/m d30 48 ،ml

SVIg

110 وmgp

l محاسبه كنيد. 2600

)،BOD، محاسبه بار 1 مرحله )L وارده بر تانك هوادهي

kgتوليد شده در روز براي هر نفر BODمتوسط كه آنجاياز /

p c0 .تاس 091

kg

Total BOD load = 20000 0.091 1820(P - d)

Kg

d

از اين رو خواهيم داشت شودميدر تانك ته نشيني اوليه حذف BOD 30%فرض كنيد kg

BOD load L = 1820 (1 - 0.3) = 1274 d

Kg

d

، محاسبه درصد برگشت لجن2مرحله


mlSVI 100

g

mgp 2600 0.26%

L100 100

% R = 40(100/(SVI)P-1) 100(100 0.26) 1

ورودي به حوض BOD، تعيين بار 3مرحله ورودي برابر است. نو جريا RASهم براي BODغلظت كنيمميفرض

خواهد بود BODاز اين رو بار كل BODاضافي داريم، كه بار كل يلجن برگشت %40kg kg

1274 1.40 = 1784 d d

حجم مورد نياز تانك براي هوادهي تعيين

3

3

3

kg1784 Total BOD loading

V = 3717kg loading per m 0.48

d.m

d m

تعيين ابعاد تانك هوادهي /تانك با عمق 8 m4 /و 4 m0 :متر، طول تانك خواهد بود 7عرض عمق آزاد، و 6

33717 mL = 15

8 4.4 m 7 mm

)ابعاد تانك m m m) 5 7 15 .


Vغلظت در يك تصفيه خانه : مثال SS در مقدار لجن برگشتيRAS m

d

3

mgبرابر 240

L5800

Vبعد از مدتي . باشدمي SS در لجن برگشتيmg

L . را محاسبه كنيد RASمقدار باشد 5500

3

adj

3

mg mgQ 5550 = 240 5800

L L

250

m

d

m

d

56تعادل جرمي در تانك هوادهيحجم مورد نياز براي پمپاژ به . باشدميدبي متوسط 100% در عمل حداكثر دبي لجن برگشتي

هاي جديد قابل صرف نظر است شود رشد سلولشود. فرض ميوسيله معادله تعادل جرمي حاصل ميتواند در تانك هوادهي تجمع پيدا كند. همچنين غلظت جامدات در ورودي تانك در مقايسه با و نمي

MLSS موجود در تانك قابل صرف نظر است . به صورت زير بيان شود: تواندمياين معادله

r r rX Q = X(Q + Q ) يا

r r

r r

X(Q + Q ) MLSS(Q + Q )Xr =

Q Q

rX،جامدات معلق لجن فعال برگشتي : mg

l

56-Aeration tank mass balance


rQ،جريان برگشتي : 3m

s

X: ،جامدات معلق مايع مخلوط MLSS

Q :جريان ورودي با تانك ته نشيني ثانويه ،3m

s

يته نشين شود. درصد و دب دقيقه 30مدرج به مدت لجن در استوانه mL255 كههنگامي :مثال

mلجن برگشتي براي دبي ورودي

d

3

محاسبه كنيد. 37850

حل: محاسبه درصد لجن برگشتي ،1 مرحله

m L 255 100%S V LQ r% = 34%

m L m L1000 - S V 1000 - 255 L L

، محاسبه دبي لجن برگشتي 2مرحله 3 3

0.34 37850 12869r

m mQ

d d

mgدر تانك هوادهي MLSS: اگر غلظت 2 مثـال

lحجم لجن ته نشين شده در استوانه . باشد 2800

در لجن برگشتي و نسبت برگشت مورد نياز SSباشد. شاخص حجمي لجن، غلظت mL285مدرج را محاسبه كنيد.

حل: ، محاسبه شاخص حجمي لجن1مرحله


mg mL mg SV 1000 285 1000

g L gSVI = 102

MLSS 2800

mlmg gl

mlاين مقدار در دامنه مناسب

g80 .باشدمي 150

يدر لجن فعال برگشت SSمحاسبه غلظت ،2مرحله

1000000( )( ) 1000000

Xr = 9804 0.98%SVI 102

mL mgmgL g

mL Lg

Qr، محاسبه 3مرحله

Q

mg285 Qr SV L 0.4 40%

mgQ 1000 (1000 - 285)L

SV

mlاگر شاخص حجمي لجن :مثال

LMLSS mgو غلظت 110

L دباشد. ميزان دبي و درص 2500

m لجن برگشتي را براي دبي ورودي

d

3

محاسبه كنيد. 37850

حل :SV، محاسبه جامدات معلق در لجن برگشتي بر اساس 1مرحله I

r

mg mg1000000 1000000

L LX in RAS = 9090SVI 110

mg

L


SV، محاسبه ميزان دبي لجن برگشتي بر اساس 2مرحله I

3

3mg m

( 2500 37850 )X L dQr 14360mg mgXr - X 9090 2500L L

m

d

ورودي ي، محاسبه درصد لجن برگشتي به دب3مرحله 3

3

14360( Qr 100%)RAS flow= 39%

37852

mdmQd

57لجن فعال دفعيلجن دفع شده بر روي خاصيت ته . دفع شود ،مقدار لجن مازاد توليد شده بايد از خط برگشت لجن

هـا، مـواد مغـذي، بالكينـگ لجـن، نشيني مايع مخلوط، مصرف اكسيژن، ميزان رشد ميكروارگانيسم

Fهدف از دفع لجن حفظ نسبت .تثر اسؤاحتمال نيتريفكاسيون م

M باشد. دامنه مناسب ميدر

تعادل جرمي در زالل ساز ثانويه. در باشدميبراي تعيين ميزان لجن برگشتي مفيد هدل جرمي در تانك ته نشيني ثانويمحاسبه تعا

SSمقـدار و در زالل ساز قابل تغيير نيست 58بستر لجنارتفاع دشوميمحاسبه تعادل جرمي فرض .باشدمي خروجي SSورودي به زالل ساز برابر با

: از اين رو مقدار لجن دفعي خواهد بود

wr wa wr(Q + Q ) (MLSS) = Q (WAS) + Q (RAS)

57-Waste activated sludge 58-Sludge blanket


wa wrQ(MLSS) - Q (WAS) = Q (RAS - MLSS) wa

wr

Q(MLSS) - Q (WAS)Q =

RAS MLSS

Q ،دبي وردي به تانك :3m

d

wrQ ،لجن فعال برگشتي :3m

d

waQ ،لجن فعال دفعي :3m

d

MLSSمايع مخلوط،معلق ت: جامداmg

L

W AS ،جامدات معلق دفعي لجن فعال :mg

L

RAS ،جامدات معلق برگشتي لجن فعال :mg

L

59سن لجن. ايـن پـارامتر بـا ماندميسن لجن، مدت زماني است كه يك ذره معلق در فرآيند لجن فعال باقي

Fنسبت

M :كنندميسن لجن را به صورت معادله زير بيان . باشدميمرتبط

w w e e

MLSS VSludge age =

SS Q + SS Q

MLSS ،جامدات معلق مايع مخلوط :mg

l

V ،3: حجم تانك هوادهيm

59-Sludge age


wSS ،جامدات معلق لجن فعال :mg

l

wQ ،دبي لجن دفعي :3m

d

eSS ،جامدات معلق در خروجي فاضالب:mg

l

eQ ،دبي فاضالب خروجي :3m

d

ريـان فاضـالب از روز اسـت. ج 8تـا 3لجن فعال، سن لجـن در دامنـه فرآيندهاي زدر بسياري ا در را تـري طـوالني اما، جامدات معلق با برگشـت مـدت شودميخارج طور دائم بههاي تصفيه واحد

.دماننميسيستم باقي

96جريان ورودي به يك فرآيند لجن فعال با جامدات معلق :مثال mg

l، m

d

3

. سه باشدمي 22700

MLSS mgبا مقدار m31500تانك هوادهي با حجم

l ار مدر سيست ن. سن لجباشدمي 2600

محاسبات كنيد. SS، محاسبه در تانك هوادهي1مرحله

33

kgMLSS V = 2.6 1500 m = 11700Kg

m

اضافه شده SS، محاسبه2مرحله 3

3SS = Q SS =22700 0.096 2180

m Kg Kg

d m d

، سن لجن 3 مرحلهSS 5 11700 kg

Sludge age = 5.4kgSS added 2180 d

d

.تروز اس 8تا 3اين مقدار در دامنه


، جامدات اضافه شده Kg13000جامدات در حوض هوادهيه فاضالب اگر در يك فرآيند تصفي مثال:Kg

dmg، غلظت لجن برگشتي 2200

L/ن لجن مطلوب س ،6600 d5 Kgمقدار و 5

dدر روز 2100

اساس تكنولوژي كنترل سن لجن محاسبه كنيد.بر . ميزان دبي لجن دفعي را باشد لجن دفعي5/در حوض هوادهي براي سن مطلوب SSمحاسبه ،1مرحله لجنروز 5

SS = solid added sludge age =2200 5.5 12100Kg

d Kgd

، محاسبه جامدات معلق اضافي حذف شده در روز2 مرحله

SS aerated - SS desired = 13000Kg-12100Kg = 900Kg )محاسبه جريان لجن برگشتي اضافي ،3مرحله )q براي حفظ سن مطلوب لجن

3

3

kg(900 )

dq = = 136.4kg

(6.6 )m

m

d

كل لجن برگشتي ، محاسبه دبي4مرحله

3

3

3 3

kg(2100 )

dQ = 318.2kg

(6.6 )m

mTotal WAS flow = (0.095 + 0.221) 0.316

min min

m

d

m

60بالكينگ لجن. هـر داشـت بستگي يته نشيني لجن در تانك هوادهقدرت هعملكرد لجن فعال باگر مطلوب بود

قـدرت پـايين تـه نشـيني لجـن و است. ترمطلوبباشد فرآيند تصفيه بيشتر ته نشيني قدرتاندازه 60-Sludge bulking


. يك لجن با قدرت لخته سـازي باشدميهمچنين توليد كف از مشكالت عمده فرآيندهاي لجن فعال شـود. ، سبب افزايش حجم لجن و پايين رفتن قدرت ته نشيني آن مـي 61ضعيف (لخته نوك سوزني)

خروجي خواهد شد. به اين پديده كه در SSو BODاين پايين بودن قدرت ته نشيني باعث افزايش شود.شود بالكينگ لجن گفته ميميتصفيه خانه فاضالب ايجاد

دبي نامساعد از جمله مانند نوكارديا و ميكروتريكس پارويسال در شرايطاي رشته هايباكتريرشد پديـده ايجاد كف يا باعث تواندمي يكمبود مواد مغذي، حضور مواد سم بيش از حد، هوادهي ناكافي،

Fنوكارديا در شرايط سن باالي لجن، نسبت پايين . شود بالكينگ

Mرشـد ،، دمـاي پـايين فاضـالب

ها مانند بژاياتوا، تيوتيركس، اي هستند. بعضي از باكتريهاي رشتهها از ميكروارگانيسمكنند. قارچميابتدا علت ايجاد بايدلوكوتيركس در ايجاد پديده بالكينگ نقش دارند. اگر پديده بالكينگ اتفاق بيفتد

توان در جهـت كنتـرل هايي را كه ميآن را حذف يا كنترل كرد. بعضي از فعاليتسپس آن را پيدا و ، غلظت اكسيژن محلول، ميزان پمپاژ BODبار مانند شامل تغيير پارامترهايي اين پديده اعمال كرد

اي و هـاي رشـته لجن برگشتي، آزمايش ميكروارگانيسم هايي ماننـد پروتوزاهـا، روتريفرهـا، بـاكتري باشد. هاي تصفيه ميها در زالل سازها و ساير واحدنماتود

mgبا دز يزني لجن برگشتكلر

l2 mg ربه ازاي ه 3

MLSSl

براي كنترل پديده بالكينگ 1000

. كـاهش شـود ميپيشنهاد ،به عنوان اكسيد كننده زپيرن ني هيدروكسياستفاده از . شودميپيشنهاد ، افزايش ميزان هوادهي، اضافه كردن آهك به مايع مخلوط بـراي BODجامدات معلق، افزايش بار

Fت بكنترل پديـده بالكينـگ اسـت. همچنـين نسـ هايروشاز pHتنظيم

M محـدوده ربايـد د

/ 0 5 حفظ شود.روز 2

61-Pin Particles


62فرآيندهاي لجن فعال تغيير يافته .و مواد مغذي ابداع شد BODفرآيندهاي مختلف لجن فعال براي افزايش حذف ،با گذشت زمان

،66هـوادهي گسـترده ،65اختالط كامـل ،64ايمرحله، هوادهي 63اين فرآيندها شامل: هوادهي كاهشي، 71منقطـع متـوالي ، راكتور70، اكسيژن خالص69، بركه اكسيداسيون68، تثبيت تماسي67هوادهي پربار

.باشدمياي نيتريفكاسيون دو مرحله و ايمرحلهنيتريفكاسيون تك

فرآيند متداولتـه يك حوض ته نشيني اوليه، حوض هوادهي بـراي تزريـق اكسـيژن و حـوض از ددر اين فرآين

بخشي از لجن ته نشين شده در كف حوض ته نشيني ثانويه به حوض .شودمينشيني ثانويه استفاده . اين فرآيند به علت حساس بودن به بار آلي باال و مواد سمي تنها بـراي شودميهوادهي برگشت داده

ــار ورودي را . شــودمــيفاضــالب ضــعيف تــا متوســط شــهري اســتفاده در طراحــي ايــن فرآينــد بKg

/ /m d

30 3 0 6 BOD ورودي وMLSS mg

L1500 باشد.مي 3000

h4دوره هوادهي در اين فرآيند در دامنه / براي نسبت برگشـت ، 8 /0 27 0 . ايـن باشـد مـي 75 را داشته باشد. درصد 95درصد تا 85 راندمان حذف تواندميفرآيند

62- Modified activated-sludge processes 63 - Tapered Airation 64-Step feed aeration 65-Complate -Mix 66- Extended aeration 67- High rate Aeration 68- Contact stablization 69- Dithch Oxidation 70- Purity oxygen 71- Batch reactor Sequence


