ارزیابی‌اطمینان‌پذیری تصفیه‌خانه فاضلاب شهری با استفاده از آنالیز درخت خطا

با توجه به رشد سریع جمعیت و نیاز فزاینده برای آب پاک و قابل اطمینان، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب نقش مهمی در تامین یک منبع قابل اطمینان آب ایفا می‌نمایند. در این ارتباط اطمینان‌پذیری یک تصفیه‌خانه فاضلاب، زمانی که پساب خروجی، مجدداً استفاده شده و یا به منابع آبی تخلیه می‌شود، مسئله‌ای حیاتی است. عوامل اصلی موثر بر عملکرد تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، تغییرات در ورودی، تغییرات ذاتی در فرآیندهای تصفیه و مشکلات طراحی و شکست‌های تجهیزاتی و عملیاتی است. بنابراین دستیابی به استانداردهای تخلیه و استفاده مجدد، نیازمند ارزیابی اطمینان‌پذیری تصفیه‌خانه است. از میان روش‌های مختلف ارزیابی اطمینان‌پذیری سیستم‌ها، روش آنالیز درخت خطا یکی از روش‌های معمول و کارآمد است. آنالیز درخت خطا یک روش استنتاجی تحلیل شکست از بالا به پایین است که در آن یک حالت نامطلوب از سیستم که شامل شکست یا عدم تحقق اهداف سیستم می‌باشد، تجزیه و تحلیل می‌شود. مطالعه موردی در این مقاله تصفیه‌خانه فاضلاب شهرک غرب تهران بوده که فرآیند آن لجن فعال متعارف بوده و پساب خروجی آن برای آبیاری فضای سبز پایین دست مورد استفاده قرار می‌گیرد. اجزای درخت خطا در این تحقیق شامل تخطی bod تصفیه‌خانه از استاندارد آبیاری به عنوان رویداد نهایی و مواردی نظیر خطای اپراتور، خرابی تجهیزات و مشکل طراحی به عنوان رویدادهای پایه می‌باشد. مقدار احتمالات رویدادهای پایه با توجه به داده‌های موجود و نظرات کارشناسان و بهره‌برداران تصفیه‌خانه تعیین شده و احتمال رویداد نهایی محاسبه شده است. بر اساس نتایج به‌دست آمده احتمال بروز تخطی پساب خروجی 29 درصد برآورد شده که عوامل انسانی به خصوص خطای اپراتور بالاترین سهم را در  وقوع آن دارا می‌باشد. پس از آن عوامل مکانیکی، اقلیمی (کمیت و کیفیت فاضلاب ورودی) و عوامل مرتبط با شبکه در رده‌های بعد قرار می‌گیرند. در این رابطه جهت افزایش اطمینان‌پذیری و مدیریت ریسک اقداماتی با اولویت توجه به کاهش خطاهای مربوط به عوامل انسانی، افزایش سطح نظارت و بازرسی سیستم توصیه گردیده است.

Reliability Analysis of a Municipal Wastewater Treatment Plant Using Fault Tree Analysis

According to the rapid population growth and increasing need for clean and reliable water, wastewater treatment plants play an important role in providing a reliable source of water. In this regard, the reliability of a wastewater treatment plant is a critical issue while the effluent is reused or discharged to water resources. Main factors that affect the performance of a wastewater treatment plant are the variability of the influent, inherent variability in the treatment processes, deficiencies in design and mechanical equipments and operational failures. Thus, meeting established reuse and discharge criteria would require assessment of plant reliability. Amongst many techniques developed in system reliability analysis, Fault Tree Analysis (FTA) is one of the popular and efficient methods. FTA is a top down, deductive failure analysis in which an undesired state of a system, including failure to achieve system goals, is analyzed. The case study in this article is West Town wastewater treatment plant in Tehran which is a conventional activated sludge process and the effluent is used in irrigation of downstream green areas. The FTA components in this study include the violation of BOD from the standard limit for irrigation as the top event and cases such as operator fault, malfunction of the equipments and failure in the plant design as the basic events. The probabilities of basic events were determined based on available data and the experts’ and operators’ opinions and the probability of the top event was calculated. According to the obtained results, the probability of effluent BOD violation is estimated about 29%  in which human error specially operator’s fault has the highest share in its occurance. Subsequently the mechanical, climate (influent wastewater quantity and quality) and factors related to collection network are placed in the following order. In this regard, to increase the reliability and management of the risk, some measures with the priority  of focusing on reduction of human faults and incresing the level of supervision and inspection was recommended