مرجع تخصصی آب و فاضلاب

طراحی کامل تصفیه خانه فاضلاب شهری برای ۱ میلیون نفر

فرضیات:

• مصرف سرانه آب: ۲۰۰ لیتر/نفر/روز (استاندارد جهانی).

• ضریب تبدیل آب به فاضلاب: ۸۰٪ → ۱۶۰ لیتر/نفر/روز.

• دبی فاضلاب:

  ۱۶۰,۰۰۰مترمکعب/روز(۱.۸۵مترمکعب/ثانیه)

۱. روش سنتی

واحدها و محاسبات:

۱. آشغالگیری (Screening):

• سرعت عبور: ۰.۶ متر/ثانیه.

• سطح مقطع:

  A≈۳.۰۸ مترمربع→ابعاد:۲×۱.۵ متر

• مساحت کل: ۵۰ مترمربع.

۲. ته نشینی اولیه (Primary Sedimentation):

• زمان ماند: ۲ ساعت.

• حجم مخزن:

  V=۱.۸۵×۷۲۰۰=۱۳,۳۲۰ مترمکعب

• تعداد مخازن: ۴ عدد.

• ابعاد هر مخزن: ۴۰ × ۲۰ × ۴ متر → مساحت کل: ۳,۲۰۰ مترمربع.

۳. لجن فعال (Activated Sludge):

• زمان ماند: ۸ ساعت.

• حجم مخزن:

  V=۱.۸۵×۲۸,۸۰۰=۵۳,۲۸۰ مترمکعب

• تعداد مخازن: ۶ عدد.

• ابعاد هر مخزن: ۵۰ × ۳۰ × ۴ متر → مساحت کل: ۹,۰۰۰ مترمربع.

۴. ته نشینی ثانویه (Secondary Sedimentation):

• مساحت مشابه ته نشینی اولیه: ۳,۲۰۰ مترمربع.

۵. کلرزنی:

• زمان تماس: ۳۰ دقیقه.

• حجم مخزن: ۳,۳۳۰ مترمکعب → مساحت: ۵۰۰ مترمربع.

مساحت کل روش سنتی: ≈ ۱۶,۰۰۰ مترمربع.

۲. روش نوین (MBR - Membrane Bioreactor)

واحدها و محاسبات:

۱. بیوراکتور غشایی:

• شار غشا: ۲۵ لیتر/مترمربع/ساعت.

• مساحت غشا:

  A≈۲۶۶,۶۶۷ مترمربع

• تعداد ماژولها: ۵۰۰ عدد → مساحت واحد: ۲,۰۰۰ مترمربع.

۲. تهنشینی اولیه: ۱,۵۰۰ مترمربع.
۳. سیستم UV: ۳۰۰ مترمربع.

مساحت کل روش نوین: ≈ ۳,۸۰۰ مترمربع.

۳. روش بهینه (هضم بیهوازی + انرژی سبز)

واحدها و محاسبات:

۱. هضم بی هوازی (Anaerobic Digestion):

• زمان ماند: ۲۰ روز.

• حجم مخزن:

  V=۱۶۰,۰۰۰×۲۰=۳,۲۰۰,۰۰۰ مترمکعب.

• تعداد مخازن: ۸ عدد → ابعاد: ۶۰ × ۴۰ × ۱۰ متر → مساحت: ۱۹,۲۰۰ مترمربع.

۲. فیلتراسیون زیستی (Biofilters):

• مساحت: ۵,۰۰۰ مترمربع.

۳. پنلهای خورشیدی:

• انرژی مورد نیاز: ۱۰ مگاوات → مساحت: ۵۰,۰۰۰ مترمربع.

مساحت کل روش بهینه: ≈ ۷۴,۲۰۰ مترمربع.

۴. هزینه ها

روش هزینه اجرا (میلیون دلار) هزینه بهره برداری سالانه (میلیون دلار)

سنتی۱۲۰ ۲۵

نوین۲۵۰ ۲۰

بهینه۱۸۰ ۱۲

هزینه کل پس از ۳ سال:

• سنتی: ۱۲۰ + (۲۵ × ۳) = ۱۹۵ میلیون دلار.

• نوین: ۲۵۰ + (۲۰ × ۳) = ۳۱۰ میلیون دلار.

• بهینه: ۱۸۰ + (۱۲ × ۳) = ۲۱۶ میلیون دلار.

۵. نتیجه گیری

• بهترین روش پس از ۳ سال:

  • روش سنتی با ۱۹۵ میلیون دلار کمترین هزینه را دارد، اما روش بهینه با ۲۱۶ میلیون دلار از نظر پایداری و کاهش هزینه های بلندمدت (مانند تولید انرژی از هضم بیهوازی) برتری دارد.

  • روش نوین (MBR) به دلیل هزینه بالای غشاها، گرانترین گزینه است.

جزییات مساحت واحدها:

• سنتی: ۱۶,۰۰۰ مترمربع.

• نوین: ۳,۸۰۰ مترمربع.

• بهینه: ۷۴,۲۰۰ مترمربع (شامل ۵۰,۰۰۰ مترمربع پنل خورشیدی).

مرجع تخصصی آب و فاضلاب