پارامترهاي ارائه شده در جدول زير مربوط به يك تصفيه خانه لجن فعال متداول است. مثال :

F، نسبت BODميزان بار

M، نسبت برگشت cمان ماند سلولي ز ،، زمان ماند هيدروليكي

و كل جامدات را محاسبه كنيد. BOD ،TSSلجن، و راندمان حذف حل :

BODبار ه، محاسب1مرحله

3 3

3

3

3

mg gInfluent BOD = 143 = 143 = 0.143

L m

m kg 7570 0.143 amount d mBOD load =

volume 2260 m

Kg

m

Kgدر دامنه بدست آمده مقدار / /

m d

30 3 0 .باشدمي 6

Fنسبت همحاسب

M


كنيمميفرض

MLVSS = 0.8 MLSS 0.8 2600 2080mg mg

L L

3

m3 mg7570 143 BOD F d L = 0.23

mgM 2260 m 2080 MLVSSL

F مقدار بدست آمده در دامنه / /

M 0 2 0 .دباشمي 4

، محاسبه زمان ماند هيدروليكي 3مرحله 3

3

V 2260 mHRT = = = 0.3d = 7.17h

mQ7570

d

Fمقدار بدست آمده در دامنه / /

M 0 2 0 .باشدمي 4

c، زمان ماند سلولي 4مرحله 3

3 3

m kgTSS in the aeration tank = 7570 2.6 19628

d m

Kg

m

3

3 3

m kgTSS in sludging wasting = 200 8.9 1780

d m

Kg

m

3

3

m kgTSS in effluent = 7570 0.024 182

d m

Kg

d

c

kg19682

d= 10d kg kg

1780 +182 d d

cdمقدار بدست آمده در دامنه d 5 .باشدمي 15 RAS، محاسبه نسبت برگشت لجن 5مرحله


3

3

m3180 Qr d = = 0.42 = 42%

mQ 7570

d

rQمقدار بدست آمده در دامنه / /

Q 0 25 0 .باشدمي 75

TS، و BOD ،TSS مشاهده شدهمحاسبه راندمان حذف

mg(143 - 20) 100%

LBOD = 86%mg

143 L

mg(125 22) 100%

lTSS 82%mg

125l

mg(513 418) 100%

lTS 19%mg

513l

برابر MLSSنفر را با فرض 20000 مثال: ابعاد حوض هوادهي را براي شهري با جمعيت

mg

lBOD Kgميزان بار 2600

/m d30 48 ،ml

SVIg

110 وmgp

l محاسبه كنيد. 2600

B، محاسبه بار 1 مرحله OD،( )L وارده بر تانك هوادهي

Bكه متوسط از آنجاي OD توليد شده در روز براي هر نفرkg/

P - d0 .است 091


kgTotal BOD load = 20000 0.091 1820

(P - d)

Kg

d

B 30%فرض كنيد OD شود از اين رو خواهيم داشت در تانك ته نشيني اوليه حذف مي

kgBOD load L = 1820 (1 - 0.3) = 1274

d

Kg

d

، محاسبه درصد برگشت لجن،2مرحله

mlSVI 100

g

mgp 2600 0.26%

L100 100

% R = 40(100/(SVI)P-1) 100(100 0.26) 1

ورودي به حوض BOD، تعيين بار 3مرحله ورودي برابر است. ي هاو جريان RASهم براي BODكنيم غلظتفرض مي

Bاز اين رو بار كل BODلجن برگشتي اضافي داريم، كه بار كل %40 OD خواهد بود kg kg

1274 1.40 = 1784 d d

تعيين حجم مورد نياز تانك براي هوادهي

3

3

3

kg1784 Total BOD loading

V = 3717kg loading per m 0.48

d.m

d m

تعيين ابعاد تانك هوادهي /تانك با عمق 8 m4 /و 4 m0 متر، طول تانك خواهد بود 7و عرض عمق آزاد 6


33717 mL = 15

8 4.4 m 7 mm

)ابعاد تانك m m m) 5 7 15.

ساعته هوادهي طراحي كنيد. با 6را براي دوره مثال : با استفاده از اطالعات مثال قبل ابعاد تانك

mفرض اينكه فاضالب به ازاي هر نفر /

p d

3

0 باشد. 53

Q، محاسبه دبي جريان ورودي1مرحله 3 3m

Q = 0.53 20000 p =10600(p - d)

m

d

r%Q40، با در نظر گرفتن 2مرحله 3 3m

Q + Qr = 1.4 10600 14840d

m

d

، محاسبه حجم مورد نياز يك تانك 3مرحله 3

3m 1dV = 14840 ( ) 6 h 3710

d 24 hm

باشد. مي متر 15و طول متر 7عرض ،متر 5، محاسبه ابعاد تانك، 4مرحله

72جريان لجن برگشتي)لجن برگشتي )RAS شـود مـي باعث وميزان جريان ورودي مستقل است زا دبي ثابتدر يك

MLSS حداكثر مقدار. ددر تانك به طور مداوم تغيير كنMLSS را در زمـان دبـي حـداقل ورودي

72-Return activated sludge flow rate


Fبراي حفظ مقدار .تخواهيم داش

Mبرگشـت مناسب در درصـد ا يك برنامه بايد ب در دامنه مناسب

.دبه اين هدف رسي ،لجن :شودميبه وسيله معادله زير محاسبه RASغلظت جامدات معلق در

r

6

r

mg ml mgSV 1000 1000 1000

g L gX =

mLSVI SVIg

10 mgX

SVI L

ته نشيني لجنه عنوان درصد ته نشيني ب .تدار لجن برگشتي بر اساس روش ته نشيني اسروش ديگر محاسبه مق

باشد.زمان ماند ميدقيقه 30بعد از اشغال شده لجن،حجم

r

(SV) QQ =

1000 - SV

rQ ،لجن فعال برگشتي :3m

s

Q : ،جريان ورودي3m

s

SV : ) دقيقه)، 30حجم لجن ته نشين شدهmL

L


فرآيند هوادهي كاهشي

از آنجايي كه مقدار اكسيژن مورد نياز در فرآيند جريان پيستوني لجن فعال به مرور زمان كـاهش يـن از. باشدميباال و در انتها كم هوادهيميزان هوادهي كاهشي در ابتداي فرآينددر فرآيند يابدمي

هواي درصد 75تا 55 هرو اين روش نيازمند ديفيوزها با ابعاد مختلف است. بهترين نتايج در زماني ك .آيدميبدست مورد نياز در نيمه اول تانك اعمال شود

به كاهش هزينه بهـره بـرداري، كنتـرل بهتـر فرآينـد تصـفيه، توانمياز مزاياي هوادهي كاهشي . اشاره كرد نجلوگيري از نيتريفكاسيو

اي فرآيند هوادهي مرحلهو لجن برگشتي نيز به ابتـداي شودميمختلف وارد حوض هوادهي در اين فرآيند فاضالب از نقاط

يـا شاز افزاي شودميبار آلي در طول تانك به صورت يكسان توزيع كه آنجاي. از شودميحوض وارد لجن فعـال متـداول يـا هـوادهي كاهشـي كاهش نياز اكسيژن در يك بخش از حوض هوادهي مانند

).16(شكل شودميجلوگيري در باعث كوتاه شده زمان ماند و پايين آمدن غلظت لجن در مايع مخلوط خواهـد شـد. فرآينداين

Kgميـزان بـار فرآيند اين/

m d

30 6 mgبـاالتر از MLSS، غلظـت 1

L2000 ، زمـان مانـد 3500

h3هيدروليكي كمتر از اي ماننـد لجـن فعـال متـداول هپارامترهـاي هـوادهي مرحلـ . باشدمي 5

c d 5 15 ،F/ /

M 0 2 0 4 ،Qr

/ /Q

0 25 0 %و راندمان حـذف 75 %85 .باشـد مـي 95

نيز اما زمان هوادهي در آن نصف و سن لجن ،باشدمي برابر راندمان اين فرآيند تقريباً با روش متداول باشد. باشد. همچنين هزينه بهره برداري به اندازه روش متداول ميروز مي 4تا 3در محدوده


اي فرآيند لجن فعال هوادهي مرحله : 16شكل

73فرآيند لجن فعال اختالط كاملدي با لجن فعال برگشتي در يك تانـك بـه صـورت يكنواخـت پخـش وفاضالب ور فرآينددر اين اين فرآيند در مقابـل شـوك ). 17(شكل )باشدمياكسيژن مورد نياز در تمام تانك يكسان (. شودمي

73-Complete-mix process


تـا 85هيدروليكي و شك آلي مقاوم است. راندمان تصفيه در اين آن مانند فرآيند لجن فعال متداول بـه اما نسبت گيردمورد استفاده قرار مي باشد. اين فرآيند براي تصفيه فاضالب صنعتيمي درصد 95

هاي رشته اي حساس است. رشد باكتري

فرآيند لجن فعال اختالط كامل : 17شكل

KgBOD كاملفعال اختالط هاي طراحي براي فرآيند لجن معيار/

m d

5

30 45 2 ،F/ /

M 0 2 0 6 ،

c d 5 15،mgMLSS

L 2500 6500 ،HRT h 3 5 ،Qr

/Q

0 25 .باشدمي 1

فرآيند هوادهي گسترده ــا زمــان مانــد هيــدروليكي hيــك فرآينــد لجــن فعــال اخــتالط كامــل ب 16 ســلولي 36

c d 20 ميزان برگشـت ،MLSSغلظت ،در اين فرآيند زمان هوادهيهمچنين . باشدميباال 30 تصـفيه هـاي كوچـك بـراي . از اين فرآينـد در تصـفيه خانـه باشدميو دفع لجن كم حاكم بااللجن

mفاضالب با دبي

d

3

ايـن فرآينـد در .شـود مـي اسـتفاده مانند مدرسه، دهكده و غيره يا كمتر 3780


گير و دانه گير، بدون اينكه از ته نشني اوليه عبور كند وارد تانك آشغالبعد از عبور از فاضالب ورودي

KgBOD شـــامل ،شـــود. پارامترهـــاي طراحـــي بـــراي ايـــن فرآينـــد هـــوادهي مـــي

m d

5

31 4 ،

mgMLSS

L 1500 Qr، و 5000

/ /Q

0 5 1 باشد. نسبت غذا بـه ميكروارگانيسـم در ايـن مي 5

Fفرآيند /

M 0 05 باشد.مي 2

قـرار دادن تكـه كمتـرين مقـدار دفـع لجـن بـه علـ شـود مـي اين فرآيند بـه نحـوي طراحـي در اين فرآيند حوض ته نشيني ثانويه بايد به نحـوي . قرار گيرد 74در فاز خودخوري هاميكروارگانيسم

كـه ياز آنجـاي را كنترل كند. MLSSبااليطراحي شود كه بتواند تغييرات بار هيدروليكي و غلظت تخريبي نقش اصـلي را مانند فاز خودها در تانك هوادهي براي مدت طوالني باقي ميميكروارگانيسمتوصيه شده اسـت باشد.درصد مي 95تا BOD75كند. راندمان حذففعال بازي مي ندر كيفيت لج

mgنبايد به زير MLSSدر اين فرآيند غلظتكه

l برسد. 2000

74- Endogenous


BOD Kgميزان بار با هوادهي گسترده و بدون دفع لجندر يك فرآيند لجن فعال مثال:/

m d30 29 ،

mgدر تانك هوادهي MLSS. باشدمي ساعت 24 مدت هوادهي

l 5BOD. درصـد باشـد مـي 55

از MLSSرا محاسبه كنيد. مدت زمان الزم براي افـزايش شودميتبديل MLSSكه به ورودي mg

lmgتا 1500

l را محاسبه كنيد. 5500

حل:

mg حسب برورودي 5BOD، محاسبه غلظت 1مرحله

l

3 3

kgBOD = 0.29 1d = 290 290

(m - d)

g mg

m l

، تعيين درصد 2مرحله mg

55 100%MLSS buildup L 19%mginfluent BOD 290 L

. شودميورودي در تانك حفظ BOD 81%بنابراين، ، زمان مورد نياز براي تبديل 3ه مرحل

mg mg5500 - 1500

L Lt = 72.7mg

55 L.d

d


هوادهي پر بار. باشـد نمـي روش لجن فعال متداولمانند به تصفيه فاضالب با درجه باال ينياز ،مواقع در بعضي از

ــا ــر ب ــوادهي پ ــ رروش ه ــتالط كام ــال اخ ــن فع ــك لج ــاه لي ــدروليكي كوت ــد هي ــان مان ــا زم ب

HRT( / h) 0 5 c، سن لجن پايين 2 d 5 Qr، ميـزان برگشـت لجـن بـاال 10

Q 1 و ،5

ــي ــار آل KgBODميــزان ب/

m d

5

31 6 ــه MLSSغلظــت. باشــدمــي 16 در تانــك هــوادهي در دامن

mg

l4000 Fو 10000

/ /M

0 4 1 رانـدمان حـذف كه باالتر از مقدار لجن فعال متداول اسـت. 5

BOD 75 باشدمي درصد 95تا .

