%46تخفیف

بررسی تحلیلی عملکرد تصفیه خانه های فاضلاب شهرک های صنعتی با هدف ارائه راهکارهای اجرایی جهت ارتقاء کمی و کیفی با استفاده از مدل TOPSIS (مطالعه موردی: شهرک صنعتی سقز)

گروه آموزشی محیط زیست

کارشناسی ارشدرشته مهندسی منابع طبیعی ـ محیط زیست (M.Sc)

گرایش : آلودگی های محیط زیست

 

بررسی تحلیلی عملکرد تصفیه خانه های فاضلاب شهرک های صنعتی با هدف ارائه راهکارهای اجرایی جهت ارتقاء کمی و کیفی با استفاده از مدل TOPSIS (مطالعه موردی: شهرک صنعتی سقز)

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 912/0بهترین گزینه می باشد. پس از آن افزودن مدیا به تانک SBR به منظور افزایش توده بیولوژیکی با امتیاز 4042/0و بهبود عملکرد هواده ها در تانک SBR با امتیاز 3962/0، افزایش زمان ماندهیدرولیکی با امتیاز 285/0و افزایش زمان ماندسلولی با امتیاز 2262/0در اولویت های بعدی قرار دارند .

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

 

فهرست مطالب

عنوان                                       صفحه

چکيده.. 1

فصلاول: کلیاتتحقیق

1-1مقدمه 3

1-2  بیانمسأله 4

1-3 آلایندههایآبومنابعمختلفآن 6

1-4 انواعآلایندهها 7

1-5 تعریففاضلاب 8

1-6 انواعوخواصفاضلابها 9

1-6-1 فاضلابهایخانگی 9

1-6-2 فاضلابهایصنعتی 9

1-6-3 فاضلابهایکشاورزی 9

1-7- اهدافتحقیق 10

1-7-1- اهدفاصلیتحقیق 10

1-7- 2- اهداففرعيتحقیق 10

1-8-جنبهنوآوریوجدیدبودنتحقیق 10

1-9-پرسشهایاصلیتحقیق 11

1-10-فرضیاتتحقیق 11

1-11- پارامترهایمهمدرمهندسیفاضلاب 11

1-12- مشکلاتناشیازفاضلابهایتصفیهشده 12

1-13 مدیریتفاضلاب 12

1-13-1 اهدافمدیریتفاضلاب 12

1-14- خصوصیاتفاضلاب 12

1-14-1 خصوصیاتفیزیکیفاضلاب 13

1-14-2 خصوصياتشيمیاييفاضلاب‌ 16

1-14-3 خصوصياتبيولوژيكيفاضلاب‌ 16

1-15 طبقهبندیروشهایتصفیهفاضلاب 18

1-15-1 طبقه‌بندیبراساسنیروهایدرگیردرعملیاتیافرآیندتصفیه 18

1-15-2- طبقهبندیبراساسدرجهتصفیهموردنیاز 19

1-16- انواعفرآیندهایتصفیهبیولوژیکفاضلاب 20

1-16-1 فرآیندهایتصفیهبیولوژیکی 21

1-16-1-1 فرآیندهایهوازی 21

1-16-1-2 فرآیندهایبیهوازی 21

1-16-1-3 فرآیندهایترکیبی (Hybrid Process) 21

1-17- مدلهایتصمیمگیریچندشاخصه (MADM) 22

1-17-1- روشترجیحبراساسمشابهتبهراهحلایدهآل(TOPSIS) 22

 

فصلدوم: مبانینظریتحقیقومروریبرتحقیقاتگذشته

2-1- درسطحملی 24

2-1-1- سوابقمطالعاتیدرزمینهعملکردسیستم‌هایSBRوهمچنینکاربردمدل‌هایتصمیم‌گیریچندمعیارهجهتارتقایکمیوکیفیاینسیستم‌ها 24

2-1-2-سوابقمطالعاتیاستفادهازمدلTOPSIS 28

2- 2-درسطحبینالمللی 31

2-2-1-سوابقمطالعاتیدرزمینهعملکردسیستم‌هایSBRوهمچنینکاربردمدل‌هایتصمیم‌گیریچندمعیارهجهتارتقایکمیوکیفیاینسیستم‌ها 31

