بررسی تحلیلی عملکرد تصفیه خانه های فاضلاب شهرک های صنعتی با هدف ارائه راهکار های اجرایی جهت ارتقاء کمی و کیفی

توضیحات

چکیده
امروزه روند روز افزون توسعه و احدات تصفیه خانه های فاضلاب در ایران ، کارشناسان را به سمت بهینه سازی تصفیه فاضلاب ، انتخاب صحیح و نصب تجهیزات مناسب و بهره وری از آنها و رعایت استاندارد های پارامتر خروجی پساب سوق می دهد. لذا این تحقیق در راستای بررسی تحلیلی عملکرد تصفیه خانه های فاضلاب شهرک های صنعتی با هدف ارائه راهکارهای اجرایی جهت ارتقاء کمی و کیفی انجام گرفت. در این تحقیق پس از انجام آزمایش های مربوطه و مقایسه آنها با استاندارد مشخص گردید که عملکرد تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی سقز در حد ضعیف بوده و دارای راندمان تصفیه پایینی
می باشد و باید تمهیدات اساسی در این ارتباط برای افزایش و ارتقاء عملکرد تصفیه خانه صورت پذیرد . در این رابطه مدلهای تصمیم گیری کمک ابزار مناسبی جهت انتخاب گزینه هایی در جهت وقوع این امر
می باشد. در این پژوهش از یک روش سیستماتیک برای انتخاب بهترین گزینه از میان گزینه های موجود در جهت ارتقاء عملکرد تصفیه خانه معرفی شده است.که در آن پنج گزینه ، توسط چهار پارامتر و مولفه اصلی شامل :  فنی ، فیزیکی وشیمیایی ، مدیریتی ، اقتصادی ، اجتماعی و فرهنگی و وضعیت بهداشتی و زیست محیطی که هر کدام دارای معیار های می باشند ، مقایسه شده اند.در ابتدا هر یک از پارامتر ها و شاخص های مربوط توسط گروه خبرگان و بوسیله پرسشنامه مقایسه شده و در مرحله بعد  وزن های داده شده به هریک از معیارها وارد نرم افزار TOPSIS  برای تحلیل مدل TOPSIS  گردید. در نهایت بهترین و مناسبترین گزینه انتخاب گردید . نتایج این مقایسات نشان داد که کنترل مراحل بهره برداری از راکتور SBR با  امتیاز ۹۱۲/۰بهترین گزینه می باشد. پس از آن افزودن مدیا به تانک SBR به منظور افزایش توده بیولوژیکی با امتیاز ۴۰۴۲/۰و بهبود عملکرد هواده ها در تانک SBR با امتیاز ۳۹۶۲/۰، افزایش زمان ماندهیدرولیکی با امتیاز ۲۸۵/۰و افزایش زمان ماندسلولی با امتیاز ۲۲۶۲/۰در اولویت های بعدی قرار دارند .

واژگان کلیدی : سقز، پساب ، تصفیه خانه فاضلاب ، شهرک صنعتی  ، ارتقاء عملکرد ، TOPSIS  

فهرست مطالب
عنوان                                                              صفحه

چکیده    1

فصل اول: کلیات تحقیق
۱-۱مقدمه    3
1-2  بیان مسأله    4
1-3 آلاینده های آب و منابع مختلف آن    6
1-4 انواع آلاینده ها    7
1-5 تعریف فاضلاب    8
1-6 انواع و خواص فاضلاب ها    9
1-6-1 فاضلاب های خانگی    9
1-6-2 فاضلاب های صنعتی    9
1-6-3 فاضلاب های کشاورزی    9
1-7- اهداف تحقیق    10
1-7-1- اهدف اصلی تحقیق    10
1-7- 2- اهداف فرعی تحقیق    10
1-8-جنبه نوآوری و جدید بودن تحقیق    10
1-9-پرسش های اصلی تحقیق    11
1-10-فرضیات تحقیق    11
1-11- پارامترهای مهم در مهندسی فاضلاب    11
1-12- مشکلات ناشی از فاضلاب های تصفیه شده    12
1-13 مدیریت فاضلاب    12
1-13-1 اهداف مدیریت فاضلاب    12
1-14- خصوصیات فاضلاب    12
1-14-1 خصوصیات فیزیکی فاضلاب    13
1-14-2 خصوصیات شیمیایی فاضلاب‌    16
1-14-3 خصوصیات بیولوژیکی فاضلاب‌    16
1-15 طبقه بندی روش های تصفیه فاضلاب    18
1-15-1 طبقه‌بندی براساس نیروهای درگیر در عملیات یا فرآیند تصفیه    18
1-15-2- طبقه بندی براساس درجه تصفیه مورد نیاز    19
1-16- انواع فرآیندهای تصفیه بیولوژیک فاضلاب    20
1-16-1 فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی    21
1-16-1-1 فرآیندهای هوازی    21
1-16-1-2 فرآیندهای بی هوازی    21
1-16-1-3 فرآیندهای ترکیبی (Hybrid Process)    21
1-17- مدل های تصمیم گیری چند شاخصه  (MADM)    22
1-17-1- روش ترجیح براساس مشابهت به راه حل ایده آل(TOPSIS)    22