تثبيت تماسي فرآيند جذب سطحي لجن فعال توسعه پيـدا قدرتبر اساس 75فرآيند تثبيت تماسي يا جذب بيولوژيكي

كرده است. ارائه شده است. 18 فرآيند تثبيت تماسي در شكل

فرآيند تثبيت تماسي: 18شكل

75-Biosorbtion


MLSS mgبا در تانك تثبيت ساعت 6تا 3برگشتي كه به مدت نلج

l4400 هوادهي 10000

دقيقه 40تا 20به مدت شده است براي تثبيت مواد آلي با فاضالب خروجي از تانك ته نشني اوليه .شودميتركيب

مـواد توانـد نمـي كند اما معلق و كلوئيدي را حذف اد آليمو تواندميجذب سطحي فرآيند اين در اي رشد سلولي يا تنفس مـورد مواد آلي ذخيره شده بر ل را حذف كند. در طول دوره تثبيتآلي محلو

ايـن روش .شوندمياين مواد تثبيت يا فعال شده دوباره برگشت داده نتيجه در گيردمياده قرار استفسـاعت و 3تا 5/0باشد. اين فرآيند داراي زمان ماند كوتاه مي BODدرصد 90تا 80قادر به حذف

KgBODآلي ورودي بار/

m d

51 1 2

3باشد. در مقايسه با فرآيند متداول لجن فعال در ايـن فرآينـد مي

حسـاس توان به مياكسيژن مورد نياز پايين اما مقدار لجن توليدي پايين است. از معايب اين فرآيند ، هزينه باالي اين فرآيند اشاره كرد.MLSSو HRTنبار آلي و هيدروليكي ناشي از پايين بود نبود

76فرآيند كاروس ،پديـد بالكينـگ بـاال باشـد ،رآيند لجن فعال متـداول ورودي به ف كربوهيدراتدر مناطقي كه بار

يـك تانـك ين رو براي جلوگيري از اين پديـده از ا .)19يستم را كاهش خواهد داد (شكل راندمان س. سپس اين لجن شودمياحداث يه و لجن هضم شده بي هوازي اوليهبراي هوادهي لجن ثانو ،هوادهي

س وارد . بخشي از لجن ثانويه نيز با لجن هوادهي مخلوط شده و سپشودميدوباره وارد تانك هوادهي . شودميتانك هوادهي

76-Kraus process


فرآيند كاروس نمودار جريان : 19شكل

Kg ،ورودي به اين فرآيند BODبار /

m d31 وزن مخصـوص . باشـد مـي 90%با راندمان حذف 8

ني لجن به مراتب يقدرت ته نش ،فعال است در نتيجهجامدات هضم شده در اين فرآيند باالتر از لجن باالتر است.

دو ديفيوزر در از ،اكسيژن تأمينبراي باشدمياكسيژن خواهي باال وس فرآيند كار در كه ييآنجااز در پايين تانك 78در باالي تانك و ديفيورز با حباب ريز 77. ديفيوزر با حباب بزرگشودميآن استفاده

.شودميهوادهي احداث

BODبار شامل معيارهاي طراحي فرآيند كاروس Kg

/ /m d

30 6 1 6 ، F

/ /M

0 3 0 8 ،

mgMLSS

l 2000 HRT و 3000 4 . باشدمي 8

77-Coarse bubble aeration 78-Fine bubble aeration


79راكتور منقطع متواليفرآيند . اين فرآيند براي جوامع كوچك گيردميهوادهي و ته نشيني در يك حوض انجام در اين فرآيند

تـه هـوادهي) ( ش، واكـن شدن پرمرحله 5شامل SBR. عملكرد شودميو با زمين محدود استفاده در بهـره بـرداري . باشدميقادر به حذف نيتروژن و فسفر د. اين فرآينباشدميو سكون زيهنشيني، تج

SBR ، باشدميبسيار مهم گيردميدفع لجن كه در بين مراحل ته نشيني و سكون انجام .

80فرآيند اكسيژن خالص

. تزريق شدمي استفاده از اين فرآيند اكسيژن تزريقي با اكسيژن مورد نياز ،براي تنظيم هرچه بهتر غلظت اكسـيژن در حـوض هـوادهي در دامنـه .دگيرميدر ناحيه اول حوض هوادهي انجام اكسيژن

mg

l4 جريان . دهدميكار تهويه هوا را انجام ي. سيستم تهويه هوا در مرحله انتهايشودمي ظحف 10

. قسمتي از لجن تـه شودميوارد شده و ته نشين ك هوادهي به حوض ته نشيني ثانويهخروجي از تان ). 20(شكل شودمينشين شده به حوض هوادهي وارد و بخشي از آن دفع

ــالص ــيژن خـ ــد اكسـ ــاي طراحـــي فرآينـ ــام پارامترهـ ــار لشـ 5BOD Kgبـ/ /

m d

31 6 3 2،

mgMLSS

l 3000 8000 ،F

/M

0 25 1 ،HRT d 1 3 ،c d 8 و 20

Qr/ /

Q 0 25 0 .باشدمي درصد 95تا 85براي اين فرآيند 5BODراندمان حذف .باشدمي 5

79-Sequencing batch reactor 80-purity oxygen


فرآيند اكسيژن خالص : 20شكل

فرآيند اكسيژن خالص مزاياي انتقال باال اكسيژن - 1 واحدها تركوچكاندازه - 2

توانايي باال در تصفيه فاضالب قوي - 3

تحمل باال در دبي پيك باال - 4

كاهش انرژي مورد نياز - 5

كاهش احتمال پديده بالكينگ - 6

ته نشيني بهتر لجن - 7

كنترل بهتر بو - 8


مثال : ه. حجم تانك هوادهي را محاسبشودميبراي تصفيه فاضالب صنعتي فرآيند اكسيژن خالص انتخاب

كنيد.

حل :

، تعيين حجم تانك1مرحله 0 0

0

3

3

S QSF=

M X VXQS

VF

( )XM

F0.7

Mmg mg

X 5500 0.8 4400L L

m mg3785 280

d LV 344mmg

(0.7 4400 )L

بركه اكسيداسيون فرآيند /بركه اكسيداسيون نوعي هوادهي گسترده است كه شـامل كانـال طـويلي بـا عمـق / m1 2 1 8 . فاضالب ورودي توسط هواده مكانيكي شودميفاضالب بعد از اعمال تصفيه اوليه وارد كانال . باشدمي

روز 30تا 20و زمان ماند سلولي ساعت 36تا HRT 8مدت زمان ماند هيدروليكي .دشوميهوادهي ).21(شكل باشدمي


بركه اكسيداسيون نمودار جريان : 21شكل

انجـام زنيـ مخلوط كـردن و چـرخش فاضـالب را در كانـال كار ،عالوه بر انتقال اكسيژن هاهواده سـرعت جريـان را در دامنـه ،چـرخش در دقيقـه 110تـا 60هاي مكانيكي با سرعت و. پاردهندميm

/ /s

0 24 0 هـاي طراحـي در كانـال معيار .كننـد مـي از رسوب جامدات حفظ جلوگيريبراي 37

5BOD Kgاكسيداسيون شـامل بـار / /

m d

30 08 0 48 ،F/ /

M 0 05 0 MLSSغلظـت ،3

mg

L1500 باشد. مي 5000

. زالل كندميسلولي تبديل پالسم پرتولجن فعال در فرآيند اكسيداسيون مواد آلي را حذف و به بركه اكسيداسيون به علت .دنشوميبه كانال استفاده MLSSجداسازي و برگشت سازها براي

) 5BODراندمان حذف باالي % %)85 . گيرندميقرار و بهره برداري آسان بسيار مورد استفاده 95 زدگييخدر طول فصل زمستان براي جلوگيري از .)افتدمينيتريفكاسيون نيز در اين سيستم اتفاق (

. شودميهاي الكتريكي استفاده از گرم كننده


mg ورودي 5BODخروجي از بركه اكسيداسيون را در حاليكه 5BOD: مثال

lباشد را 220

kمقابل استفاده كنيد: ضرايب كينتيكياز محاسبه كنيد. 5 ،mgKs

l 60 ،

mgVSSY /

mgBOD0 6 ،dk / 0 6 ،c d 20

1مرحله

60 (1 20 0.06)(1 )2.3

( ) 1 20(0.6 5 0.06) 1s c d

c d

mgdK k mglS

Y k k l

خروجي TSS،تخمين 2مرحله

20 0.6(220 2.3)( 0 )59.4

(1 ) 20(1 0.06 20)c

d c

mgY S S mgLX

k L

/ خروجي BOD، تخمين 3مرحله mgBOD0 : مصرف شده بنابراين mgTSSبه ازاي هر 63mg mg mg

BOD = 2.3 0.63 59.4 39.7L L L

بيولوژيكي نيتريفكاسيون . گيـرد مـي به نيتريـت و نيتـرات بـه وسـيله نيتريفكاسـيون بيولـوژيكي انجـام تبديل يون آمونيم

در لجن فعال يك مرحله اي با اكسيداسيون كربن و احيا آمونياك يا تواندمينيتريفكاسيون بيولوژيكي بـراي 81ايفرآيند نيتريفكاسيون تـك مرحلـه .گيردميدر راكتورهاي جداگانه جريان پيستوني انجام

را حـذف BODدرصـد 95تـا 85 توانـد فرآيند همچنين مـي اين شود. تروژن استفاده ميكنترل ني BODاي شـامل بـار معيارهـاي طراحـي بـراي نيتريفكاسـيون لجـن فعـال تـك مرحلـه كنـد. مي

81-Single stage nitrification


Kg/ /

m d

30 08 0 032 ،mgMLSS

L 1500 3500 ،h 6 15 ،c d 8 12 ،

F/ / d

M 0 1 0 25 ،rQ

/ /Q

0 5 1 باشد. مي 5

BOD Kgبار شامل 82معيارهاي طراحي نيتريفكاسيون مجزا/ /

m d

30 05 0 014 ،F/

M 0 05 2 ،

mgMLSS

l 1500 3500 ،HRT h 3 6 ،c d 15 100 ،Qr

/Q

0 5 .باشدمي 2

هوادهي و اختالط هايسيستمبه اكسيژن محلول در تانك هوادهي و ضـريب انتقـال وابستهراندمان تصفيه در فرآيند لجن فعال

) بـه 1گيـرد ( انتقال اكسيژن عمدتاً به دو صورت انجام مي .باشدميهوا يا اكسيژن خالص به فاضالب هاي سطحي كه كار مخلوط كردن ) هواده2وسيله ديفيوزها با توليد هوا در كمپرسور و ايجاد حباب (

، 83دهد. يك سيستم ديفيوزر هوا شامل فيلتر هـوا، دمنـده نجام ميمايع مخلوط و تزريق اكسيژن را االبته تركيـب ايـن دو روش نيـز مـورد (باشد. هاي هوا، ديفيوزر و وسايل تميز كننده ديفيوزر ميلوله

)گيرد.استفاده قرار مي

84انتقال اكسيژن و مصرفيا هـواده مكـانيكي در ديفيوزر طاي است. ابتدا اكسيژن توسانتقال اكسيژن يك فرآيند دو مرحله

ها تحت فرآينـد متابوليسـم مـواد . اكسيژن حل شده توسط ميكروارگانيسمشودميمايع مخلوط حل غلظـت بيش از ميزان اكسيژن تزريقي باشـد ميزان اكسيژن مصرفي كههنگامي. شودميآلي مصرف

82-nitrification Separate-stage suspended-growth 83-blower 84-Oxygen transfer and utilization


محاسبات الزم جلوگيري از اين پديدهين رو براي . از ايابدميدر مايع مخلوط كاهش لاكسيژن محلو انجام داد. BODدر شرايط پيك باررا بايد در زمينه مقدار مورد نياز :شودميمحلول به صورت زير بيان هوا به هايحبابميزان انتقال اكسيژن از

s tr = k( C -C )

r ،ميزان انتقال اكسيژن از هوا به مايع :mg

L - h

kضريب انتقال، در ساعت : ،(0.9-0.8): ضريب اشباع اكسيژن فاضالب

sC غلظت :DO ،آب اشباعmg

L

tC غلظت :DO ،در مايع مخلوطmg

L

s tC C :DO ،كاهش يافتهmg

L

. يابـد مـي افـزايش ،كـاهش يافتـه بيشـتر باشـد، ميـزان انتقـال اكسـيژن DOهر اندازه غلظـت

ــال اكســيژن ــه خصوصــيات فاضــالب و از همــه وابســته )k( ضــريب انتق ــمب ــرمه خصوصــيات تــه وابســته DO. ميــزان مصــرفباشــدمــيفيزيكــي هــوادهي، عمــق تانــك هــوادهي، اخــتالط ب

ــبت Fنس

Mــت ــالب اس ــاي فاض ــتغ. و دم ــداول ، DOلظ ــال مت ــن فع ــد لج ــاًدر فرآين تقريب

mg

L.hmgهــوادهي گســترده كمتــر از بــراي ، 30

L hmgبــيش از و هــوادهي پربــار 10

L h100

. باشدميــاالتر از حــداقل غلظــت بيولــوژيكي هــوازي بــه غلظــت هــايواكــنش، DOدر يــك غلظــت ب

DO نيستند. وابسته


مقـادير ( .يابـد مـي هـا كـاهش كمتر باشد، فعاليت ميكروارگانيسـم DOاما اگر از حداقل غلظت )ارائه شده است. 9اشباع در جدول اكسيژن محلول

mg ها در فرآيند لجن فعال در دامنـه غلظت حياتي براي ميكروارگانيسم/

L0 2 بـه طـور معمـول 2

mg/

L0 به حداكثر بار آلي ورودي (دبي پيـك سـاعتي)، درجـه وابسته. اكسيژن مورد نياز باشدمي 5

هاي لجن فعال بـه جـزء فرآيندبراي تمام شودميدر اغلب موارد توصيه .باشدمي MLSSتصفيه، و

5BOD mهوادهي گسترده بار ورودي

Kg BOD

3

5 باشد. 128

mgمقادير اكسيژن محلول اشباع :9جدول

L


mgدر مايع مخلوط، sDOمثال: ميزان انتقال اكسيژن وقتي

lmgو 3

/l

0 را مقايسه كنيد. 5

/فرض كنيد ضريب انتقال اكسيژن

h

2 0/و ضريب اشباع اكسيژن 8 براي فاضالب با دماي 88

/ C15 5 .باشد حل:

.، در دماي sC، بدست آوردن1مرحله C15 5 9 از (جدول (


s

mgC = 9.92

L

، محاسبه ميزان انتقال اكسيژن2مرحل محاسبه

s

mgDO = 3.0

L2.8 mg

r = k( C - Ct) = ( 0.88 9.92-3) 16L

mg

h L h

mgDO 0.5

L2.8 mg mg

r = ( ) (0.88 9.92 - 0.5) 23h L L h

نكته : هر اندازه كمبود اكسيژن محلول بيشتر باشد، انتقال اكسيژن بيشتر خواهد بود.

