استفاده از مدل های ریاضی تعیین ضرایب سینتیکی رشد میکروارگانیسم ها جهت ارزیابی کارایی تصفیه خانه های فاضلاب

زمینه و هدف: تعیین ثابت های رشد میکروارگانیسم ها از مهم ترین عوامل طراحی فرایندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب جهت تعیین کارایی این فرایندها در تصفیه خانه های فاضلاب شهری یا صنعتی است. یکی از مهم ترین روابطی که توسط مهندسان جهت طراحی فرایندهای بیولوژیکی لجن فعال استفاده می گردد معادله مونود و استفاده از مدل های ریاضی لجن فعال (asm) می باشد.مواد و روش ها: اطلاعات مورد نیاز با استفاده از پایلوت آزمایشگاهی با رعایت میزان هوادهی، دما و ph و در غلظت های مختلف خوراک ورودی به تصفیه خانه فاضلاب شهرک اکباتان بدست آمد. تغییرات رشد میکروارگانیسم ها با اندازه گیری mlvss و با تغییرات cod معادل سوبسترای ورودی در محدوده mg/l 50050 بررسی شد. با اطلاعات حاصل از شرایط آزمایشگاهی مقادیر k0 و ks و ضرایب سینتیکی رشد میکروارگانیسم ها با توجه به تغییرات mlvss و cod با استفاده از مدل asm1 و روابط توسعه یافته مدل مونود تعیین شد.یافته ها: نتایج حاصل از مدل asm1 برای ضرایب سینتیکی ks به میزان g cod.m3 2/31، h μ به میزان day1 9/3، bh به میزان day1 077/0 و yh معادل gcod xh (gcod ss)1 51/0تعیین گردید که به ترتیب با نتایج حاصل از ضرایب سینتیکی با استفاده از معادلات متداول در فرایندهای لجن فعال به ترتیب به میزان 6/7، 2/9، 4/9، و 9/6 درصد اختلاف دارند. نتیجه گیری: ارزیابی پارامترهای y، kd، k0 و ks در شرایط بهره برداری تصفیه خانه فاضلاب شهرک اکباتان تهران نشان داد که مدل asm1 به خوبی می تواند این ضرایب را تعیین کرده و از این حیث شرایط راهبری بیولوژیکی تصفیه خانه مناسب است.

Application of Mathematical Models for Determination of Microorganisms Growth Rate Kinetic Coefficients for Wastewater Treatment Plant Evaluation

Background Objective: Determination of microorganisms growth kinetic constant is one of the most important parameters for evaluation of municipal and industrial wastewater treatment plants efficiency. Monod Equation and activated sludge models (ASM1) are one of the most important relationships for design of activated sludge biological process.Materials and Methods: Data obtained using a laboratory pilot in accordance with the amount of aeration, temperature and pH and the concentration of the feed inlet to the Ekbatan wastewater treatment plantin Tehran. Changes in microbial growth by measuring MLVSS and COD changes of input substrate in the range of 50500 mg/L was investigated.Results: The results of the ASM1 model for kinetic coefficients of Ks were determined as 31.2 gCOD.m3, micro;H as 3.9 day1, bH as 0.077 day1 and YH as 0.51 gCOD XH (gCOD SS)1. The difference between ASM1 and Common equations in activated sludge processes was 7.6%, 9.2%, 9.4% and 6.9% for Ks, micro;H, bH and YH, respectively.Conclusion: Evaluation of Y, kd, k0 and Ks parameters in operation of Ekbatan wastewater treatment plant showed that ASM1 model could well determine the coefficients and therefore the conditions of biological treatment is appropriate.