طراحی بهینه جانمایی و ابعاد هیدرولیکی شبکه جمع آ وری فاضلاب خانگی با رویکرد حذف بیشترین مقدار COD و افزایش DO در طول مسیر

امروزه طرح و اجرای شبکه های جمع آوری، دفع و تصفیه فاضلاب به عنوان یکی از فاکتورهای حیاتی در حفظ و حراست محیط زیست و تضمین سلامت و بهداشت عمومی مردم در سطح شهرها و روستاها محسوب می شود. با بررسی مطالعات انجام شده در گذشته، خلا تحلیل کیفی شبکه فاضلاب در کنار طراحی جانمایی و ابعاد شبکه فاضلاب احساس می شود. به این منظور در این پژوهش روشی برای طراحی ابعاد شبکه فاضلاب خانگی به کار گرفته شد که با طراحی بهینه، علاوه بر جانمایی مناسب شبکه و ارضای شرایط هیدرولیکی موردنیاز شبکه فاضلاب، به دنبال ارتقای کیفیت فاضلاب ورودی به تصفیه خانه از طریق مدل کردن COD و DO نیز است. برای این کار از الگوریتم برش حلقه به حلقه برای بهینه‎سازی جانمایی شبکه، به منظور تعیین ابعاد هیدرولیکی شبکه فاضلاب، از مدل WATS برای مدل سازی کیفی فاضلاب موجود در شبکه و از الگوریتم گرگ خاکستری برای بهینه سازی شبکه جمع آوری فاضلاب استفاده شد. سه سناریوی کمینه کردن هزینه اجرای شبکه، بیشینه کردن مقدار COD حذف شده و بیشینه کردن میزان DO در طول مسیر انتقال فاضلاب به تصفیه خانه در نظر گرفته شد. در ادامه به منظور ارزیابی روش ارائه شده، یک شبکه نمونه جمع آوری فاضلاب بررسی شد. بر اساس نتایج به دست آمده هزینه سناریو ۲ و ۳ نسبت به سناریو ۱ به ترتیب ۹ و ۱۴ درصد افزایش یافته که عمدتا به علت افزایش شیب لوله ها و درنتیجه افزایش عمق کارگذاری لوله ها بود. میزان تابع هدف COD در سناریو ۲ و ۳ به ترتیب ۱۶۴ و ۱۳۲ درصد بهبود یافت. به عنوان مثال در سناریو ۲ مقدار ۵/۴ درصد کاهش در مقدار COD در طول شبکه موردمطالعه مشاهده شد. مقدار تابع هدف DO نیز به علت اتمام اکسیژن محلول در طول مسیر انتقال فاضلاب در هر سه سناریو صفر بود، ولی در هر سناریو نسبت به سناریو قبلی، مقدار اکسیژن محلول در لوله ها مقدار بیشتری را نسبت به سناریوها نشان داد که باعث شد برای آن سناریو هوادهی کمتری نسبت به سناریوی قبلی لازم باشد.

کلیدواژه ها:

طراحی بهینه ، شبکه جمع آوری فاضلاب ، الگوریتم گرگ خاکستری ، تحلیل کیفی ، COD ، do