85هواده ديفيوزري مپرسـور هـوا) ك( 88دمنـده و 87، شاه لولـه هـوا 86هاي باالييلوله سيستم هواده ديفيوزري شامل هاي ريز آزاد شـده و وارد ديفيوزرها، به صورت حبابهواي عبوري تحت فشار بعد از عبور از . باشديم

200%كند. ديفوزرها بايد بتوانند تجاوز نمي 8%از ر عمل راندمان انتقال ديفيوزرها شود. دمايع مي اكسيژن دبي متوسط روزانه را تأمين كند.

85-Diffused air aeration 86-Header pipers 87-Air mains 88-Blowers


89هاي هوالولهكـاهش فشـار در طـول طبق بر هالولهحجم ، كندميهاي هوا عبور هواي فشرده از لوله كه زماني

/نبايد از هالوله. افت فشار در كندميمسير تغيير kPa3 ، تجاوز كنـد. مقـدار افـت فشـار در ايـن 4)مقـدار ضـريب اصـطكاك، به وسيله معادله دارسي ويسباخ محاسـبه كـرد. توانميرا هالوله )f راهاي براي محاسبه ضريب اصطكاك در لوله ،توان از دياگرام مودي تعيين كرد. اما برخي از معادالتمي

استيل وجود دارد: 0.027

0.148

0.029Df

Q

f : ضريب اصطكاك D ،قطر لوله :m

Q ،جريان هوا :3

min

m

89-Air piping


:شودميافت فشار در لوله مستقيم توسط معادله زير محاسبه

r

LH = f( )h

D

H،افت فشار در لوله :mm L ،طول لوله :m D ،قطر لوله :m

rh،هد سرعت :mm :گيردميمعادله ديگر كه در تخمين محاسبه افت فشار در لوله مورد استفاده قرار

8 2

5

9.82 10 (fLTQ )H

PD

T،دماي هوا :K P،فشار مطلق :atm

توسط معادله زير محاسبه كرد: توانميناشي از باال آمدن فشار را توانميدماي مطلق را

0.28322 1

1

PT = T ( )

P

توسط معادله زير به طول معادل تبديل كرد: توانمياتصاالت در سيستم توزيع را 1

2L = 55.4 CD L ،طول معادل :m D ،قطر معادل :m C ،فاكتور مقاومت :( / )0 25 2


/، قطر m250استيل با طول مقدار افت فشار را در لوله مثال: m0 mدبي عبوري ،3/

min

3

42 ، فشار 5

/ atm0 محاسبه كنيد. C26و با دماي هواي 66 حل:

، محاسبه دما در لوله :1مرحله

1

2

1

0.283 0.28322 1

1

P 1atm

p 1atm 0.66atm 1.66atm

T 26 273 299(K)

P 1.66T T ( ) 299( ) 345K

P 1

، محاسبه ضريب اصطكاك :2مرحله 0.027 0.027

0.148 0.148

0.029 D 0.029(0.3)f = 0.0161

Q 42.5

: ، محاسبه افت فشار3مرحله 8 2 8 2

25 5

9.82 10 ( ) 9.82 10 0.0161 250 345 42.50.0161( )

(1.66 0.3 )

fLTQH mmH O

PD

90هاي هوادمنده ،. از دو نوع دمنـده شودمياستفاده ، kPa103منده (كمپرسور) براي انتقال هواي تحت فشارداز

kPa50براي فشارهاي. شودميبراي هوادهي استفاده 92و گريز از مركز 91جابجايي چرخان و 70

90-Blower (compressor) 91-Rotary position displacement(PD) 92-Centrifugal


ــي ــزرگدب ــرب mاز ت

min

3

ــده 15 ــانتريفيوژ و از دمن ــده س ــه فشــار دمن ــراي دامن ــاي چرخــان ب ه

kPa40 m زو دبي كمتر ا 50

min

3

.شودمياستفاده 15

هـاي ويژگـي از بلنـد صداينياز به نگهداري و ايجاد ،ر دامنه وسيعي از فشار تخليهبهره برداري د فضاي وداراي صداي اندك ،هاي گريز از مركز. در مقابل دمندهباشدمي نجابجايي چرخاهاي دمنده

در هنگـام هاآنو ميزان دبي كنندميدر دامنه فشار تخليه كمي فعاليت هادمندهكم هستند. اما اين ،جريان هـوا از طريق توانميرا هادمندهانرژي مورد نياز براي .يابدميانسداد در آن به شدت كاهش

و دماي هوا توسط معادله زير محاسبه كرد. و خروجي يفشار ورود0.283

1 2

1

RT Pp 1

8.41e P

P ،انرژي مورد نياز :kW

،جريان وزني هوا :kg

s

R ،8.314: ثابت گاز براي هوا.

kJ

kmol K

1T ،دماي مطلق ورودي :K

1P ،فشار مطلق ورودي :atm

2P ،فشار مطلق خروجي :atm k :1.395 براي هوا e راندمان دستگاه :


/اكسيژن در روز با راندمان انتقال Kg890كردن فراهممثال : انرژي مورد نياز دمنده براي %7 را 2 80%و راندمان دمنده m6، فشار خروجي (تخليه) C27محاسبه كنيد. فرض كنيد دماي ورودي

. باشد :، محاسبه وزن جريان 1مرحله

kg (890 ) kgdOxygen required = 12360

0.072 d

/در هوا، %23 اكسيژن وجود 2

1236053280 0.617

0.232

KgKg Kgdd s

مورد نياز انرژي، تعيين 2مرحله

1

1

2

0.283 0.283

1 2

1

T = 27 + 273 = 300(K)

p =1atm

1atm + 6mp = 1.58

10.345

0.8

0.617 8.314 300 1.581 1 31.6( )

8.41 8.41 0.8 1

atmm

atme

RT Pp kW

e P


93هوادهي مكانيكيبا دهستن شناور فاضالبكه بر روي سطح هاييپروانههاي مكانيكي شامل موتور الكتريكي و هواده

تماس قطرات فاضالب را با هوا افـزايش داده و موجـب اكسـيژن حسط ،چرخش خود و ايجاد تالطمبه صورت افقي يا عمودي سطح يـا زيـر دنتوانمي اهپروانه. اين شودميگيري و اختالط مايع مخلوط

رحــداكث هــاپروانــهســطح فاضــالب قــرار گيــرد. ســرعت چــرخش rev

min900 و حــداقل 1800

revmin

40 باشد. 50

شاما مشكالت بهره برداري آن را كاه شهزينه بهره برداري را افزاي هاپروانهسرعت پايين چرخش انتخـاب هـواده بـر اسـاس رانـدمان انتقـال .دش خواهد لخته ربهت تشكيلباعث و همچنين دهدمي

اكسـيژن، در Kgهاي مكانيكي به صورت در هواده نمقدار انتقال اكسيژ. باشدمياكسيژن و اختالط

kW.هر h در شرايط استاندارد كه اكسيژنmgDO

l0 و دماي آبC20 انتقـال . شودميان يب

KgOدر دامنه هادمندهاكسيژن اقتصادي براي اين / /

kW 21 2 2 عملكرد دمنده مكـانيكي . باشدمي 4

دارد. قدرت انتقال اكسيژن توسط معادلـه زيـر بستگي اكسيژن محلولكيفيت فاضالب، دما، ارتفاع و .شودميمحاسبه

T 20w L0

s20

C CN N 1.0024

C

N ،ميزان انتقال اكسيژن در شرايط عملياتي :.

kg

kW h

0Nتوسط ارائه شده توسط سازنده ن: ميزان انتقال اكسيژ، .

kg

kW h

93-Mechanically aerated systems


،1: فاكتور اصالحي شوري

wC براي آب در ارتفاع و دما مشخص، اكسيژن: غلظت اشباعmg

L

LC ،غلظت اكسيژن در بهره برداري :mg

L2

20sCاشباع اكسيژن در دماي ت: غلظmgC,

l20

T ،دما :C :فاضالب، نفاكتور اصالحي انتقال اكسيژ( / / )0 8 0 9

mgاكسيژن مطلوب در تانك هوادهي .دقرار دار m210 عمثال: تصفيه خانه اي در ارتفا

lدماي ،2

C در دامنه بهره برداري 8 به C32و ،C8 ،C20اشباع در دماي DO. مقادير باشدمي 32

mgترتيب /

l11 84 ،mg

/l

9 mg، و 02/

l7 0/. فاكتور انتقال اكسيژن براي فاضالب باشدمي 29 85

kg استانداردن را در شرايط . سازنده مقدار انتقال اكسيژباشدمي

kW hكرده است. انرژي مورد بيان 2

kgOنياز براي فراهم كردن

d محاسبه كنيد. 2780

حل: :m210در ارتفاع DO، تعيين غلظت اشباع 1مرحله DOغلظت 0 در ارتفاعm9450

w

altitude, m 210C = C 1 1 0.98

9450 m 9450

mC C

m

: C8در

w

mg mgC = 0.98 11.84 11.6

L L

: C32در


w

mgC = 0.98 7.29 7.14

L

mg

l

: C8، محاسبه انتقال اكسيژن در دماي 2مرحله

200

20

8 20

1.0024

1 11.6 22 1.024 0.85 1.23

9.02

Tw L

s

C CN N

C

mg mgkg Kgl l

mgkW h kW hl

C32در دماي

32. 207.14 22 1.024 0.85 1.29 31

9.02 . .

Kg KgN

kW h kW d

: 32C، محاسبه انرژي مورد نياز در دماي 3مرحله

kg (780 )

dp = 25kg

(31 )kW - d

kW

.يابدمينكته : با افزايش دما انتقال اكسيژن كاهش


94الگون هوادهيالبته (. باشدمييك فرآيند جريان با اختالط كامل همراه يا بدون برگشت جامدات ،الگون هوادهي

m3 قعم الگون داراي ).در بسياري از موارد بدون برگشت جامدات است جامدات در و باشدمي4. اكسيژن دهي به طور معمول توسط مانندميباقي تمام مواقع در الگون توسط هواده به صورت معلق

بـه مقـدار بـار وابسته. غلظت بار آلي خروجي در اين فرآيند شودمي تأمينديفيوزر ياهواده سطحي

1 هيدروليكي از3

1 تا 2

BODشـامل ،امترهاي طراحـي ايـن فرآينـد پار غلظت ورودي خواهد بود.

. باشـد مـي استانداردهاي خروجي رد نياز، اختالط، جداسازي جامدات وحذف شده، دما، اكسيژن موBOD كينيتـك واكـنش وسيله مدل هيدروليكي اختالط كامل وپساب خروجي در اين فرآيند، به

. گرددميدرجه يك تعيين BOD شودميتوسط معادله زير محاسبه ،حذف شده در الگون اختالط كامل:

0QS -QS-kSV=0

0

S 1 effluent BOD 1

S influent BOD 11 ( )V kkQ

S غلظت :BOD خروجي

0S غلظت :BOD ورودي k ميزان :BOD ،0.25حذف شده بر اساس معادله درجه يك 1

Q ،دبي فاضالب :3m

d

،زمان ماند هيدروليكي كل :d

94-Aerated lagoon


3شـهري فاضالبدر فرآيند الگون هوادهي براي تصفيه مقدار . اكسـيژن باشـد مـي زرو 6/ زمورد نيا /0 7 1 4 BOD .بـراي محاسـبه دمـا در الگـون هـوادهي از دمـاي حذف شده است

آن خواهد بود: شود و معادلهو دبي ورودي استفاده مي سطحي فاضالب ورودي، دماي هوا، بار( )w a

i w

T T fAT T

Q

iT ،دماي فاضالب ورودي :C

wTضالب در الگون، اف : دمايC

aT: ،دماي هواC f ،(0.5): فاكتور نسبي A ،2:مساحت سطح الگونm

Q ،دبي فاضالب :3m

d

: شودميتوسط معادله زير محاسبه دماي فاضالب در الگونa i

w

AfT QTT

Af Q

. اگر طراحي و بهره برداري ايـن روش باشدمي درصد 70تا 60 فرآيند اين BODراندمان حذف مشكالت بو و كاهش راندمان حذف را خواهيم داشت. نامناسب باشد هاهوادهبه ويژه در طراحي


مثال : يك الگون هوادهي با شرايط جدول زير طراحي كنيد.