2-2-2- سوابقبینالمللیاستفادهازمدلTOPSIS 33

 

فصلسوم: موادوروشها (روشتحقیق)

3-1- نحوهگردآوریدادههاوسوابقاطلاعاتیموجود 37

3-1-1-روشتحقیق 37

3-1-2-مراحلمطالعاتیوالگوریتمتحقیق 38

3-1-2-1- مراحلمطالعاتیفرایندمتدولوژیکتحقیق 38

3-1-3- الگوریتمتحقیق 43

3-1- جدولزمانبندیمراحلانجامپایاننامه 44

3-2-بخشمیدانیوتحقیق 44

3-2-1-انتخابایستگاه‌هاینمونه‌برداری 44

3-5-2-2زمانهاینمونهبرداری 45

3-2-2-روشنمونهبرداریوتعدادنمونهها 45

3-2-3-وسایلموردنیازبرایانجامآزمایشازپسابتصفیهخانهفاضلاب شهرک صنعتی سقز 46

3-3-پردازشدادههاياندازهگيريشدهازتصفیهخانهفاضلاب 47

3-3-1-نحوهارايهوگزارشاندازهگيريهايثبتشده 47

3-3-2-گزارشهایعملياتیروزانه 48

3-3-3-گزارشهایعملياتیهفتگیوماهانه 49

3-3-4-سوابقآزمايشگاهیاندازهگیریشدهازپارامترهایتصفیهخانهفاضلابشهرک صنعتی 49

3-3-5-ارتباطاطلاعاتثبتشدهباعملياتتصفيه 49

3-3-6-محدودهمعمولنتايجپارامترهایاندازهگیریشدهدرتصفیهخانهفاضلابشهرک صنعتی 50

3-3-6-1 نحوهحفظوذخيرهاطلاعات 50

3-3-7-تعيينپارامترهايمهمدربهرهبرداریروزانه 50

3-3-8-تعيينپارامترهایمهمدرراهبریدرازمدت 51

3-4-روشهایمورداستفادهدرپژوهش 51

3-4-1-روشدلفیدرپرسشنامهتاپسیس 51

3-4-2-مراحلروشدلفی 52

3-4-2-1-تشکیلگروهطراحوتحلیلگر (ستادعملیات) 52

3-4-2-2-انتخابگروهخبرگان 53

3-4-3-جامعهآماریدرپژوهشارتقاء عملکرد تصفیه خانه شهرک صنعتی سقز 53

3-5- قابليتسنجيرويكردTOPSISدرپروژه 54

3-5-1- ضرورتهایاستفادهازمدلهایتصمیمگیریدرارتقاء عملکرد تصفیه خانه شهرک صنعتی سقز 54

3-5-2- مروریبرکلیاتتصمیمگیریچندمعیارهدرشرایطکلاسیکوفازی 54

3-5-3- اهمروشهایمبتنیبرمدلغیرجبرانی 56

3-5-4- معرفیونحوهکاربستمدلTOPSIS 59

3-5-4-1- اهمیتمطالعهTOPSISدرمطالعاتتصمیمگیریچندمعیاره 64

3-5-5-روشکاربانرمافزارTOPSISبرایتحلیلمدلTOPSIS 65

 

