پیشینه تحقیق تصفیه و شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب و انواع آن و بررسی تغییرات کیفی فاضلاب هنگام انتقال و ‌‌مدل‌های حذف در شبکه‌های جمع‌آوری  دارای ۵۳ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-۱ مقدمه    ۴
۱-۲ تاریخچه‌ و اهمیت تصفیه فاضلاب    ۸
۱-۳ اهمیت جمع‌آوری فاضلاب    ۹
۱-۴ شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۹
۱-۴-۱ تاریخچه احداث    ۹
۱-۵ انواع فاضلاب    ۱۱
۱-۵-۱ فاضلاب خانگی    ۱۱
۱-۵-۲ فاضلاب صنعتی    ۱۱
۱-۵-۳ فاضلاب‌های سطحی    ۱۱
۱-۶ شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب و انواع آن    ۱۲
۱-۶-۱ شبکه‌های بهداشتی فاضلاب    ۱۳
۱-۶-۲ شبکه‌های جمع‌آوری آب‌های سطحی    ۱۳
۱-۶-۳ شبکه‌های جمع‌آوری مرکب    ۱۴
۱-۶-۴ شبکه‌های جمع‌آوری جایگزین    ۱۵
۱-۶-۴-۱ شبکه‌های جمع‌آوری ثقلی با قطر کوچک    ۱۵
۱-۶-۵ انواع روش‌های مورد استفاده جهت بررسی فرآیندهای شبکه جمع‌آوری فاضلاب    ۱۵
۱-۶-۵-۱ آنالیزهای آزمایشگاهی در رآکتورهای کوچک    ۱۶
۱-۶-۵-۲ طرح‌های پایلوتی آزمایشگاهی    ۱۷
۱-۶-۵-۳ مطالعات میدانی    ۱۸
۱-۷ تغییرات کیفی فاضلاب هنگام انتقال    ۱۹
۱-۷-۱ تصفیه فاضلاب در مجاورت باکتری‌های هوازی    ۱۹
۱-۷-۱-۲ انواع واکنش‌های شبکه‌های جمع‌آوری ثقلی تحت شرایط هوازی    ۲۰
۱-۷-۲ تجزیه مواد آلی فاضلاب تحت شرایط بی‌هوازی    ۲۱
۱-۷-۲-۱ نحوه تشکیل گاز H2S در فاضلاب    ۲۱
۱-۷-۲-۲ عوامل موثر در تولید گاز هیدروژن سولفید    ۲۲
۱-۷-۳ جلوگیری از انتشار شرایط بی‌هوازی در شبکه‌های متعارف جمع‌آوری فاضلاب    ۲۳
۱-۷-۴ تاثیر اکسیژن در کنترل شرایط بی‌هوازی    ۲۴
۱-۸ تاثیر نیترات در کنترل شرایط بی‌هوازی    ۲۴
۱-۹ ویژگی‌های شبکه جمع‌آوری موثر بر تبدیلات بیولوژیکی    ۲۶
۱-۱۰ عوامل موثر بر نرخ تصفیه فاضلاب در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۲۸
۱-۱۰-۱ نسبت F/M    ۲۹
۱-۱۰-۲ زمان ماند هیدرولیکی    ۲۹
۱-۱۰-۳ قطر شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۳۰
۱-۱۱ استفاده از شبکه‌های جمع‌آوری به عنوان تاسیسات پیش تصفیه    ۳۰
۱-۱۲ روش‌های ارزیابی تغییرات کیفیت فاضلاب هنگام انتقال در شبکه‌های جمع‌آوری    ۳۲
۱-۱۲-۱ حذف COD،   BODوDOC  در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۳۲
۱-۱۲-۲ حذف ذرات معلق و مواد آلی محلول در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۳۷
۱-۱۲-۳ حذف اکسیژن محلول در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۳۸
۱-۱۲-۴ حذف نیترات در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۳۹
۱-۱۳ الحاق بایوفیلم به جداره‌ی داخلی فاضلاب‌روها    ۴۱
۱-۱۴ مدل‌های حذف در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب    ۴۲
۱-۱۴-۲ انتقال هوا    ۴۳
۱-۱۴-۳ رشد بایومس هتروتروفیک    ۴۴
۱-۱۴-۳-۱ رشد بایومس معلق    ۴۴
۱-۱۴-۳-۲ انرژی مورد نیاز جهت نگهداری بایومس معلق    ۴۴
۱-۱۴-۳-۳ رشد بایوفیلم    ۴۵
۱-۱۴-۴ هیدرولیز    ۴۵
۱-۱۴-۴-۲ ماتریس واکنش‌ها    ۴۶
مراجع    ۴۹