حل :

:m3 تعيين بار سطحي الگون با عمق 1مرحله

33m

V = Q = 3000 5 d =15000 md

3

2150005000

3 3

V mA m

m

دماي فاضالب در تابستان و زمستان، تعيين 2مرحله aT تابستاندر / C 26 5

5000 0.5 9 3000 1520.2

50000 .5 3000wT C


aT در زمستان C 9: 5000 0.5 9 3000 15

12.350000 .5 3000wT C

محلول در طول تابستان 5BOD، محاسبه 3مرحله 0.06

(60 (1 5 )(1 )5.7

5 0.06( ) 1 5 (0.6 ) 1

s d

k d

mgdK k mgL dS

Y k Ldd d

دما تأثير تحتحذف شده درجه اول، 5BOD، محاسبه ثابت4مرحله /در تابستان در متوسط دماي فاضالب C20 2

T-20t 20

20.2 2020.2

k = k (1.07)

2.4 2.43(1.07)k

d d

/ دماي فاضالبدر زمستان در متوسط C12 3

خروجي، 5BODمحاسبه / در تابستان متوسط دماي فاضالب C20 2

0

1 1

1 1 2.43 5180

13.7

S SmgS kL

mgS

L

/ زمستان دماي C12 3

12.3-3012.3

2.4 1.43k = (1.07)

d d


18022.1

1 1.43 522.1

1.613.7

mgmglSl

ratio

eQ، تخمين جامدات بيولوژيكي توليدي 6مرحله Q

00.6(180 5.7)( )

80 ( )1 1 0.06 5

80100

0.8

mgY S S mgLX Of VSS

kd Lmg

mgLTSSL

T، محاسبه 7مرحله S S قبل از ته نشيني ورودي

mg mg mgTSS = 190 + 100 290

L L L

Tغلظت روز 2اال و زمان ماند بيش از بار سطحي ب نكته : S S به را در خروجيmg

L . رساندمي 22

ار بيولوژيكي دفع شده در هر روز ، محاسبه مقدار ب8مرحله

3

x 3

m kgp = 3000 0.08

d m

، محاسبه اكسيژن مورد نياز 9حله مر

LBOD ،f به 5BODضريب تبديل /0 67


33

3000 (180 5.7)= 1.42 240 400

1000 0.67

gm Kg Kgm

g d dKg

B، محاسبه نسبت مورد نياز براي حذف 10مرحله OD

3

3

m g3000 (180 - 5.7)

d m BOD removal = = 522.9 g

1000kg

kg

d

kg440 Oxygen required d 0.84

kgBOD removed 522.9 d

، تعيين ميزان انتقال براي هواده سطحي11مرحله . يابـد مـي هواده هاي سطحي به علت باالتر بودن دما در تابستان ميزان انتقال اكسيژن كاهش در

0/برابر m210ارتفاع در فاكتور اصالحي باشـد. هـواده سـطحي بـا ميـزان انتقـال اكسـيژن مي 98kgO

/kW h

22 /و انحـــالل پـــذيري آب در دمـــاي 1 C26 5 وC20 بـــه ترتيـــب mg/

L7 و 95

mg/

L9 g باشد. مقدار مي 02

CLL

محاسـبه شود. انرژي مورد نياز در اين شـرايط را توصيه مي 2

د.يكن

02

Q(S - S)O = 1.42px

g(1000 ) f

kg


هواده سطحي ، تعيين انرژي مورد نياز 12مرحله kg

440 oxygen required kWPower required = 13.6kgfield transfer rate 32.4 kW

kW

، تعيين انرژي مورد نياز براي اختالط در الگون13مرحله

kW انرژي مورد نياز براي اختالط كامل كنيمميفرض /

m30 .باشدمي 015

Vحجم الگون : m 315000 3

3

kWTotal power needed = 0.015 15000 m 225

mkW

فيلتر چكنده بـه اساس تماس پساب خروجي از ته نشـيني اوليـه بر يك واحد فرآيندي است كه ،فيلتر چكنده

بـا ذرات فيلتر چكنـده شـامل بسـتر .گيردميفاضالب انجام تصفيه بيولوژيكيبستر تماس با وسيله ، )شـود مانند سنگ يا پالستيك كه فاضالب خروجي از تصفيه اوليه، بر روي آن پاشيده مـي (درشت،

بـراي جمـع آوري ،باشـد. سيسـتم لولـه كشـي زيـرين مي )توزيع كننده(سيستم لوله كشي زيرين، شـدن فاضالب زيرين و انتقال آن به فرآيندهاي تصفيه بعدي و همچنين تهويه سيستم براي حـاكم

200

20

26.5 20

1.0024

1 0.98 7.95 22.1 (1.024) 1.35

9.02

32.4

Tw L

s

C CN N

C

mg mgkg kgL L

mgkW h kW hL

kg

kW d


هاي ثابت يا باشد. فاضالب خروجي از تصفيه اوليه، بر روي سطح صافي توسط نازلشرايط هوازي ميشود. بيومس كنده شده از بستر در تانك ته نشيني ثانويـه روي بستر پاشيده مي هاي چرخان، برنازل

شود، رشـد مي كه اكسيژن مورد نياز از ميان فضاي موجود بين بستر منتشر كند. در حاليرسوب مياجازه تماس با بستر بيولـوژيكي ،گيرد. اين فضاي موجود به فاضالببيولوژيكي بر روي بستر انجام مي

دهد. مواد مغذي آلي و غير آلي موجـود در فاضـالب توسـط ميكروارگانيسـم هـاي موجـود در را ميهـا، اختيـاري، جلبـك هاي هوازي، بي هوازي،شود. اليه بيولوژيكي شامل باكتريبيوفيلم مصرف مي

باشـد. هاي غالب در اين فرآينـد مـي هاي اختياري ميكروارگانيسماكتريباشد. بها، پروتوزاها ميقارچافتد. فعاليت بيولـوژيكي كـه در فيلتـر چكنـده هاي سطحي فيلتر اتفاق مينيتريفكاسيون در قسمت

/عمق نشان داده شده است. اليه بيوفيلم تا 22افتد در شكل اتفاق مي / mm0 1 0 هوازي و بقيه 2 باشد.هوازي ميعمق بي

فرآيند رشد چسپيده : 22شكل


و اكسيژن بـه اليـه مواد مغذي ،، مواد آليگيردميهنگاميكه فاضالب در تماس با اليه بيوفيلم قرار باعث توليد ،ام شدهانج واكنش متابوليكي. شودميمنتقل 96و استخراج 95فرآيند انتشارتوسط هوازي

هاي موجود در سطح به علت باال بـودن غلظـت مـواد . ميكروارگانيسمشودميو آب دي اكسيد كربنگرسـنه تـر عميـق هـاي هـا در اليـه ميكروارگانيسم كه حاليآلي داراي ميزان رشد بااليي هستند در

هاي عميق هاي اليهوارگانيسمكي به حدي رسيد كه ميكركه ضخامت اليه بيولوژي هنگامي. باشندميهاي شني در فيلتر شود.و در ته نشني ثانويه حذف مي 97تغذيه كنند، اليه از بستر كندهاز آن نتوانند

25از هاسنگبا بستر سنگي، اندازه 100mm و عمق بستر از / /0 9 2 5m عمـق متوسـط بـا /1 8m باشدمي.

افـت. بستر پالسـتيكي، افـزايش ي از استفاده از فرآيند فيلتر چكنده به علت استفاده از دهه . عمق فيلتر چكنده خواهد شدافزايش راندمان بستر پالستيكي باعث افزايش سطح رشد بيولوژيكي و

4 ،با بستر پالستيكي 12m تواند نسبت فضاي خالي به جريان هوا ميبستر باشد. استفاده از اين ميـ رهيدروليكي و بـا ربر اساس با فيلترهاطبقه بندي افزايش دهد. را . ميـزان بـار دشـو انجـام مـي يآل

(يا عمق فاضالب در واحد زمـان ربه صورت مقدار فاضالب اعمال شده بر واحد سطح فيلت هيدروليكي3

2

m

m d روزانه اعمال شده بر واحد حجم فيلتر 5BOD. مقدار بار آلي به صورت جرم شودميبيان )

3( به صورت

Kg

m d ،به صورت كم بار يا با بـار اسـتاندارد فيلترها. طبقه بندي متداول شودميبيان )

كه شودمي گفته اي به فيلتري. فيلتر دو مرحلهباشدميرافينينگ و بار متوسط، پر بار، بسيار پر باربا پارامترهاي طراحي فرآيندهاي مختلف فيلتر .شوندمي ر چكنده به صورت متوالي به هم متصلدو فيلت

ارائه شده است. 10چكنده در جدول

95-Diffusion 96-Extraction 97-Slough off

1970


98برگشت پساباز پساب تصفيه شده توسط فيلتـر دوبـاره بـه فيلتـر برگشـت داده يبخش ،در فيلترهاي پيشرفته گويند. دامنه برگشـت rرا نسبت برگشت Q، به جريان ورودي Qr. نسبت جريان برگشتيشودمي

/و به طور معمول در دامنه 4تا 0پساب از 0 5 افزايش بار مزاياي برگشت پساب شامل .باشدمي3به سيستم، حذف شوك بار آلي به علت رقيق سازي، يكنواخت 99يق مداوم بار ميكروبيجامدات با تزر

باشد.مي 100انسداد در فيلتر سازي بار آلي و بار هيدروليكي، افزايش راندمان تصفيه، كاهش

98-Recirculation 99-Seeding 100-Clogging

كم بار (استاندارد) با بار متوسط پر بار بسيار پر بار رافينينگ ايدو مرحله

پالستيك و سنگ

پالستيك وچوب

بستر فيلتر سنگ سنگ سنگ پالستيك

/ 9 4 37 47 187 14 86 / 9 4 37

/ /3 7 9 4

/1 3 بار هيدروليكي 73

2

m

m d

1 2 / 1 6 8 / /0 48 1 6

1 4 / /0 24 0 48

/ /0 08 0 32

، 5BODبار

3

Kg

m d

/ 0 5 2 1 4 1 2 1 2 0 1 ميزان برگشت 0

مگس زياد تاحدي كم نيست - كم نيست - كم نيست - كم

كنده شدن متناوب منتناوب مداوم مداوم مداوم مداوم

/ /1 8 2 4

/ 4 6 12 3 12 / /0 9 1 8

/ /1 8 2 4

/ /1 8 2 4 عمق

85 95 40 65 65 80 65 85 50 70 80 90 حذف شده

نيتريفكاسيون خوب تا حدودي كم كم نيست خوب

: پارامترهاي طراحي فرآيندهاي مختلف فيلتر چكنده10جدول


طراحي فيلتر چكنده. از شـود مـي و تعـادل جرمـي انجـام تجربي، نيمه تجربي طراحي فيلتر چكنده بر اساس معادالت

بـاز نـوع بسـتر، عمـق بسـتر، ،راندمان حذف حذف شده، 5BODمعادالت رياضياتي براي محاسبه .شودمياستفاده هيدروليكيو ميزان بار ، دما چرخش

معادله .شـود مياي استفاده اي يا چند مرحلهاين معادله تجربي براي طراحي فيلترهاي چكنده تك مرحله از

:خواهد بود اي سنگياي فيلتر چكنده تك مرحلهمعادله بر

1

100

1 0.532

EWVF

1E 5: راندمانBOD 20 رد 1حذف شده براي مرحلهC

W 5: بارBOD فيلتر، روي برKg

d

V : ،3حجم بستر فيلترm F فاكتور برگشت : شودميفاكتور برگشت از معادله زير محاسبه

2

1

(1 0.1 )

rF

r

r ،نسبت برگشت :rQ

Q

( )NRC


Qr ،جريان برگشتي :3m

s

Q ،جريان فاضالب :3m

d

.باشدميفاكتور برگشت بيان كننده تعداد عبور مواد آلي ورودي از فيلتر چكنده

خواهد بود :معادله براي مرحله دوم فيلتراسيون

2

1

1000.0532

1'

1

E

WE

VF

2E 5: راندمان حذفBOD دوم، مرحله در%

'W 5: بارBOD شده بر مرحله دوم، واردKg

d

: ايكل براي فيلتراسيون دو مرحله راندمان حذف

1 235100 100(1 )(1 )(1 )

100 100 100

E EE

.شودميدر حوض ته نشيني اوليه حذف %35

دما تأثيراست. بسيار وابسته به دماي فاضالب يدر فرآيند تصفيه بيولوژيك 5BODراندمان حذف به اين صورت محاسبه كرد: توانميرا

20201.035T

TE E

5BOD


خروجي در فيلتر چكنده دو مرحله اي، با استفاده از معادله 5BODو 5BOD فحذراندمان : مثال

NRC شرايط زير محاسبه كنيد.در با

حل:

در مرحله اول 5BOD، تخمين بار 1مرحله

5BOD ورودي

31 7570 195 1476.1

mg KgW Q C m

L d

1 فيلتردر 5BOD، محاسبه راندمان حذف 2 همرحل

12 2

1

1 1 1.51.89

(1 0.1 ) (1 0.1 1.5)

rF

r

1

100 10063.2%

1476.11 0.0561 1 0.0561

(453 1.89)

EWVF

1 300 (1 0.35) 195mg mg

CL L


1خروجي، براي فيلتر 5BOD ت، محاسبه غلظ3مرحله

1 195 (1 0.632) 71.8mg mg

C eL L

2براي فيلتر 5BOD، محاسبه راندمان 4مرحله

2

1 0.8' 1.54

(1 0.1 0.8)F

3

7570 71.8 537.4m mg kg

BODd l d

2

10071.9%

5371 0.0561

(16 1.54)

E

2فيلتر خروجي 5BOD، محاسبه غلظت5مرحله

2e

mg mgC = 71.8 (1 - 0.719) =20.1

L L

، محاسبه راندمان كل 6مرحله

E = 100 - 100[(1 - 0.35)(1 - 0.632)(1 - 0.719)] = 93.3%


بدست آوريد. فرض كنيد هر دو NRCمثال : ابعاد فيلتر چكنده دو مرحله اي را به وسيله معادله يكسان دارند. ديگر شرايط در جدول زير ارائه نسبت برگشت پسابو 5BODفيلتر راندمان حذف

شده است.

