مکانیابی بهینه تصفیه خانه فاضلاب به کمک الگوریتم ژنتیک

پایان نامه
  • وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور) - دانشکده مهندسی علوم آب
  • نویسنده رضا سیدآبادی
  • استاد راهنما جلال عطاری
  • سال انتشار 1391
چکیده

با توجه به هزینه های گزاف ساخت و بهره برداری از سیستم تصفیه فاضلاب، ضرورت بهینه سازی اقتصادی در این زمینه حس می شود. یکی از مهم ترین پارامترهایی که می تواند باعث کاهش هزینه های انتقال فاضلاب به تصفیه خانه و استفاده مجدد از آن شود، مکانیابی تصفیه خانه است. بنابراین تعیین موقعیت بهینه ساخت تصفیه خانه با در نظر گرفتن استفاده مجدد از پساب، از چالش های نوین طراحی سیستم های فاضلاب شهری می باشد. در سال های اخیر در سطح جهانی به این موضوع توجه ویژه ای شده و تحقیقات وسیعی درباره آن انجام شده است. در این تحقیق مکانیابی بهینه تصفیه خانه برای محدوده میانی شهر مشهد (محدوده تحت پوشش تصفیه خانه خین عرب)، انجام شد. در این پژوهش فرض شد پساب در اراضی کشاورزی اطراف رودخانه کشف رود که در دو بخش شرق و غرب محدوده مورد مطالعه قرار دارند، استفاده شود. به منظور انتقال بخشی از پساب به اراضی شرق، می توان از مسیر رودخانه استفاده نموده و مابقی آن از طریق خط لوله مستقیم به این اراضی انتقال یابد. حال آنکه پساب مورد نیاز اراضی غرب فقط با یک خط لوله انتقال اختصاص یابد. روش تحلیل اقتصادی استفاده شده در این تحقیق، روش ارزش فعلی سود خالص می باشد. در تعیین تابع هدف هزینه های ساخت، بهره-برداری و نگهداری از تصفیه خانه و شبکه جمع آوری فاضلاب، ایستگاه های پمپاژ و خطوط انتقال فاضلاب و پساب در نظر گرفته شدند. در مقابل، فروش پساب به اراضی کشاورزی، سود حاصل از ارائه خدمات فاضلاب شهری به مشترکین، کاهش هزینه های درمان بیماری ها، عدم نیاز به حفر و تخلیه چاه های جذبی و سود حاصل از فروش کود بدست آمده از فرآیند تصفیه فاضلاب به عنوان منافع طرح در نظر گرفته شد. به منظور تعیین مکان بهینه تصفیه خانه فاضلاب، دو مدل بهینه سازی توسعه یافت که از الگوریتم ژنتیک برای حل آنها استفاده شد. در مدل بهینه سازی سیستم انتقال پساب، قطر بهینه خطوط انتقال به اراضی کشاورزی در شرق محدوده مورد مطالعه، بدست آمد. نتایج این مدل به عنوان ورودی به مدل مکانیابی بهینه تصفیه خانه فاضلاب معرفی شد که موقعیت تصفیه خانه را با اختصاص بهینه پساب به اراضی کشاورزی شرق و غرب تعیین می نماید. رویکرد بهینه سازی در مدل اول حداقل سازی هزینه ها و در مدل دوم حداکثر سازی سود خالص بود. قطر بهینه خطوط انتقال پساب به اراضی کشاورزی شرق در 30 نقطه مستعد ساخت تصفیه خانه، با در نظر گرفتن هزینه های دوره طرح توسط مدل بهینه سازی اول محاسبه شد. نتایج نشان داد که در تحقیق حاضر با تغییر مکان تصفیه خانه، قطر بهینه خطوط انتقال تغییر چندانی نمی کند. در این تحقیق سه سناریو مختلف ساخت مرحله ای تصفیه خانه و شبکه جمع آوری فاضلاب در نظر گرفته شد. مدل بهینه سازی مکانیابی تصفیه خانه، سناریوی ساخت در سه مرحله را به عنوان بهترین سناریو برآورد نمود. مدل در 25 سال دوره طرح، مقدار اختصاص پساب به اراضی کشاورزی شرق و غرب محدوده مورد مطالعه را پیدا نمود و بر این اساس از بین 30 نقطه ای که به مدل معرفی شده بود، نقطه شماره 14 به عنوان بهترین مکان به منظور ساخت تصفیه خانه تعیین شد. نتایج نشان می دهد بیشترین هزینه مربوط به بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ و بیشترین سود از فروش پساب حاصل شده است.