مراجع

-Jacco L. Huisman, Thomas Gasser, Claudio Gienal, Matthias K. uhni, Peter Krebs, Willi Gujer. “Quantification of oxygen fluxes in a long gravity sewer.” Water Res 38, 1237–۱۲۴۷٫ ۲۰۰۴٫

– Mokhtar Shaharuddin Suhaimi Abdul-Talib, “Nitrate and nitrite uptake rate in biofilm phase of municipal wastewater.” Faculty of Civil Eng.2002.

– Edalat. F. “Evaluation of the Denitrification Process in the Sewer Pipeline, Dalby-Lund, Sweden.” Water and Env Eng Dep of Chem Eng. 2008.

– S. Abdul-Talib, T. Hvitved-Jacobsen, J. Vollertsen and Z. Ujang. “Half saturation constants for nitrate and nitrite by in-sewer anoxic transformations of wastewater organic matter.”Water Sci and Tech. vol 46 no 9 pp 185-192, 2002.

– Vasileios L. Mathioudakis, Alexander Aivasidis. “Heterotrophic denitrification kinetics in a pressurized sewer biofilm reactor.” Desalination 248, 696–۷۰۴٫ ۲۰۰۹٫

– C. Fronteau, W. Bauwens and P.A. Vanrolleghem. “Integrated modeling: comparision of state variables, processes and parameters in sewer and wastewater treatment.” Dep of Applied Mathematics, (BIOMATH).2007.

– T.Hvitved-Jacobsen, ‌‌‌‌.Vollertsenand P. H.Nielsen. “A processes and model concept for microbial wastewater transformation in gravity.” Wat Sci.Tech.Vol. 37. No.I, pp.233-241. 1998.

– Feng Jiang , Derek Hoi-wai Leung, Shiyu Li, Guang-Hao Chen, Satoshi Okabe, Mark C.M. van Loosdrecht. “A biofilm model for prediction of pollutant transformation in sewers.” water res 43, 3187–۳۱۹۸٫ ۲۰۰۹

۵۴- Guang-Hao Chen M. and Derek Ho-wai Leung. “Utilization of oxygen in a sanitary gravity.” Wat. Res.Vol. 34, No. 15, pp. 3813-3821, 2000

– T.Y. Pai, H.G. Leu, C.F. Chiang. “Simulating transformation of nitrogen components in sewer system when oxygen and flow velocity changed.” International Journal of Applied Sci and Eng. 6, 1, 1-9. 2008.

– T.Y. Pai, G.S. Shyu. L. Chen. “Modelling transportation and transformation of nitrogen compounds at different influent concentrations in sewer pipe.”Applied Mathematical Modelling 37, 1553–۱۵۶۳٫ ۲۰۱۳٫

-Guangming J, Oriol G, Zhiguo Y. “The strong biocidal effect of free nitrous acid on anaerobic sewer biofilms.” water res. 45, 3735-3743, 2011.

– Robert T. Bachmann Adrian J. Saulb Robert G.J. Edyvean. “Investigating and modelling the development of septic sewage in filled sewers under static conditions: A lab-scale feasibility study.” Sci of the Total Env.388, 194–۲۰۵, ۲۰۰۷٫

-Jacco L. Huisman, Thomas Gasser, Claudio Gienal, Matthias K. uhni, Peter Krebs Willi Gujer. “Quantification of oxygen fluxes in a long gravity sewer.” Water Res, 38, 1237–۱۲۴۷, ۲۰۰۴٫

– Williams J.B, Clarkson C, Mant C. “Fat, oil and grease deposits in sewers: Characterisation of deposits and formation mechanisms.” water res.46, 6319-6328, 2012.

مقدمه

امروزه شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب‌‌ یکی از زیر ساخت‌های مهم جوامع بشری محسوب می‌شوند و در توسعه شهرها نقش مهمی دارند. عمده‌ترین نقش این سازه‌ها را می‌توان جمع‌‌آوری فاضلاب از سطح شهرها، جلوگیری از انتشار بیماری‌های اپیدمی و تامین شرایط بهداشت عموی برشمرد. هزینه‌ی اجرایی شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب بسیار بالا بوده و تقریبا ۷۵ درصد از هزینه‌های مربوط به فرآیند کلی تصفیه‌ی فاضلاب را شامل می‌شوند. بنابراین حفظ و نگهداری این تاسیسات بسیار حائز اهمیت است.