:حل

2E و 1Eمحاسبه 100%

Overall efficiency = (195 - 20) 89.7%195

mgmgll

1 2 1

1 2 1 2

E + E (1 - E ) = 0.897

0.897rE E E E

1 كه آنجايياز 2E E E نبنابراي E / 1 12 0 897 0

1

2 4 4 0.89768%

2E

، محاسبه فاكتور برگشت2مرحله

2 2

1 1 1.82.01

(1 0.1 ) (1 0.1 1.8)

rF

r

Wدر مرحله فيلتر BOD، محاسبه جرم بار 3مرحله


3 3

g gInfluent BOD = 195 = 195 =0.195

m m

kg

d

3

1 33785 0.195 738

m kg kgW QC

d m d

، محاسبه حجم فيلتر اول4مرحله 3

1

100 10068 469

7381 0.532 1 0.532

2.01

E mWVF V

، محاسبه قطر فيلتر اول 5مرحله 3

2

22

469234.5

2

134.54

17.3

V mA m

D md

m

d m

ورودي به فيلتر اوليه BOD، محاسبه وزن بار 6مرحله kg kg

W' = W(1 - E) = 738 (1 - 0.68)=236.2d d

، محاسبه حجم فيلتر دوم 7مرحله

3

100 1002 68

0.532 ' 0.532 236.21 1

1 1 1 0.68 2.01

168 1225 100

1467

EW

E VF V

V

V m

، محاسبه قطر فيلتر دوم 8مرحله


32

22

1467 mA = 733.5

2 m

733.5 430.6

3.14

m

md d m

، براي هر فيلتر BOD، مرحله بار 9مرحله براي فيلتر اول BODبار

3 3

kg738 W dBOD loading rate = = = 1.57

V 469 m

kg

m d

kgاين مقدار بار در دامنه،

m d

31 2

Bبار OD براي فيلتر دوم

3 3

236.20.161

1467

kgkgdBOD

m m d

يلتر دو كنترل بار هيدروليكي براي هر فr نسبت برگشت در فيلتر اول /1 1 8

3

3

2 2

(1 1.8) 378545.2

4234.5

mmdHRT

m m d

rنسبت برگشت فيلتر دوم /1 1 8 3

3

2 2

(1 1.8) 378514.4

733.5

mmdHRT

m m d


معادالت بستر پالستيكي

تحقيقات متعددي در زمينه عملكرد فيلترهاي چكنده با بستر پالستيكي انجام شده است. فرمـول . دنباشميچكنده با بستر پالستيكي رجرمين، از معادالت متداول براي توصيف فيلت ،اكنفلدر

101فرمول اكنفلدر

1

expm

en

i

S KAs D

S q

eS :5BOD ،محلول خروجيmg

L

iS :5BOD ،محلول خروجيmg

L

K :5BOD ،كل وارد شده به فيلترmg

L

sA ثابت تصفيه پذيري كه مطابق با عمق فيلتر در دماي :C20 D ،عمق فيلتر :m

qميزان دبي حجمي :، 3m

d ،Q

qA

A ،2: سطح فيلترm ,m nثابت تجربي براي بستر فيلتر : وابسـته ميزان بار هيـدروليكي، و جـنس فيلتـر ،مدت زمان تماس فاضالب با بستر فيلتر به عمق .باشدمي

معادله به صورت زير خواهد بود:

101-Eckenfelder formula


( )n

n

t C CQD qA

و1

mC

D

tميانگين زمان ماند : ,C nثابت مربوط به سطح و ورودي فيلتر :

را محاسبه كنيد. m18 پالستيكي و قطرفيلتر چكنده با بستر m6با محلول 5BODمثال: غلظت

mدبي ورودي

d

3

mgورودي، غلظت4540

lk باشد. مقاديرمي140 /1 nو 95 /0 68

باشد.مي حل:

A ، محاسبه مساحت فيلتر1مرحله 2 218

( ) 2542

A m

q، محاسبه ميزان بار هيدروليكي2 مرحله

3

3

2 2

m4540 Q dq = = 17.9

A 254 m

m

m d

محلول پساب خروجي 5BOD، محاسبه 3مرحله

e i n 0.68

kD 1.95 6mg mgS S exp 140 exp 27

q L 17.9 L

BOD



جرمين معادله :خواهيم داشت له درجه اول جرمينبر اساس معاد يبراي بستر پالستيك

20expen

i

S k D

S q

eS : 5BOD شده، نشينكل تهmg

L

iS :5BOD ،كل فاضالب ورودي به فيلترmg

L

20k ،20: ثابت تصفيه پذيري مطابق با عمق فيلترC D عمق فيلتر :

q ،ميزان بار هيدروليكي :3

2

m

m d

n بستر انبساط: ثابت ، / 0 5n :شده است ارائهآلبرت و ديويس توسط معادله مختلف بستر هايعمقثابت تصفيه پذيري در

12 1

2

( )xDk k

D

2k 2: ثابت تصفيه پذيري مطابق با عمقD 2در فيلتر

1k : 1ثابت تصفيه پذيري مطابق با عمقD 1در فيلتر

1Dعمق فيلتر اول :

2Dعمق فيلتر دوم : x 0.5: براي بستر سنگيx

0.3xبراي بستر پالستيكي


. مقدار باشدميوابسته عمق و ورودي بستر، ميزان بار سطحي ،به خصوصيات فاضالب 1k ،2kمقدار k 6/را براي بستر پالستيكي با عمق 0/براي تصفيه فاضالب خانگي، 6 . باشدمي 24

سرعت توزيع به سرعت توزيع ثر است. اين مقدار بار وروديؤورودي در راندمان تصفيه بسيار م 5BOD غلظت

.باشدمي وابسته آن نكننده يا زمان خاموش و روشن كرد :شودميسرعت چرخش توزيع كننده به وسيله معادله زير محاسبه

0.00044qt

n(DR)

n ،سرعت چرخش :min

rev

tq ،ميزان بار هيدروليكي كل :3

2

m

m d ،t rq q q

rq ،ميزان بار هيدروليكي برگشتي :3

2

m

m d

كننده توزيعدر بازوها: تعداد DR ،ميزان دز :Cm

0/ مقدار بار آلي ورودي در ضريب ضربحاصلاز DRميزان دز .شودميحاصل 3


ب شهري با شرايط زير طراحي كنيد .مثال : فيلتر چكنده براي تصفيه فاضال

m6 در C20براي k، محاسبه 1 مرحله

0.5 0.5

26 20 2620@6 2 2

( ) ( )0.27 1.035 0.22T

L L

s skm m

m8براي عمق ، 20kضريب، اصالح 2مرحله 1

2 12

( )xDk k

D

m8در عمق 0.5 0.5

0.520@8 20@6 2 2

( ) ( )6( ) 0.22 0.866 0.198

L L

s sk km m

عمق فيلتر در تابستان m8، تعيين بار سطحي براي 3مرحله

20expen

i

S k D

S q


Q، جايگزين كردن 4مرحله

A و معادله خواهد بود qبا

1

20

20

1

0.5

2

( )

( )

24( )

520112.8 462(0.19 8)

ne

i

n

SLn

k D SSeLn A Q

QSi k DA

Lnm

سطح مورد نياز را تعيين كنيد m8 و عمق C10، براي فصل زمستان و دماي 5مرحله عمق فيلتر m6براي 10kتعيين

0.5 0.5

10 2610@8 2 2

( ) ( )0.27 1.035 0.156

L L

s skm m

عمقm8، براي10kاصالح 0.5 0.5

0.510@8 2 2

( ) ( )60.156 ( ) 0.135

8

L L

s skm m

صنعتي در زمستان)دون فاضالب ب(د نياز محاسبه سطح مور3

3

m L5590 1000

d m Q = = 64.7 s

86400 d

L

s

2

2

ln 24( )

24064.7 2940.135

( )8

A m


، انتخاب سطح مورد نياز طراحي6مرحله

بيش از نسطح مورد نياز براي تابستازيرا . سطح مورد نياز بايد در شرايط تابستان كنترل شودm2462 باشدمي.

HLR، محاسبه بار هيدروليكي، 7مرحله

براي تابستان

3

3

2 2

m 9750

dHLR = = 21.1462 m

m

m d

زمستان در

3

3

2 2

m5590

dHLR = = 12.1 462 m

m

m d

، كنترل بار آلي 8مرحله تابستان در

2 3

3

3

33

8 462 3696

9750 5201.37

3696 1000

V m m m

m gkgd mBOD

g m dmkg

زمستاندر


3

3

33

5590 2400.36

3696 1000

m gkgd mBOD

g m dmkg

، محاسبه سرعت توزيع كننده 9مرحله خواهد بود DRبراي تابستان، دز

cmDR = 1.37 0.3 = 0.41

pass

،شودمياز دو بازو براي توزيع استفاده 2 ،ma /

m d

3

221 1

0.00044 0.00044 21.10.0113

( ) 2(0.41) mintq rev

nDR

88/يا هر گردش كشدميطول دقيقه 5

3

2

DR = 0.36 0.3 = 0.108

12.1

0.00044 12.1 rev0.025( )

2 0.108 min

t

mq

m d

n

كشدميطول دقيقه 40 يا هر گردش،

(RBC)102هاي بيولوژيكي چرخانتماس دهنده

، كربن هوازيبياين فرآيند از يك بستر ثابت (رشد چسپيده) در شرايط تصفيه بيولوژيكي هوازي و براي تصفيه ثانويـه يـا توانميرا فرآيند. اين كندميو نيتروژن را از فاضالب شهري يا صنعتي حذف

102-Rotating Bological Contactor


،5BODحـذف مرحلـه تصـفيه بيولـوژيكي كـه شـامل پيشرفته نيز مورد استفاده قرار داد. هر سـه ).23(شكل شودميو دنيتريفكاسيون در اين فرآيند انجام نيتريفكاسيون

وتور الكتريكي) و پوشش م(و گرداننده چرخان از يك ديسك، شافت بيولوژيكيتماس دهنده .باشدميهاي مختلف در اندازه بستر) از پلي اتيلن، پلي استايرنك (ستشكيل شده است. جنس دي

تماس دهنده بيولوژيكي چرخان :23شكل

/قطر ديسك /1 22 3 66m زطـول شـافت ا . باشـد مـي وابسـته بـه ظرفيـت تصـفيه واسـت / /1 52 8 23m حسـط ، . دانسـيته اسـتاندارد بسـتر در باشـد مـي وابسـته به اندازه

29290m دور در 7/1تا 5/1 ،كديس .باشدمي ورغوطهبستر در فاضالب ددرص 40 .كندميرا ايجاد .چرخدمي توسط شافت مكانيكي هدقيق

RBCRBC


(RBC) تماس دهنده بيولوژيكي چرخان توصيف فرآيندRتصفيه فاضالب خانگي، فرآينددر B C نـدارد، هنگـام شـروع 103نيازي به تزريق بـار ميكروبـي

Rفعاليت B C يـه بيولـوژيكي بـا ال ها بر روي سطح بستر چسپيده و بعد از يك هفتهميكروارگانيسمبر روي بستر اليـه بيـوفيلم ها. ميكروارگانيسمكنندميرا در تمام سطح بستر ايجاد mm2 ضخامت

و اكسيژن محلول در فاضالب را مصرف و به ماد آلي قابل تجزيه، نيتروژن تواندميكه كنندميايجاد هاباكتري. همراه با چرخش ديسك بيوفيلم در تماس با هوا دنكنساير مواد مانند بيومس يا گاز تبديل

. اكسيژن موجود در هوا و سوبسـتراي موجـود در فاضـالب كنندمي تأمينمورد نياز خود را اكسيژن اكسيداسيون بيولوژيكي انجام توسط فرآيندهاي اختالط و انتشار به درون بيوفيلم وارد شده و فرآيند

ديسك در حين چرخش وارد فاضالب شده كه هنگاميبيوفيلم اكسيژن مازادعالوه بر اين . شودميهـا بـا هـوا و ايجاد تماس ميكروارگانيسم). 25شكل ( و) 24(شكل دشوميانجام هوادهي فاضالب و

.شودميها باعث رشد ميكروارگانيسم ،سوبسترا

Rرشد چسپيده در فرآيند : 24شكل B C

103- Seeding


Rغلظت نسبي سوبسترا و اكسيژن محلول در :25شكل B C

Rدر اليه اول بيوفيلم B C بژياتوا، كالوتيريكس، تيلوس، راي مانند اسفارشته هايباكتريبسياري ازماننـد اي غير رشـته هايباكتري. شوندمياي، فوزاريم مشاهده رشته هايقارچ نوكارديا، اوسيالتوريا،

Rزوگال، آئروباكتر نيز در بيوفيلم B C زمان ماند هيدروليكي، در هر مرحلـه شودميمشاهده .R B C هـا . تراكم و نوع ميكروارگانيسـم باشدمي دقيقه20و براي بار گذاري متوسط در حدود باشدميكوتاه

Rدر B C يند بـه آ. حذف كربن در مرحله اول و دوم اين فرباشدمي وابسته به بارگذاري آلي فاضالبساير مراحـل را نيـز طراحـي توانمي اگر حذف نيتروژن نيز مد نظر باشدالبته ( شود.ميخوبي انجام

)كرد.


(RBC)تماس دهنده بيولوژيكي چرخان يمزاياو نيتـروژن را 5BODبراي %85 راندمان تواندميهاي كوچك يا بزرگ اين فرآيند در تصفيه خانه

. باشـد ميكوچك از ديگر مزاياي اين روش نسبتاًحفظ كند. سادگي در بهره برداري و نگهداري، ابعاد برابر)، زمين مورد 10تا 8نسبت به فيلتر چكيده دارد مانند زمان تماس بيشتر ( مزايايي اما اين روش توان اشاره كرد.، عدم مزاحمت حشرات ميآلي كمتر)، راندمان باالتر در هنگام شوك %40نياز كمتر (

هـاي بـه هـواده نسبت ،توان به مصرف كمتر انرژيميروش لجن فعال به از مزاياي اين روش نسبت Rجامدات بيولوژيكي در %95 .باشدمييكي لجن فعال مكان B C به بستر متصل هستند كه ايـن امـر

. باشدميباعث مصرف كمتر انرژي و نياز به نگهداري كمتر نسبت به روش لجن فعال

(RBC)تماس دهنده بيولوژيكي چرخان معايب Rايجاد نقص در سخت افزار و تجهيزات B Cاز حـد اكسيژن در سيستم باعث رشد بيش ، كمبود

. اين مشكل با اضافه كردن پراكسيد هيدروژن بر طـرف شودمي 104بژياتوا و ايجاد پديد بيومس سفيدقرار تجهيزات، هزينه باالي تبه زمين مورد نياز باال براي اس توانميمعايب اين روش ديگر خواهد شد.

توا اشاره كرد.، رشد تيوتيركس و بژياpHتعطيلي، مشكل بو،

BOD محلول 5BOD محلول ياS B OD عملكـرد فرآينـد يك پارامتر كنترلـيR B C اسـت. مقـدارS B OD را

هاي فاضالب يا از طريق تخمين مقدار آن با استفاده از اطالعات تست فيلتراسيون از نمونه با توانمي

5BOD معلق رابطه مستقيم با كل جامدات معلق و جامدات معلق بدست آورد.كل دارد.