فصلچهارم: نتـــــــایج

بخشاول : وضعیتزیستمحیطیمنطقهموردمطالعه 74

4-1- توصیفوضعیتموجودمحیطزیستمحدودهمطالعاتی 74

4-1-1- ویژگی‌هایمنطقهموردمطالعه 74

4-2حوضه‌یآبخیززرینهرود 77

4-2-1حوضه‌یآبخیزرودخانهچمسقز 77

4-2-2- موقعیتجغرافیاییشهرسقز 78

4- 3- موقعیتجغرافیاییشهرکصنعتیسقز 79

4-8 نقشهکاربریاراضیمنطقهموردمطالعه 83

بخشدوم : توصیفپیرامونمحدودهطرحمطالعاتی 84

4-4- توصیفویژکیهایفنی،مکانیوطراحیتصفیهخانهفاضلابشهرک صنعتی سقز 84

4-5 مبانیطراحیتصفیهخانهفاضلابشهرکصنعتیسقز 87

4-5-1 نمودارجریانتصفیه 87

4-5-2 اجزایتصفیهخانه 88

4-5-2-1 آشغال‌گیر 88

4-5-2-2دانه‌گیر 89

4-5-2-3-متعادلساز 89

4-5-2-4 راکتورهایSBR 90

4-5-2-5 هاضملجن 92

4-5-2-6 کلرزنی 92

4-5-2-7 حوضچهذخیرهپساب 93

4-5-3 تغییراتحجمجریانفاضلابشهرکصنعتیسقز 93

بخشسوم : استانداردهاوملزوماتقانونیمربوطبهارتقاء عملکرد تصفیه خانه شهرک صنعتی سقز 95

4-6-شرایطوضوابطاستانداردهایموجودجهتارتقاء عملکرد تصفیه خانه 95

4-6-1- مقدمهوتعاریف 95

4-6-2- استانداردهایتخلیهفاضلاب 96

4ـ6ـ2-1- تخلیه‌یفاضلاب‌هایصنعتیدرشبکه‌هایجمع‌آوریفاضلاب 96

4-7- ضرورتتصفیهفاضلابهایصنعتی 104

4-7-1 انواعفاضلابهایتولیدیدریکواحدصنعتی 106

4-7-1-1 فاضلابفرآیندصنعت 106

4-7-1-2 فاضلابحاصلازمصرفآببهعنوانخنککننده 107

4-7-1-3 فاضلاببهداشتی 107

4-8- مباحثیدرموردشهرک‌هایصنعتیوضوابطاستقرارصنایع 107

4-8-1طبقه‌بندیوضوابطاستقراروهمجواریصنایع 109

4-8-1-1 طبقه‌بندیصنایع 109

4-8-2 ضوابطحاکمبرجانماییواستقرارصنایع 109

4-8-2-1 ضوابطهمجواریصنایع 110

4-9- مقدمهایراجعبهسیستمراکتورناپیوستهمتوالی 111

4-9-1-راکتورناپیوستهمتوالی (SBR)Sequencing Batch Reactor 111

4-9-2- سیستمSBR 113

بخشچهارم:  ویژگیهایپارامترهایشاخصعملکردیتصفیهخانهفاضلاب 114

4-10- پارامترهایمورداندازهگیریدرتصفیهخانهفاضلاببهتفکیکنوعپارامتر 114

4-10-1- نتایجحاصلازپارامترهایاندازهگیریشدهدرآزمایشگاه 114

4-10-2- نتایجحاصلازآنالیزهایآماری 115

4-10- 2-1-آمارتوصیفی 115

4-10-3-آزمایشهایفیزیکی 117

4-10-3-1- PH 117

4-10-3-2-کدورت 118

4-10-3-3-دما 119

4-10-3-4-هدایتالکتریکی (EC) 120

4-10-3-5-کلجامداتمعلقTDS 122

4-10-4-آزمایشهایشیمیایی 123

4-10-4-1- نیترات 123

4-10-4-2-فسفات 125

4-10-5-آزمایشهایبیوشیمیایی 126

4-10-5-1-اکسیژنمحلولDO 126

4-10-5-2-مقداراکسیژنخواهیبیوشیمیاییBOD5 127

4-10-5-3-مقداراکسیژنخواهیشیمیاییCOD 128

بخشیازدهم : نتایجسنجشامکانپذیریارتقاء عملکردتصفیهخانهفاضلابشهرک صنعتی بااستفادهازمدلTOPSIS 130

4-11-خروجیهایمدلهایTOPSISدرپیشبردهدفورسیدنبهنتایجتحقیق 130

4-11-1- وزندهیواولویتبندیگزینههایارتقاء عملکردتصفیهخانهفاضلابشهرک صنعتیوانتخابگزینهبرتربااستفادهازمدلTOPSIS 130

4-11-1-1- رتبهبندیگزینههانسبتبهمولفههایاصلی 130

4-11-1-2-رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایفنی،فیزیکیوشیمیایی 131