طراحی بهینه و کارآمد شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب نقش مهمی در طرح‌های توسعه پایدار دارد. این تاسیسات بسیار پرهزینه بوده و در صورت بروز مشکلاتی مانند خوردگی در این شبکه‌ها، مدیریت اجرایی متحمل هزینه‌های سنگینی خواهد شد. انتشار گاز هیدروژن سولفید در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب، باعث بروز مشکلاتی چون آزاد شدن گازهای خطرناک در جو و خوردگی لوله‌های فاضلاب و تاسیسات انتقال دهنده می‌شود]۱[.

نقش شبکه جمع‌آوری فاضلاب امروزی که از اواسط قرن نوزدهم به منظور جمع‌آوری فاضلاب به کار گرفته شدند، از بدو بکارگیری تا به حال، صرفا انتقال فاضلاب از منابع تولید به تصفیه‌خانه بوده است. تحقیقات نشان داده‌‌‌ ترکیبات فاضلاب هنگام انتقال دائما دستخوش تغییرات می­باشد]۲[. این تغییرات کیفی فاضلاب ناشی از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و‌‌ یا بیولوژیکی است که در شبکه رخ می‌دهند، اما امروزه تاثیر این فرآیندها هنگام طراحی و بهره‌برداری از شبکه‌ها لحاظ نمی‌شود.

در شرایط بارندگی، پدیده‌های هیدرولیکی و انتقال مواد جامد فاضلاب اهمیت زیادی دارند، در حالی که در این شرایط فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی معمولا اهمیت کمتری دارند. با این حال، در شرایط بدون بارندگی که تقریبا در ۹۵ درصد اوقات در خیلی از کشورها حاکم است، فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی ممکن است روی عملکرد فاضلاب‌رو و تعامل بین فاضلاب‌رو و فرآیندهای تصفیه پس از آن در تصفیه‌خانه تاثیر داشته باشند.

احتمالا به این دلیل که فعالیت محققان و عوامل اجرایی بیشتر به شرایط بارندگی اختصاص داده شده، عملکرد بیولوژیکی و شیمیایی شبکه جمع‌آوری کمتر مورد توجه بوده است. با این حال واضح است که نمی‌توان از فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی فاضلاب هنگام انتقال چشم پوشی کرد. این فرآیندها ممکن است در ابتدا روی عملکرد خود شبکه جمع‌آوری و در پی آن روی تاسیسات ‌تصفیه‌خانه، محیط زیست و انسان‌هایی که به صورت مستقیم‌‌ یا غیر مستقیم با فاضلاب تماس دارند اثراتی داشته باشد.

اکثر پژوهش‌های موجود در زمینه شبکه جمع‌آوری، به ‌برنامه‌ریزی، طراحی، ‌بهره‌برداری و نگهداری از این شبکه‌ها اختصاص داده شده‌اند و در فعالیت‌های علمی توجه به واکنش‌های مذکور کم‌تر بوده است.

فرآیندهایی که در شبکه جمع‌آوری رخ می‌دهند، دارای فازهای مختلفی هستند که عموما سیستم پیچیده‌ای دارند. این فرآیندها ممکن است در فازهای مختلف شامل فاز سیال، فاز بایوفیلم تشکیل شده، فاز رسوبات فاضلاب، هوای موجود در شبکه و نهایتا فاز دیواره فاضلاب‌روها رخ دهند]۳[. این فرآیندها بر فضای شهری تاثیر بسزایی دارند، به عنوان مثال ممکن است‌‌‌ ترکیبات بودار در جو شهری پراکنده شوند. همچنین تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و سیستم‌های محلی دریافت کننده فاضلاب، متاثر از واکنش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی واقع در شبکه‌ها هستند. این تاسیسات علاوه بر دریافت مواد تخلیه شده به شبکه، محصولات ناشی از فرآیندهای شبکه را مانند لجن و آب تصفیه شده نیز دریافت می‌کنند.

نمونه‌های متعددی که نشان دهنده اهمیت این فرآیندهاست وجود دارد، به عنوان مثال تاثیر سولفید تحت شرایط بی‌هوازی شناخته شده است. سولفید‌‌ یک خطر جدی برای انسان است که‌‌‌ترکیبی بدبو و سمی بوده و همچنین ممکن است مشکلات خوردگی در شبکه ایجاد کند ]۴[. علاوه بر این شرایط بی‌هوازی ممکن است باعث تولید آن دسته از سوبسترای راحت تجزیه‌پذیر شوند که حذف فسفر و دینیتریفیکاسیون را در تصفیه‌خانه با اختلال مواجه می‌کند و نیاز به تاسیسات تصفیه‌خانه را افزایش می‌دهد. درصورتی که شبکه جمع‌آوری تحت شرایط هوازی باشد، این مواد آلی راحت ‌‌‌‌تجزیه‌پذیر حذف شده و ذراتی تولید می‌شود که ‌‌‌‌تجزیه‌پذیری آسانی دارند]۸[. بنابراین با طراحی صحیح و کارآمد ممکن است شرایط حاکم بر فاضلاب حین انتقال در شبکه جمع‌آوری  بهبود‌‌ یابد و از این پتانسیل شبکه‌های جمع‌آوری در حذف مواد آلی فاضلاب استفاده شود و از طرفی ‌‌یک تعامل مثبت با فرآیندهای تصفیه پس از آن در تصفیه‌خانه  ایجاد شود.

موارد فوق نشان می‌دهد که نقش این شبکه‌ها صرفا جمع‌آوری و انتقال فاضلاب نیست و باید به عنوان‌‌ یک بخش جدایی ناپذیر در سیستم فاضلاب شهری در نظر گرفته شوند، اما در طراحی‌های متعارف و مدیریت اجرایی، فرض بر این است که تصفیه فاضلاب به صورت کامل در تصفیه‌خانه انجام می‌شود و نقش شبکه‌های جمع‌آوری فقط جمع‌آوری و انتقال فاضلاب از منابع تولید به تصفیه‌خانه است]۵[.

رشد جمعیت جهانی باعث ایجاد ‌‌یک فضای رقابتی بین مهندسین طراح در زمینه اجرا و نگهداری شبکه جمع‌آوری فاضلاب و مدیریت این نوع سیستم‌ها شده است، زیرا با رشد جمعیت و افزایش سرانه مصرف آب، فاضلاب تولید شده در شهرها نیز افزایش چشم گیری داشت و طراحان همواره به دنبال روشهای نوین طراحی  شبکه‌های نوین هستند.

روشهای مختلفی برای تصفیه فاضلاب خانگی شامل رشد الحاقی و رشد معلق وجود دارد. اما از نقطه نظر تکنیکی و اقتصادی هنوز موضوع تصفیه فاضلاب به عنوان‌‌ یک مسئله پیچیده و پرهزینه در نظر گرفته می‌شود. اگرچه تکنولوژی در زمینه تجهیزات تصفیه‌خانه‌های بزرگ پیشرفت چشم‌گیری داشته، اما در بعضی شهرهای کوچک هنوز مشکل تصفیه فاضلاب وجود دارد. در میان پژوهش‌های انجام شده برای رسیدن به ‌‌یک تکنولوژی قابل اجرا، استفاده از شبکه جمع‌آوری به عنوان رآکتور بیولوژیکی راهکار مناسبی است.

بهینه‌سازی توام شبکه‌های جمع‌آوری و تصفیه‌خانه‌های فاضلاب قدیمی در شهرهایی که جمعیت آن‌ها رشد بی‌رویه‌ای داشته، می‌تواند به عنوان راهکاری مناسب در برنامه‌ریزی‌های شهری در نظر گرفته شود.

استفاده از شبکه جمع‌آوری به عنوان تاسیسات پیش تصفیه با کاهش بار آلی فاضلاب، نیاز به تجهیزات تصفیه‌خانه را کاهش می‌دهد. همچنین در مناطقی که به دلیل هزینه‌های بالا، امکان احداث تصفیه‌خانه وجود ندارد و فاضلاب بدون هیچ‌گونه تصفیه وارد محیط پذیرنده می‌شود، با این راهکار می‌توان ضمن کاهش بار آلی، از ورود آلودگی بیشتر به محیط زیست جلوگیری کرد و از آن به عنوان راه حلی موقتی برای تصفیه استفاده کرد.

امروزه مهندسین تاثیر ظرفیت خودپالایی شبکه‌های جمع‌آوری را روی تاسیسات تصفیه‌خانه در نظر نمی‌گیرند که احتمالا به دلیل پیچیده بودن نحوه انجام این فرآیندها می‌باشد]۶[. اغلب روابطی که به منظور توصیف این فرآیندها ارایه شده، به صورت تجربی می‌باشد. بنابراین تعداد مدل‌هایی که این فرآیندها را توصیف کرده و برهم‌کنش این فرآیندها را بیان می‌کند، محدود است.