104-White biomass

5BOD( )TSS


:شودمينشان داده زير اين ارتباط به صورت

( )

( )

SBOD TBOD SBOD

SBOD c TSS

SBOD TBOD c TSS

: cضريب مقادير

/ /0 5 0 براي فاضالب خانگي 7

/0 )، فاضالب خام خانگي، 5 )TSS TBOD

/0 )، فاضالب خام، 6 )TSS TBODخروجي تصفيه اوليه ،

/0 ثانويه ، خروجي تصفيه5

mg به ترتيب TSSو TBODكه ميانگين دهدميمثال: اطالعات قبلي نشان

lmgو 145

l130

Rبراي طراحي فرآيند SBOD. غلظتباشدمي B C چه مقدار خواهد بود. ازR B C به عنوان واحد .شودميتصفيه ثانويه استفاده

حل:

cبراي خروجي تصفيه اوليه، /0 6

RBCدر ورودي SBODتخمين غلظت

SBOD = TBOD - c (TSS)

= 145 0.6(130 ) 67mg mg mg

L L L


RBC طراحي فرآيند

بسياري از طراحان با استفاده از كينيتيك رشد مونود يا كينيتيك آنزيمي ميخائيل منزز براي مدل Rسازي حذف مواد آلي و نيترووژنه توسط فرآيند B C ثر بر عملكـرد ؤ. فاكتورهاي مكنندمياستفاده

R B C يـزان بـار سـطحي، سـرعت زمان ماند هيدروليكي، م ،غلظت سوبسترا ،دماي فاضالبشامل . باشدميو اكسيژن محلول چرخس ديسك

روش طراحي تجربي Rتجربي براي طراحي هايگرافبسياري از طراحان از B C تجربـي هايگراف. كنندمياستفادهRعملكرد مشاهده شده فرآيند اساس بركه B C طراحـي فرآينـد در ،تهيـه شـده اسـت گذشتهدر

R B C 27) و (شكل26(شكل كنندمياستفاده.( Rبا افزايش مراحل توانميهاي واكنش باالتر از صفر، براي كينتيكي B C راندمان حذفBOD

كند.ارائه مي اطالعات مفيدي براي طراحي مراحل مختلف 12 را افزايش داد. جدول

Rمنحني طراحي فرآيند : 26شكل B C بر اساس درصد كلBOD 13حذف شده (دما بيش ازC (

RBC


)13C كل و محلول حذف شده (دما بيش از BOD بر اساس RBC منحني طراحي فرآيند: 27شكل

Rتعداد مراحل توصيه شده در فرآيند : 11جدول B C

حداقل تعداد مراحل BOD محلول خروجي هدف/mg l

1 2 > 2 -1 25 -15 3 -2 15 -10

4 -3 10<


Rپارامترهاي طراحي فرآيند B C ي ارائه شده است. بسيار 11جدول ربراي سطوح مختلف تصفيه د

/( طراحان از نسبت حجم تانك بر مساحت سطح بستراز 248 9 L

m. كنندمياستفاده طراحي در)

12/ دماي باالتر از 8C اثري بر ميزان حذف مواد آلي توسط فرآيندR B C .ندارد

Rپارامترهاي مختلف طراحي فرآيند: 21جدول B C

نيتريفكاسيون جداگانه

نيتريفكاسيون تركيبي

ثانويه

/ /0 041 0 102 / /0 030 0 081 / /0 081 0 1630

)m3/m2-dهيدروليكي (بار

/ /0 1 0 3 / /0 5 1 5 / 0 75 محلول، BODبار 2lb/(1000ft2.d)(

/ 1 5 3 /2 3 )BOD، .d)2lb/(1000ftبار كل 5

/ /1 2 2 9 / 1 5 4 / /0 7 1 hزمان ماند هيدروليكي، 5

7 15 7 15 15 30 BOD5 ،خروجيmg/l

1 2 2 NH3-N خروجيmg/l

رفت ميزان كاهش فعاليت بيولوژيكي بايد مـد نظـر قـرار گيـرد. ترپاييناز اين مقدار دما اما اگر بسـياري از متأسـفانه ارائه شـده اسـت. 13ضرايب اصالح مساحت بستر در اثر كاهش دما در جدول

RBCكـه بـه فرآينـد گيرنـد مـي فاضالب را به عنوان دماي حداقل در نظـر 32Cيطراحان دما .كندميآسيب وارد رساندمي


فاكتور اصالح سطح بر اساس دما: 13جدول

محلول BODنيتروژن آمونياكي حذف شده حذف شده

دما

C

F

71/0 1 8/17 64 77/0 1 7/16 62

82/0 1 5/15 60

89/0 1 4/14 58 98/0 1 3/13 56 1 1 8/12 55

02/1 03/1 2/12 54

14/1 09/1 1/11 52

28/1 15/1 10 50

4/1 21/1 9/8 48

63/1 27/1 8/7 46

75/1 31/1 2/7 45

85/1 34/1 7/6 44

32/2 42/1 6/5 42

mgو خروجيكل ورودي 5BODمثال: اگر غلظت

lmgو 150

lحداكثر ،باشد RBCدر فرآيند 60

بار گذاري هيدروليكي را محاسبه كنيد. حل:

حذف شده TBOD، محاسبه درصد 1مرحله


(150 60) 100%% 60%

150

mglremovalmgl

، تعيين محدوده بار هيدروليكي2مرحله

mgخطي افقي رسم كرده تا منحني 60%، از راندمان 67به وسيله شكل

lرا قطع كند، سپس 150

galمقدار ،شود معينخطي عمودي رسم كرده تا مقدار بار هيدروليكي /

ft d25 .آيدميبدست 8

در مرحله اول را بر اساس اطالعات زير محاسبه RBCد بر فرآينوارده ي: بار هيدروليكي و بار آلمثال كنيد.

Mgal: جريان ورودي/

d1 5

5BOD :كل ورودي mg

l140

5SBOD :وروديmg

l75

ft2100000روي هر شافت :ر ب RBCمساحت 6تعداد شافت: 2:تعداد قطار

حل:

محاسبه بار هيدروليكي كل

مساحت، محاسبه كل 1مرحله


2

2 2

6 1000000 600000

15000002.5

600000 ( )

A ft

galgaldHL

ft ft d

gal اين مقدار در دامنه

ft d

22 .باشدمي 4

RBCورودي بر كل مساحت ل ، محاسبه مقدار بار آلي ك2رحله م

22

2

Mgal mg lb Mgal.mg1.5 140 8.34 ( )

d L s LTotal BOD loading = 2.92 (1000 )600 1000

14.2

lb ftft

g

m d

lbدامنه طراحي/

ft 22 3 5

1000

محلول : 5BODبار

2 2

(1.5 75 8.34)Soluble BOD loading = 1.56 7.6

600 1000 (1000 )

lb g

ft d m d

يدامنه طراح lb

/ft

20 75 21000

محاسبه بار آلي در مرحله اول

گيردميدو واحد در مرحله اول مورد استفاده قرار

5BOD لبار ك


2

1.5 140 8.34Total BOD loading = 8.76

2 100000 1000

lb

ft d

:محلول 5BODبار

2

1.5 75 8.34Soluble BOD loading = 4.69( )

200 1000 1000

lb

ft d

105تصفيه بيولوژيكي تركيبيهمراه با راكتورهاي رشـد معلـق چسبيدهتركيبي از راكتورهاي بستر بيولوژيكيدر فرآيند تصفيه

تماس جامـدات، رافينينـگ بيوفيلتر، فيلتر چكنـده/ فرآيند . فرآيندهاي دوگانه شاملشودمياستفاده الگـون /الگون هوادهي، رافينينـگ فيلتـر /رافينينگ فيلتر، RBC/لجن فعال، رافينينگ فيلتر/فيلتر

.باشدميلجن فعال /رافينينگ فيلتر ،اختياري

106هاي تثبيتبركهشـتر در از ايـن فرآينـد بي . نامندميهاي تثبيت نيز الگون بركه اكسيداسيون و اهاي تثبيت ربركه

به دليل .شودميكم عمق براي تصفيه ثانويه و پيشرفته استفاده هايحوضبا ايجاد مناطق روستايي. گيردميبرداري پايين اين روش، در بسياري از جوامع كوچك مورد استفاده قرار بهره وهزينه ساخت

در انواع شرايط آب و هـوايي مـورد اسـتفاده قـرار صنعتي اين بركه براي تصفيه فاضالب شهري واز تصفيه مـورد اسـتفاده هايروشيا در تركيب با ساير به صورت جداگانه تواندمي. اين فرآيند گيردمي

105-Dual Biological Treatment 106-Stablization Ponds


و 109هـوازي 108هـوادهي شـده، ،107بركه هـاي اختيـاري هب توانمي. بركه هاي تثبيت را گيرد قرار طبقه بندي كرد. 110هاي بي هوازيبركه

هاي اختياريبركهنيـز فاضـالب هـاي الگون ،هاي مورد استفاده است. به اين بركهوع بركه از انواع متداول بركهاين ن

/ اهبركه. عمق اين شودميگفته /1 2 2 5m است. گرفته قرار هوازيبيو اليه هوازي بر روي اليه3 معموالًزمان ماند در اين فرآيند تواند در كنار فيلترهـاي چكنـده مي. اين فرآيند باشدمي روز5

موجـود در ناحيـه هـاي باكتريمورد استفاده قرار گيرد. هوازيبيهاي و بركه هاي هوادهي شدهبركهبژياتوا، شامل هاباكتري. اين باشدمييند لجن فعال موجود در فرآ هايباكتريهوازي اين بركه همان

. اين باكتريها موادباشدميزوگال لكاليژينز، فالوباكتر، سودوموناس واسفتيلوس ناتانس، آكروموباكتر، آ فعال هايباكتريآلي موجود در فاضالب توسط اين مواد دزا. ماكنندميآلي را در ناحيه هوازي تجزيه

مورد نياز توسط هوادهي اكسيژن. شودميو فسفر تبديل ده و به دي اكسيد كربن، نيتروژن ش تجزيهو دي اكسيد كربن را مصرف كرده و يمواد مغذ هاجلبك. شودمي تأمينسطحي يا فتوسنتز جلبكي

را هـوازي بـي اليه لجن تشكيل شده يك فضاي ،. در كف اين بركهكنندمياكسيژن را به محيط آزاد محلـول و آلـي مـواد ود را تجزيـه كـرده و بـه جامدات موج ،هوازيبي هايباكتريكه كندميايجاد

. اليه بـين ناحيـه هـوازي و كنندميسولفيد هيدروژن تبديل و ازهايي مانند متان، دي اكسيدكربنگنقـش بسـيار مهمـي را ايفـا هـا بركه. دما در عملكرد بيولوژيكي اين باشدمياليه اختياري هوازيبي BODهـر هكتـار در روز يـا در KgBODبه اين بركه به صورت ه. مقدار بار آلي وارد شدكندمي

در دامنه معمول در اين فرآيندو زمان ماند زان بار آلي . ميشودميمعادل جمعيت در واحد سطح بيان

107-Faculative (aerobic-anarobic) 108 Aerated 109 Aerobic 110 Anaerobic


22 67 kgBOD

ha d25و 30mg بـه 5BODبـراي كـاهش هـا بركـه اين .باشدمي روز 180

l

30اين مقدار هاجلبكاما در عمل به علت رشد حضور دنشوميطراحي 40mg

l. باشدمييا بيشتر

فسـفر ، درصد 95تا 40، حذف نيتروژن درصد 96درصد تا 77 جامدات آلي حذف شده در اين روش

40 در دامنـه هـا جلبكبه علت حضور TSSغلظت خروجي .باشدمي 40%كمتر از 100mg

l

. ايـن باشـد مـي هـاي اختيـاري مشكالت عمده در بهره برداري بركهيكي از هاجلبك. حضور باشدمي)در حذف فيكال كليفرم هابركه )FC هستندثر ؤبسيار م.

طراحي بركه تثبيت اختياري)توسط سازمان حفاظت محيط زيست آمريكا دطراحي اين فرآينبسياري از معادالت )EPA ارائه

، مدل 112، مرايس شاون111معادله گلونياشده است. همچنين محاسبه ابعاد بركه بر اساس بار ورودي، طراحي بركـه شرح داده شده است. در اين بخش محاسبه 113ويلهلم- هنر معادله وو جريان پيستوني

هنر و مدل ويلهلم مورد بحث قرار گرفته است. روش و را بر اساس ميزان بار سطحي،

روش ميزان بار سطحي. متوسط شودميانجام ،طراحي ،زمان ماند هيدروليكي ش با استفاده از ميزان بار آلي ودر اين رو ارائه شده است. 14بر اساس ميانگين دماي زمستان در جدول 5BODبار

111-Glonya 112-Marasis-Show 113-Wehner-Wilhelm


بر اساس ميانگين دماي زمستان : متوسط بار 14جدول

BODميزان بارگذاري عمق آب متوسط دما هوا در زمستان

C

m kg/(ha-d)

0 / /1 5 2 1 11 221 15/ /1 2 1 8 22 45 15/1 1 45 90

معادله مورد استفاده در اين روش خواهد بود:

( )

( ) 1000

Q BODA

LR

A ،سطح مورد نياز براي بركه اختياري :ha

BOD غلظت :BOD ،در وروديmg

L


d

LR ميزان بار :BOD در زمستان : ضريب تبديل كيلوگرم به گرم1000

ها در آب و هواي گرم نبايد از براي مرحله اول بركه ميزان بار

100 kg

ha d تجاوز كند.

mمثال : بركه اختياري براي شهر كوچكي با دبي

d

3

BODغلظت مورد انتظار طراحي كنيد. 110

mg ورودي

l با بار ورودي كمتر از باشد. سه بركه C10 متوسط دماي زمستان كه حاليدر 210

kg

ha d/عمق لجن كه هنگاميطراحي كنيد. زمان ماند هيدروليك را 80 m0 و مقدار تراوش و 5

mm تبخير در هر روز

d در نظر بگيريد. 2

5BOD

BOD


حل : ، تعيين سطح مورد نياز براي كل بركه1مرحله

BOD kgمقدار بار 14از جدول

ha d كنيمميرا انتخاب 38

3

1100 210( ) 3 6.08(1000) 38 1000

m gQ BOD d mA ha

kg gLRha d kg

، 2مرحله

kg ز ميزان بارا(تعيين سطح مورد نياز در مرحله اول LR

ha d

80: (

1100 2102.08

80 1000A ha

/آب قعم ، اندازه براي هر سه بركه3مرحله m1 شوددر نظر گرفته مي5 بركه اول:

/و m288، طول m111عرض m1 . شودميانتخاب 5 مساحت هر بركه :