4-11-1-3-رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایمدیریتی 132

4-11-1-4-رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایاقتصادی،اجتماعیوفرهنگی 133

4-11-1-5-رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایوضعیتبهداشتیوزیستمحیطی 134

 

فصلپنجم: بحث

5-1- جمعبندیوبحث 138

 

فصلششم: نتیجهگیریوپیشنهادات

6-1- نتیجهگیری 144

6-2- پیشنهادات 146

فهرستمنابع 148

پیــــوستها 152

پیوستالف<<پرسشنامهدلفیویژهکارشناسان>> 153

 

فهرست جداول

عنوان                                       صفحه

جدول 1-1طبقهبندیآلایندههایآبومنابعاصلیآنها 7

جدول 3-1 دستگاههاوروشاندازهگیریپارامترهایموردمطالعه 46

جدول 3-2- مقایسهتطبیقیروشTOPSIS 72

جدول 4- 1مبانیطراحیسیستمSBRشهرکصنعتیسقز 87

جدول 4-2 مشخصاتآشغالگیر 88

جدول 4-3 مشخصاتدانه‌گیر 89

جدول 4-4 مشخصاتحوضچهمتعادلساز 90

جدول 4-5 مشخصاتراکتورSBR 91

جدول 4-6 مشخصاتهاضملجن 92

جدول 4-7 مشخصاتحوضکلرزنی 93

جدول 4-8 حدودمجازغلظتآلاینده‌هایاویژگی‌هایفاضلاب‌هایصنعتیدرهنگامتخلیهبهشبکه‌هایجمع‌آوریفاضلاب 97

جدول 4-9 استانداردخروجیفاضلاب 102

جدول 4-10مراحلسیستمتصفیهSBR 112

جدول 4-11 نتایجپارامترهایاندازهگیریشدهدرمحلنمونهبرداری 114

جدول 4-12 نتایجآنالیزکیفیفاضلابخامورودیبهتصفیهخانهشهرکصنعتیسقز 115

جدول 4-13 نتایجآنالیزکیفیپسابخروجیازتصفیهخانهشهرکصنعتیسقز 115

جدول 4-14 مقادیرمیانگینوانحرافمعیارپارامترهایکیفیفاضلابخامورودیبهتصفیه‌خانه‌یشهرکصنعتیسقز 116

جدول 4-15 مقادیرمیانگینوانحرافمعیارپارامترهایکیفیپسابخروجیازتصفیه‌خانه‌یشهرکصنعتیسقز 116

جدول 4-16 رتبهبندیگزینههانسبتبههدفپروژه 135

جدول 4-17 مقادیرعددیورتبهدهیگزینههاباروشTOPSIS 136


 

فهرست اشکال

عنوان                                       صفحه

شکل 3-1- فرآیندتصمیمگیریچندشاخصه(MADM) 57

شکل 3-2- نمودارجایگاهانواعمدلهایتصمیمگیریچندشاخصه (MADM) 58

شکل3-3-فاصلههاياقليدسيراهحلايدهآلمثبتوراهحلايدهآلمنفي 60

شکل 3-4-  صفحهابتدايينرمافزار TOPSIS 65

شكل 3-5 – پنجرهويرايششاخصهادرنرمافزارTOPSIS 67

شكل 3-6 – پنجرهويرايشگزینههابهنرمافزاردرنرمافزارTOPSIS 68

شكل3-7 – پنجرهدادههایورودیبهنرمافزارTOPSIS 68

شکل 3-8-نمونهنمودارستونيدرنرمافزارTOPSIS 69

شکل3-9-نمونهنمودارتحلیلدرنرمافزارTOPSIS 69

شکل 4-1 موقعیتجغرافیاییشهرکصنعتیسقز 81

شکل 4-2 نمایورودیشهرکصنعتیسقز 81

شکل 4-3 نمایداخلیتصفیهخانهشهرکصنعتی 82

شکل 4-3 وضعیتموجودتصفیهخانهشهرکصنعتیسقز 85

شکل 4-4  وضعیتموجودتصفیهخانهشهرکصنعتیسقز 85

شکل 4-5وضعیتموجودتصفیهخانهشهرکصنعتیسقز 86

شکل4-6 مراحلبهره‌برداریازراکتورهایSBR 112

شکل 4-7 رتبهبندیگزینههانسبتبهمولفههایاصلی 130

شکل 4-8 رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایفنی،فیزیکیوشیمیایی 131