دراین مقاله اهمیت تصفیه‌ی فاضلاب و تاریخچه‌ی آن بیان شده است. همچنین به نقش و اهمیت شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب و تاریخچه‌ی پیدایش آن‌ها نیز اشاره شده است. پس از آن به انواع فاضلاب، ویژگی‌های آن‌ها، همچنین انواع و خصوصیات شبکه‌های جمع‌آوری مختلف پرداخته شده است. در ادامه تغییرات کیفی فاضلاب هنگام انتقال، استفاده از شبکه‌های جمع‌آوری متعارف به عنوان تاسیسات پیش تصفیه، نحوه تشکیل گاز H₂S در شبکه جمع‌آوری و روش‌های جلوگیری از آن و روش‌های ارزیابی تغییرات کیفیت فاضلاب هنگام انتقال در شبکه‌های جمع‌آوری بیان شده است. در انتهای فصل عوامل موثر بر نرخ تصفیه فاضلاب در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب، نحوه‌ی الحاق بایوفیلم به جداره‌ی داخلی فاضلاب‌روها و مدل‌های حذف در شبکه‌های جمع‌آوری بیان شده است.

تاریخچه‌ و اهمیت تصفیه فاضلاب

از حدود یک صد سال پیش که رابطه میان اثر باکتری‌ها و میکروب‌های بیماری‌زا در واگیری و شیوع بیماری‌ها آشکار شد، انسان به فکر تصفیه‌ی آب‌های آلوده افتاد. دلیل اصلی توسعه روند تصفیه فاضلاب و رسیدن این تکنولوژی به شکل امروزی را می‌توان پیشرفت علم زیست ‌شناسی و پزشکی دانست. پرداختن و توجه به این فن زمانی آغاز شد که انسان مجبور به جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب، به ویژه رودخانه‌ها و دریاچه‌های آب شیرین شد. بنابراین جهت جلوگیری از ورود فاضلاب تصفیه نشده به محیط زیست، مجاب به پیدا کردن روش‌هایی جهت تصفیه فاضلاب و تکامل این روش‌ها شد.

با گذشت زمان و بویژه پس از جنگ جهانی دوم، در نتیجه توسعه شهرها  و صنایع، خطر آلودگی محیط زیست و در نتیجه نیاز به تصفیه ی فاضلاب با شدت بی سابقه‌ای افزایش یافت و همزمان با آن روش‌های بسیاری برای تصفیه فاضلاب بررسی‌‌‌‌، پیشنهاد و به کار گرفته شد. در تکامل صنعت تصفیه‌ی فاضلاب، روش‌های طبیعی تصفیه را می‌توان جزو قدیمی‌ترین روش‌هایی دانست که به منظور تصفیه بکار گرفته شده‌‌‌‌اند. همچنین به دلیل خاصیت کودی فاضلاب، استفاده از آن جهت آبیاری در زمین‌های کشاورزی، از یک صد سال پیش در کشورهای اروپائی متداول بوده است.

فاضلاب خام همواره محتوی مواد آلاینده فیزیکی، میکروبی و شیمیایی است و در صورتی که به صورت خام و تصفیه نشده به محیط زیست تخلیه شود، سبب آلودگی منابع آب، زمین‌های کشاورزی و به طور کلی محیط زیست می‌شود. خطرات ناشی از آلودگی محیط زیست نیز در نهایت از طریق چرخه‌ی غذایی متوجه بهداشت و سلامتی انسان می‌شود.

شدت آلودگی آب‌ها به وسیله فاضلاب و پساب زمانی آشکارتر خواهد شد که بدانیم هر متر مکعب از فاضلاب، ۱۰ الی ۴۰ متر مکعب آب سالم را آلوده می‌کند و تنها آب‌های سطحی نیستند که در معرض آلودگی‌های ناشی از فعالیت‌های انسان قرار گرفته‌‌‌‌اند بلکه تخلیه فاضلاب و پساب در زمین می‌تواند آب‌های زیر زمینی را به شدت آلوده سازد. در بعضی شهرهای ایران در اثر این گونه آلودگی‌ها، غلظت ‌‌یون نیترات گاهی تا ۳ برابر حد مجاز استاندارد جهانی می رسد]۷[.

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.