22(60800 - 28800) m

A = 160002

m

.عرض خواهد بود متر 111طول متر 144 انتخاببا ترتيب بركه به صورت زير خواهد بود


، تخمين زمان ماند هيدروليكي4مرحله

/يانگين عمق لجن =م( Vمحاسبه حجم ذخيره سازي m0 5(

2 3(1.5 0.5 ) 60800 60800V m m m m

محاسبه حجم آب از دست رفته

32' 0.002 60800 122

m mV m

d d

ند هيدروليكي محاسبه زمان ما

2

3 3

6080062

'1100 122

V mHRT d

m mQ V

d d


mمثال: دو الگون به صورت سري موجود است. هر سلول (الگون) m110 با حداكثر عمق بهره 220

/برداري و حداقل عمق بهره برداري m0 m . ميـزان جريـان ورودي باشـد مـي 55

d

3

بـا غلظـت 950

5BOD mgمتوسط

Lو زمان ماند در الگون را محاسبه كنيـد. دامنـه ي. ميزان بار آلباشدمي 105

C دما C10 15 باشدمي. حل:

1مرحله 5BODمحاسبه ميزان بار

3-6

5 3

m mg L kgBOD mass = 950 105 1000 10 99.75

d L m mg

kg

d

مساحت سلول اول 2 4

2A = 110 m 220 m = 24200 m 10 2.42

haha

m

5BODميزان بار

5

kg (99.75 )

dBOD loading rate = 41.2(2.42 ha)

kg

ha d

kg كه در دامنه C15قابل قبول براي دماي رمقدار بدست آمد با مقدار با

ha d

22 قرار دارد. 45

2مرحله محاسبه زمان ماند

2

3

m24000 (1.64 m - 0.55 m) 2 cells

cell Detention time = = 55.5d m

950 d


معادله وهنر و ويلهام

براي راكتوري كه رفتاري بـين ،به صورت معادله درجه يك اميزان حذف سوبستر زدر اين معادله ا شده است. جريان پيستوني و اختالط كامل دارد استفاده

صورت است: معادله به اين

2 2

14 exp( )

20 (1 ) exp( ) (1 ) exp( )

2 2

aC Da aC a aD D

C ،غلظت سوبستراي خروجي :mg

L

0C ،غلظت سوبستراي ورودي :mg

L

1 4a ktD

k ،1: ثابت واكنش درجه اول

h

t ،زمان ماند :h

D ،فاكتور توزيع :H

uL

H محوري، توزيع: ضريب2m

h

u ،سرعت جريان :m

h

L ،طول عبوري توسط ذره :m حذف شده BODدرصد


باقي مانده براي فاكتورهاي مختلف توزيع BODدرصد و ktارتباط بين مقدار : 28شكل

باقيمانده BODرابطه عكس با غلظت kt، مقدار 28در شكل 0

( )C

Cدر دامنه وسيعي از انواع

1 هاي تثبيت در دامنـه ل دارد. فاكتور توزيع براي بركهجريان پيستوني تا جريان اختالط كام 2 .باشدمي/ به شرايط بهره بـرداري و هيـدروليكي از وابسته BOD، kميزان ثابت حذف 0 05 در روز 10/ برابر 20kبراي ضريب Aمقدار .باشدمي .شودميدر روز توصيه 15

از طريق معادله زير محاسبه كرد: توانميدر دماهاي مختلف را kمقدار

2020 (1.09)T

Tk k


Tk ميزان واكنش در حداقل دماي بهره برداري :،T

20k 20: ميزان واكنش در دمايC T ،حداقل دماي بهره برداري :C

مثال: يك بركه تثبيت اختياري با استفاده از مدل وهنر و ويلهام با استفاده از اطالعـات زيـر طراحـي كنيد.

Q :m

d

3

1100

TSS : ورودي mg

L220

5BOD : وروديmg

L30

k در دمايC20 :/0 22

D /0 5 C1 دماي آب در دوره حياتي:

m2عمق بركه : /ثر: ؤعمق م m1 5

حل: باقيمانده در خروجي BOD، محاسبه درصد1مرحله

0

mg30 100%C L= =14.3%

mgC (210 ) L

Tk، محاسبه 2مرحله


T-20 1-20T 20k = k (1.09) = 0.22 (1.09) 0.043

Tk، تعيين مقدار 3مرحله t 28از شكل

C در/ %

C14 3

D و /0 Tkمقدار 5 t باشدمي

ان ماند براي دوره حياتي در سال ، محاسبه زم4مرحله

-1

3.1t = 72

(0.043 d )d

حاسبه حجم و سطح مورد نياز بركه ، م5مرحله 3

3mV = Qt = 1100 72 d = 79200 m

d

32volume 79200 m

Area = = 52800 5.28effective depth 1.5 m

m ha

5BOD، كنترل ميزان بار 6مرحله 3

3

m g1100 210

d mL = 43.8g

5.28 ha 1000 kg

kg

ha d


مورد نياز براي هواده سطحي انرژي، تعيين 7مرحله ورودي ايت و همچنين ظرفيت 5BODبرابر مقدار بار 2 هاهوادهفرض كنيد ظرفيت انتقال اكسيژن

kgO انتقال اكسيژن هواده

hp d .باشدمي 222

3

3

m g2 1100 210( )

d mO2 required = 462 g

(1000 )kg

kg(462 )

dPower = 21 15.7kg

(22 )hp - d

kg

g

hp kW

شودمياستفاده hp3هواده 7از وردي براي تعيين درجه اختالط انرژي، كنترل 8مرحله

33

15.7 kW 0.2kWPower input = 1000 m

79.2 1000m

114هاي ثانويه بركهلجن داي براي تصفيه خروجي فرآينكه به صورت سه مرحله هستند هايبركههاي ثانويه بركه

1/هاي ثانويه . عمق آب در بركهدنشومياستفاده فعال يا فيلتر چكنده 1 كمتر BODو بار متر5

از

17 kg

ha d .باشدمي روز 15تا 4كم و در حدود نسبتاً. زمان ماند سلولي در اين فرآيند باشدمي

114-Teritary ponds


115هاي هوازيبركهكـم در نسـبتاً ، داراي عمق شودمينيز گفته 116پر بار هاي هوازيكه به آن بركه يهاي هوازبركه / دحدو /0 3 0 6m با نور خورشيد اهجلبكبراي مواجه كردن تمام هابركه. اختالط در اين باشدمي

. هـوادهي در ايـن شـود مـي اعمال هوازيبيشرايط ايجاد جلوگيري از و هاآنو جلوگيري از رسوب در ايـن ي. زمـان مانـد هيـدروليك گيـرد ميانجام و هوادهي سطحي هاجلبكتوسط فتوسنتز دفرآين3دفرآين هاي هوازي در شرايط آب و هوايي گرم و آفتابي به خصوص در روز است. استفاده از بركه5 بااليي مورد نياز است، با محدوديت مواجه است. BODدرصد حذف كه زماني

117هوازيبيهاي بركه. عمـق ايـن باشـد ميداراي عمق زياد هستند و بار آلي ورودي به اين سيستم باال معموالً هوازيبيهاي بركه

/ هدر دامن هابركه 2 5 20 ن. زمان ماند سلولي در آباشدميمتر 5 ـاي باكتريروز است. 50 يهـواز بـي هـنش . كنندميمواد آلي را به دي اكسيد كربن و متان تجزيه ـاي واك ـازي و ه ـيد س ـلي در آن اس بيولـوژيكي اص

.دنشـو مـي . در اين فرآيند گازهاي بد بو مانند گازهاي اسيدي و هيـدروژن سـولفيد توليـد باشدميتخمير متان ـيش گيردميبراي تصفيه فاضالب صنعتي و كشاورزي مورد استفاده قرار هوازيبيهاي بركه ـين بـراي پ . همچن

ـا بركـه . ايـن شـود مياستفاده هابركههاي هوازي از اين هاي اختياري يا بركهتصفيه بركه در تصـفيه فاضـالب هـاز بـه و عـدم لجن كمتر هاي هوازي توليد نسبت به بركه هوازيبيهاي از مزاياي بركه. شهري كاربردي ندارند ني

ـاز ايجاد بوي بد، توان به مياز معايب اين روش .باشدميتجهيزات هوادهي براي تثبيت لجن به صورت كامـل نيـاره كـرد توانمي هوازيبيو همچنين نياز به دماي باال در هضم هوازيبيبه فرآيند هوازي به دنبال هضم . در اش

115-Aerobic ponds 116-High rate aerobic ponds 117-Anaerobic ponds


/ يبار ورودبا را BODدرصد 75شرايط بهره برداري معمول اين روش قادر است30 32 kgBOD

m dـان در زم

.حذف كند 24Cروز و حداقل دماي بهره برداري 4ماند

منابع 1. Standards for the hydraulic calculation of wastewater, stormwater and combined wastewater sewers. 1977, Hennef: Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e.V. 2. Abwassertechnische Vereinigung e, V., Standards for the hydraulic calculation of wastewater, stormwater and combined wastewater sewers. 1977, Hennef: ATV - Abwassertechnische Vereinigung e.V. 3. Giorgi, J. Math for wastewater treatment operators grades 3 and 4 practice problems to prepare for wastewater treatment operator certification exams. 2009; Available from: http://site.ebrary.com/id/10522378. 4. Haandel, A.v., Handbook of biological wastewater treatment. 2011, London: IWA Publishing. 5. Hicks, S.D.H.T.G., Handbook of civil engineering calculations : [step-by-step calculation procedures, worked out examples throughout, new design calculations, standard engineering and SI units]. 2007, New York [u.a.: McGraw-Hill. 6. Karia, G.L.C.R.A., Wastewater treatment : concepts and design approach. 2006, New Delhi: Prentice-Hall of India. 7.Larsen, B., Math handbook for wastewater treatment plant operators : math fundamentals and problem solving. 2010, Denver, Colo.: Outskirts Press. 8.Lin, S.L.C.C., Water and wastewater calculations manual. 2001, New York: McGraw-Hill.


9.Lin, S.L.C.C. Water and wastewater calculations manual. 2007; Available from: http://www.books24x7.com/marc.asp?bookid=22125. 10.Metcalf and M.M.D.C. Eddy, Wastewater engineering and management plan for Boston Harbor-Eastern Massachusetts Metropolitan Area EMMA study : main report for the Metropolitan District Commission, Commonwealth of Massachusetts. 1976, Boston: s.n.]. 11.Metcalf and T.G. Eddy, Wastewater engineering: collection, treatment, disposal. 1972, New York: McGraw-Hill. 12.Metcalf and T.G.B.F.L.S.H.D. Eddy, Wastewater engineering : treatment and reuse. 2004, New York; London: McGraw-Hill. 13.Sanin, F.D.C.W.W.V.P.A.V.P.A., Sludge engineering : the treatment and disposal of wastewater sludges. 2011, Lancaster, Pa.: DEStech Publications, Inc. 14. Dindarloo K,Naddafi K,Mesdaghi nia A,Mesbah A: prediction of hydrogen sulfaide along sanitary sewers ; Pressed in articles of 4thnational conference of Health environment, yazd,IRAN.VOL 2/Oct 2001/PP 139-146 15.Dindarloo K,Naddafi K,Mesdaghi nia A,Mesbah A : Oxygen consumption rate in the sanitary sewerage pipilines ; jurnal of hormozgan university of medical scinence (hums), vol 6/No3/autumn 2002/pp23-27 16.Sincero, A.P.S.G.A., Physical-chemical treatment of water and wastewater. 2003, London : Boca Raton, Fla.: IWA Pub. ; CRC Press. 17.Spellman, F.R.C.R.C.P. Mathematics manual for water and wastewater treatment plant operators. 2004; Available from:http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&scope=site&db=nlebk&db=nlabk&AN=111021.


18.Vesilind, P.A., Wastewater treatment plant design . 2003, Alexandria, Va: Water Environment Federation. 19.Judd, S., Process science and engineering for water and wastewater treatment. 2002, London: IWA Publ.



هاي منتشر شده از انتشارات دانشگاه علوم پزشكي و خدمات بهداشتي درماني هرمزگان:كتاب

زايمان در منزل

نگاهي بر ميكروب شناسي دهان و دندان

نقش استرس اكسيداتيو در ايجاد، پيشرفت و درمان سرطان خون

فاسيوال و فاسيوالزيس

آنفوالنزا نوعA

هاي دستيابي به روشCCU/ICU هاي سريعبه روش

ها و آناليز آماري در طراحي پايگاه دادهEpi Info

هاي تدريس باليني برگزار كنيم؟هاي مهارتچگونه كارگاه

هاي مولكولي پزشكي بالينينگاهي به عرصه

درمانفناوري اطالعات در حوزه بهداشت و

درسنامه جامعSNOMED-CT

جراجي قلب باز

جراحي قلب: خاطرات و خطرات


Practical Calculations of

Wastewater Engeneering

Written by: Y. Fakhri M.S & K. Dindarlo Phd. Publisher: HUMS Press Printing Coordinator: Rasool Publishing Co. Production Manager: Dr. M. Khayatian Adminstrative Assistant: F. Qassemi Cover & Text Design: M. B. Bahramshahi Printing Services: Salman Farsi Printing Co. Circulation: 500 Price: Rls ISBN:978-600-93455-6-4

Copyright© 2014 by Hormozgan University of Medical Sciences (HUMS) Press Address: Jomhori Eslami Blv. Shahid Mohammadi Hospital Bandar Abbas, IRAN

www.hums.ac.ir All rights reserved

Printed in I.R.IRAN


Practical Calculations of

Wastewater Engeneering

Written by:

Y. Fakhri Dr. K. Dindarlo

HUMS PressBandar Abbas, 2014

Documents

بﻼﺿﺎﻓ ﻲﺳﺪﻨﻬﻣ يدﺮﺑرﺎﻛ ﻞﺋﺎﺴﻤﻟا ﻞﺣ · ﻖﺒﻃ و 1392/12/14 ﻪﺧرﻮﻣ ﻪﺴﻠﺟ رد ،هﺪﺷ ﻦﻴﻴﻌﺗ نارواد