منابع مشابه

طراحی بهینه ترانسفورماتور به کمک الگوریتم ژنتیک

انتقال انرژی الکتریکی در مسافتهای طولانی به همراه لزوم کاهش تلفات و افت ولتاژ شبکه باعث استفاده از ترانسفورماتور در شبکه در سطوح ولتاژی مختلف آن می شود . نقش این عنصر در شبکه بهمراه قیمت بالای آن که به سبب استفاده از مواد گرانقیمت در ساخت آن ناشی می شود، لزوم طراحی بهینه آن را آشکارتر می سازد. در این مقاله با کمک گیری از مفهوم روش مدرن بهینه سازی بر مبنای آلگوریتم ژنتیک، روشی متفاوت با روشهای ب...

متن کامل

بهینه سازی بازده نموداری توربین بخار به کمک الگوریتم ژنتیک

امروزه تولید برق مهم­ترین بخش تولید انرژی در صنایع را به خود اختصاص داده است که در این رهگذر، بهینه­سازی مصرف انرژی و توان نیروگاهی می­تواند در صرفه­جویی انرژی مفید واقع شود. یکی از بخش­های مهم نیروگاهی، طراحی و ساخت توربین­ها، اعم از توربین­های هیدرولیکی، بخاری، بادی و هسته­ای می­باشد. بدین منظور طراحی نیروگاه­ها به­عنوان مهم­ترین موضوع مد نظر قرار می­گیرد. در این مقاله، با توجه به روابط مهندس...

متن کامل

طراحی بهینه ترانسفورماتور به کمک الگوریتم ژنتیک

انتقال انرژی الکتریکی در مسافتهای طولانی به همراه لزوم کاهش تلفات و افت ولتاژ شبکه باعث استفاده از ترانسفورماتور در شبکه در سطوح ولتاژی مختلف آن می شود . نقش این عنصر در شبکه بهمراه قیمت بالای آن که به سبب استفاده از مواد گرانقیمت در ساخت آن ناشی می شود، لزوم طراحی بهینه آن را آشکارتر می سازد. در این مقاله با کمک گیری از مفهوم روش مدرن بهینه سازی بر مبنای آلگوریتم ژنتیک، روشی متفاوت با روشهای ب...

متن کامل

بهبود کیفیت پساب خروجی از برکه ی تثبیت تصفیه خانه های فاضلاب به کمک عدسک آبی

به دلیل رشد جلبک در برکه‌ی تکمیلی، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب با روش برکه، تثبیت راندمان پایینی در حذف T‌S‌S دارند. یکی از روش‌های حذف جلبک، استفاده از عدسک آبی است. مکانیسم عدسک، ایجاد پوشش روی سطح آب و ممانعت از نفوذ نور برای رشد جلبک‌هاست. جهت بررسی کارایی عدسک در بهبود کیفیت پساب خروجی از برکه‌ی تثبیت فاضلاب، پایلوتی شامل دو حوضچه، یکی حاوی عدسک و دیگری به‌عنوان شاهد در تصفیه‌خانه‌ی بوشهر ساخته ...

متن کامل

طراحی بهینه شبکه­های فاضلاب با استفاده از الگوریتم ژنتیک

 Construction cost of municipal sewer networks as any other infrastructure systems are very demanding. These costs can, however, reduced through optimal design of these networks. A model based on Genetic Algorithm is used in this paper for the optimal design of sewer networks with predefined layout. Three different set of decision variables are used to check the efficiency of the method. Result...

متن کامل

کمینه سازی لجن تولیدی در تصفیه خانه های فاضلاب به روش لجن فعال با بهینه سازی پارامترهای تصفیه

به طور کلی چالش های زیست محیطی در زمینه تصفیه فاضلاب به ویژه سیستم لجن فعال (Activated Sludge System) وجود دارد که برای رفع آن می بایست مطالعات کاربردی انجام گیرد. این چالش ها اغلب در زمینه تولید و دفع لجن مازاد (Excess Sludge) تولیدی از تصفیه خانه های فاضلاب با سیتسم لجن فعال به وسیله بهینه سازی پارامترهای تصفیه فاضلاب است. بدین منظور در آزمایشگاه پایلوتی راه اندازه شد و فاضلاب آن از تصفیه خان...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور) - دانشکده مهندسی علوم آب

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023