شکل 4-9 رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایمدیریتی 132

شکل 4-10 رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایاقتصادی،اجتماعیوفرهنگی 133

شکل 4-11 رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایوضعیتبهداشتیوزیستمحیطی 134


 

فهرست نمودارها

عنوان                                       صفحه

نمودار 1-1 شماتیکنحوهسنجشمیزانموادجامدفاضلاب 14

نمودار4 -1 نمودارجریانسیستمتصفیهفاضلابشهرکصنعتیسقز 88

نمودار 4-2-مقایسه PHخروجیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 117

نمودار4-3- مقایسه  نتایج آنالیز  PHورودی تصفیه خانه فاضلاب با استاندارد 117

نمودار 4-4-مقایسه نتایج آنالیز کدورت خروجی تصفیه خانه فاضلاب با استاندارد 118

نمودار4-5- کدورت ورودی و خروجی تصفیه خانه فاضلاب 118

نمودار 4-6-نتایج آنالیز دمای خروجی و ورودی تصفیه خانه فاضلاب 119

نمودار4-7- مقایسه نتایج دمای ورودی تصفیه خانه با استاندارد 120

نمودار 4-8-نتایجآنالیز ECورودیوخروجیتصفیهخانهفاضلاب 121

نمودار4-9- مقایسهEC ورودیبااستانداردپسابورودیتصفیهخانهفاضلاب 121

نمودار 4-10-مقایسهنتایجآنالیز TDSخروجیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 122

نمودار 4-11-مقایسهنتایجآنالیز TDSورودیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 123

نمودار 4-12-مقایسهنیتراتخروجیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 124

نمودار4-13- مقایسهنیتراتورودیازتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 124

نمودار 4-14- مقایسهفسفاتخروجیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 125

نمودار4-15- مقایسهفسفاتخروجیورودیتصفیهخانهفاضلاب 125

نمودار 4-16-مقایسه DOخروجیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 126

نمودار4-17- مقایسه DOخروجیوورودیتصفیهخانهفاضلاب 126

نمودار 4-18-مقایسه BOD5خروجیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 127

نمودار4-19- مقایسه BOD5ورودیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 127

نمودار 4-20-مقایسه CODخروجیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 128

نمودار4-21- مقایسه CODورودیتصفیهخانهفاضلاببااستاندارد 129

نمودار4-22 رتبهبندیگزینههانسبتبهمولفههایاصلیدرخروجینرمافزارTOPSIS 131

نمودار 4-23  رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایفنی،فیزیکیوشیمیاییدرخروجینرمافزارTOPSIS 132

نمودار 4-24  رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایمدیریتیدرخروجینرمافزارTOPSIS 133

نمودار 4-25   رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایاقتصادی،اجتماعیوفرهنگیدرخروجینرمافزارTOPSIS 134

نمودار4-26  رتبهبندیگزینههانسبتبهمعیارهایوضعیتبهداشتیوزیستمحیطیدرخروجینرمافزارTOPSIS 135

نمودار4-27  رتبهبندیگزینههانسبتبههدفپروژهدرخروجینرمافزارTOPSIS 136

فهرست نقشه ها

عنوان                                       صفحه

نقشه 4-1 موقعیتشهرستانسقزدرکشورواستانکردستان 75

نقشه 4-2 مراکزجمعیتیشهرستانسقز 76

نقشه 4-3 نقشهزمینشناسیمنطقهموردمطالعه 76

نقشه 4-4- نقشهرودخانههایمنتهیبهمنطقهموردمطالعه 78

نقشه 4- 5 محدودهمطالعاتیشهرکصنعتیسقز 79

نقشه 4- 6 شهرکهایصنعتیمستقردراستانکردستان 80

نقشه 4-7 نقشهکاربریاراضیشهرستان 82

نقشه 4-8 نقشهکاربریاراضیمنطقهموردمطالعه…………. 85

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo