uncat

محاسبه ظرفیت حوضچه هوادهی

جولای 3, 2025
admin

مقدمه

محاسبه ظرفیت حوضچه هوادهی یکی از اساسی‌ترین مراحل طراحی سیستم‌های تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال است. این محاسبات دقیق نه تنها بر کارایی سیستم تصفیه تأثیر مستقیم دارد، بلکه بر هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی نیز مؤثر است. در این مقاله جامع، به بررسی روش‌های مختلف محاسبه حجم حوضچه هوادهی، پارامترهای مؤثر و نکات کلیدی طراحی می‌پردازیم.

اصول طراحی حوضچه هوادهی

1. مفاهیم پایه

حوضچه هوادهی بخشی از سیستم لجن فعال است که در آن:

  • اکسیداسیون مواد آلی صورت می‌گیرد

  • میکروارگانیسم‌ها با مواد آلی تغذیه می‌شوند

  • هوادهی مناسب برای تأمین اکسیژن انجام می‌شود

2. پارامترهای کلیدی طراحی

روش‌های محاسبه حجم حوضچه هوادهی

1. روش مبتنی بر نسبت F/M

فرمول محاسبه:

V = (Q × BOD₅) / (F/M × MLSS)

پارامترها:

  • V: حجم حوضچه هوادهی (m³)

  • Q: دبی فاضلاب (m³/day)

  • BOD₅: بار آلی ورودی (mg/L)

  • F/M: نسبت غذا به میکروارگانیسم (day⁻¹)

  • MLSS: غلظت مواد جامد معلق مخلوط (mg/L)

مقادیر معمول F/M:

  • سیستم متعارف: 0.2-0.5 day⁻¹

  • هوادهی گسترده: 0.05-0.15 day⁻¹

  • تماس تثبیت: 0.2-0.6 day⁻¹

2. روش مبتنی بر زمان ماند هیدرولیکی (HRT)

فرمول محاسبه:

V = Q × HRT

مقادیر معمول HRT:

  • سیستم متعارف: 4-8 ساعت

  • هوادهی گسترده: 18-36 ساعت

  • تماس تثبیت: 3-6 ساعت

3. روش مبتنی بر زمان ماند سلولی (SRT)

فرمول محاسبه:

V = (Q × Y × (BOD₅_in - BOD₅_out) × SRT) / (MLSS × (1 + kd × SRT))

پارامترها:

  • Y: ضریب تولید لجن (kg SS/kg BOD₅)

  • kd: ضریب تجزیه endogenous (day⁻¹)

  • BOD₅_out: BOD خروجی مورد نظر (mg/L)

محاسبات تکمیلی طراحی

1. نیاز اکسیژن مورد نظر

فرمول محاسبه:

OUR = (Q × (BOD₅_in - BOD₅_out) × 1.5) / 1000

(OUR بر حسب kg O₂/day)

2. محاسبه توان هوادهی مورد نیاز

P = (OUR × 1.5) / (24 × 0.23 × α × F)

پارامترها:

  • α: ضریب تصحیح انتقال اکسیژن (معمولاً 0.8-0.9)

  • F: ضریب کثیفی (معمولاً 0.6-0.8)

مثال عملی محاسبه حجم حوضچه

شرایط طراحی:

  • دبی فاضلاب: 1000 m³/day

  • BOD₅ ورودی: 300 mg/L

  • MLSS مورد نظر: 3000 mg/L

  • F/M انتخاب شده: 0.2 day⁻¹

محاسبه حجم:

V = (1000 × 300) / (0.2 × 3000) = 500 m³

محاسبه HRT:

text

Copy

Download

HRT = 500 / (1000/24) = 12 ساعت

عوامل مؤثر بر طراحی حجم حوضچه

1. ویژگی‌های فاضلاب ورودی

  • غلظت مواد آلی

  • دبی ساعتی و روزانه

  • تغییرات فصلی

2. الزامات پساب خروجی

  • استانداردهای تخلیه

  • نیاز به نیتریفیکاسیون

  • حذف فسفر

3. شرایط محیطی

  • دمای فاضلاب

  • ارتفاع از سطح دریا

  • فضای قابل دسترس

ملاحظات اجرایی در طراحی

1. شکل حوضچه

  • مستطیلی

  • دایره‌ای

  • بیولوژیکی انتخاب شده

2. عمق بهینه

  • معمولاً 3-5 متر

  • تأثیر بر انتقال اکسیژن

  • ملاحظات ساختاری

3. سیستم هوادهی

  • دیفیوزرهای حباب ریز

  • هواده‌های مکانیکی

  • ترکیبی

کنترل و بهینه‌سازی عملکرد

1. پایش پارامترهای کلیدی

  • MLSS

  • اکسیژن محلول

  • شاخص حجمی لجن

2. تنظیمات عملیاتی

  • نرخ بازگشت لجن

  • دبی لجن مازاد

  • شدت هوادهی

دیفیوزر دیسکی

نتیجه‌گیری

محاسبه دقیق ظرفیت حوضچه هوادهی نیازمند درک جامعی از اصول تصفیه بیولوژیکی و روابط بین پارامترهای مختلف است. روش‌های ارائه شده در این مقاله می‌تواند به عنوان راهنمای طراحی اولیه مورد استفاده قرار گیرد، اما طراحی نهایی باید توسط مهندسین مجرب و با در نظر گرفتن تمام شرایط خاص پروژه انجام شود. به خاطر داشته باشید که طراحی مناسب حوضچه هوادهی پایه و اساس عملکرد موفقیت‌آمیز سیستم تصفیه فاضلاب است.