فصل دوم: مبانی نظری تحقیق و مروری بر تحقیقات گذشته
۲-۱- در سطح ملی    24
2-1-1- سوابق مطالعاتی در زمینه عملکرد سیستم‌های SBR و همچنین کاربرد مدل‌های تصمیم‌گیری چند معیاره جهت ارتقای کمی و کیفی این سیستم‌ها    24
2-1-2- سوابق مطالعاتی استفاده از مدل TOPSIS    28
2- 2-در سطح بین المللی    31
2-2-1- سوابق مطالعاتی در زمینه عملکرد سیستم‌های SBR و همچنین کاربرد مدل‌های تصمیم‌گیری چند معیاره جهت ارتقای کمی و کیفی این سیستم‌ها    31
2-2-2- سوابق بین المللی استفاده از مدل TOPSIS    33

فصل سوم: مواد و روش ها (روش تحقیق)
۳-۱- نحوه گردآوری داده ها  و سوابق اطلاعاتی موجود    37
3-1-1- روش تحقیق    37
3-1-2-مراحل مطالعاتی و الگوریتم تحقیق    38
3-1-2-1- مراحل مطالعاتی فرایند متدولوژیک تحقیق    38
3-1-3- الگوریتم تحقیق    43
3-1- جدول زمان بندی مراحل انجام پایان نامه    44
3-2-بخش میدانی و تحقیق    44
3-2-1-انتخاب ایستگاه‌های نمونه‌برداری    44
3-5-2-2زمان های نمونه برداری    45
3-2-2-روش نمونه برداری و تعداد نمونه ها    45
3-2-3-وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایش از پساب تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی سقز    46
3-3-پردازش داده های اندازه گیری شده از تصفیه خانه فاضلاب    47
3-3-1-نحوه ارایه و گزارش اندازه گیری های ثبت شده    47
3-3-2-گزارش های عملیاتی روزانه    48
3-3-3-گزارش های عملیاتی هفتگی و ماهانه    49
3-3-4-سوابق آزمایشگاهی اندازه گیری شده از پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی    49
3-3-5-ارتباط اطلاعات ثبت شده با عملیات تصفیه    49
3-3-6-محدوده معمول نتایج پارامترهای اندازه گیری شده در تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی    50
3-3-6-1 نحوه حفظ و ذخیره اطلاعات    50
3-3-7-تعیین پارامترهای مهم در بهره برداری روزانه    50
3-3-8-تعیین پارامترهای مهم در راهبری دراز مدت    51
3-4-روشهای مورد استفاده در پژوهش    51
3-4-1-روش دلفی در پرسشنامه تاپسیس    51
3-4-2-مراحل روش دلفی    52
3-4-2-1-تشکیل گروه طراح و تحلیل گر (ستاد عملیات)    52
3-4-2-2- انتخاب گروه خبرگان    53
3-4-3-جامعه آماری در پژوهش ارتقاء عملکرد تصفیه خانه شهرک صنعتی سقز    53
3-5- قابلیت سنجی رویکرد TOPSIS در پروژه    54
3-5-1- ضرورتهای استفاده از مدلهای تصمیم گیری در ارتقاء عملکرد تصفیه خانه شهرک صنعتی سقز    54
3-5-2- مروری بر کلیات تصمیم گیری چند معیاره در شرایط کلاسیک و فازی    54
3-5-3- اهم روش های مبتنی بر مدل غیر جبرانی    56
3-5-4- معرفی و نحوه کاربست مدل TOPSIS    59
3-5-4-1- اهمیت مطالعه TOPSIS  در مطالعات  تصمیم گیری چند معیاره    64
3-5-5-روش کار با نرم افزار TOPSIS برای تحلیل مدل TOPSIS    65

فصل چهارم: نتـــــــایج
بخش اول : وضعیت زیست محیطی منطقه مورد مطالعه    74
4-1- توصیف وضعیت موجود محیط زیست محدوده مطالعاتی    74
4-1-1- ویژگی‌های منطقه مورد مطالعه    74
4-2حوضه‌ی آبخیز زرینه رود    77
4-2-1حوضه‌ی آبخیز رودخانه چم سقز    77
4-2-2- موقعیت جغرافیایی شهر سقز    78
4- 3- موقعیت جغرافیایی شهرک صنعتی سقز    79
4-8 نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه    83
بخش دوم : توصیف پیرامون محدوده طرح مطالعاتی    84
4-4- توصیف ویژکیهای فنی ، مکانی و طراحی تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی سقز    84
4-5 مبانی طراحی تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی سقز    87
4-5-1 نمودار جریان تصفیه    87
4-5-2 اجزای تصفیه خانه    88
4-5-2-1 آشغال‌گیر    88
4-5-2-2دانه‌گیر    89
4-5-2-3-متعادل ساز    89
4-5-2-4 راکتورهای SBR    90
4-5-2-5 هاضم لجن    92
4-5-2-6 کلرزنی    92
4-5-2-7 حوضچه ذخیره پساب    93
4-5-3 تغییرات حجم جریان فاضلاب شهرک صنعتی سقز    93
بخش سوم : استاندارد ها وملزومات قانونی مربوط به ارتقاء عملکرد تصفیه خانه شهرک صنعتی سقز    95
4-6-شرایط و ضوابط استانداردهای موجود جهت ارتقاء عملکرد تصفیه خانه    95
4-6-1- مقدمه و تعاریف    95
4-6-2- استانداردهای تخلیه فاضلاب    96
4ـ۶ـ۲-۱- تخلیه‌ی فاضلاب‌های صنعتی در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    96
4-7- ضرورت تصفیه فاضلاب های صنعتی    104
4-7-1 انواع فاضلاب های تولیدی در یک واحد صنعتی    106
4-7-1-1 فاضلاب فرآیند صنعت    106
4-7-1-2 فاضلاب حاصل از مصرف آب به عنوان خنک کننده    107
4-7-1-3 فاضلاب بهداشتی    107
4-8- مباحثی در مورد شهرک‌های صنعتی و ضوابط استقرار صنایع    107
4-8-1طبقه‌بندی و ضوابط استقرار و همجواری صنایع    109
4-8-1-1 طبقه‌بندی صنایع    109
4-8-2 ضوابط حاکم بر جانمایی و استقرار صنایع    109
4-8-2-1 ضوابط همجواری صنایع    110
4-9- مقدمه ای راجع به سیستم راکتور ناپیوسته متوالی    111
4-9-1-راکتور ناپیوسته متوالی (SBR)Sequencing Batch Reactor    111
4-9-2- سیستم SBR    113
بخش چهارم:  ویژگیهای پارامترهای شاخص عملکردی تصفیه خانه فاضلاب    114
4-10- پارامترهای مورد اندازه گیری در تصفیه خانه فاضلاب به تفکیک نوع پارامتر    114
4-10-1- نتایج حاصل از پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایشگاه    114
4-10-2- نتایج حاصل از آنالیزهای آماری    115
4-10- 2-1-آمار توصیفی    115
4-10-3-آزمایشهای فیزیکی    117
4-10-3-1- PH    117
4-10-3-2-کدورت    118
4-10-3-3-دما    119
4-10-3-4-هدایت الکتریکی (EC)    120
4-10-3-5- کل جامدات معلقTDS    122
4-10-4-آزمایشهای شیمیایی    123
4-10-4-1- نیترات    123
4-10-4-2-فسفات    125
4-10-5-آزمایشهای بیو شیمیایی    126
4-10-5-1- اکسیژن محلول DO    126
4-10-5-2- مقدار اکسیژن خواهی بیوشیمیایی BOD5    127
4-10-5-3- مقدار اکسیژن خواهی شیمیایی COD    128
بخش یازدهم : نتایج سنجش امکان پذیری ارتقاء عملکرد تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی با استفاده از مدل TOPSIS    130
4-11-خروجیهای مدلهای TOPSIS در پیشبرد هدف و رسیدن به نتایج تحقیق    130
4-11-1- وزن دهی و اولویت بندی گزینه های ارتقاء عملکرد تصفیه خانه فاضلاب شهرک صنعتی و انتخاب گزینه برتر با استفاده از مدل TOPSIS    130
4-11-1-1- رتبه بندی گزینه ها نسبت به مولفه های اصلی    130
4-11-1-2-رتبه بندی گزینه ها نسبت به معیارهای فنی ، فیزیکی و شیمیایی    131
4-11-1-3-رتبه بندی گزینه ها نسبت به معیارهای مدیریتی    132
4-11-1-4-رتبه بندی گزینه ها نسبت به معیارهای اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی    133
4-11-1-5-رتبه بندی گزینه ها نسبت به معیارهای وضعیت بهداشتی و زیست محیطی    134

فصل پنجم: بحث
۵-۱- جمع بندی و بحث    138

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۶-۱- نتیجه گیری    144
6-2- پیشنهادات    146
فهرست منابع    148
پیــــوست ها    152
پیوست الف<<پرسشنامه دلفی ویژه کارشناسان >>    153