:
امروزه استفاده مجدد از آب های آلوده شده در فرایندهای گوناگون اهمیت زیادی پیدا كرده است. به همین دلیل انواع مختلف فرایندهای تصفیه پساب مطرح شده است و به كار برده می شود.
در بین این فرایندها تصفیه بیولوژیكی لجن فعال می توان گفت كه مناسب ترین فرایند تصفیه فاضلاب در تصفیه خانه های شهری می باشد زیرا هم عملكرد خوبی دارد و هم دارای كمترین آلودگی زیست محیطی می باشد و در میان انواع راكتورهایی كه برای این فرایند به كار می روند راكتور اختلاط كامل لجن فعال (Complete Mix Activated Sludge) با نام اختصاری CMAS به دلیل مزایای فراوان آن و توانایی آن در گذر خوب برابر شوك های ورودی محبوب ترین نوع راكتور می باشد.
برای مدل سازی فرایند لجن فعال مدلی توسط IWA ارائه شده است كه مدل ASM1 می باشد و دارای دقتی كافی است این مدل اساسا پایه ای برای مدل سازی راكتور های گوناگون می باشد. در این پایان نامه از مدل ASM1 استفاده شده است كه معادلات موازنه جرم بدست آمده از نوع ODE غیر خطی می باشد واز روش رانگ – كاتای درجه پنجم حل شده است.
فصل نخست: کلیات
(1-1) تعریف و اهمیت تصفیه فاضلاب
به طور كلی هر اجتماعی دور ریزهایی به صورت مایع، جامد و یا گازهای قابل انتشار در جو در پس فعالیت های صنعتی، خانگی و یا كشاورزی خود تولید می كند.
به طور ویژه در بخش مایعات دور ریز – فاضلاب و یا پساب – آب تامین كننده آن بخش بوده كه بعد از استفاده در بخش های گوناگون و آمیخته شدن با مواد اضافی به صورت دور ریز در آمده است.
از دیدگاه منابع تولید، فاضلاب به عنوان آمیخته ای از آب كه حمل كننده دور ریز های دفع شده از مناطق مسكونی، موسسات و بنگاه های تجاری و صنعتی كه می تواند همراه با آب های زیر زمینی، سطحی یا بارش های جوی باشد.
هنگامی كه پساب تصفیه نشده در نقطه ای جمع شود به سبب در هم ریختگی تركیبات آلی در آن منجر به آزاد شدن گاز های بسیار بد بو خواهد شد و محیط مناسبی برای رشد بسیاری از میكرو ارگانیسم های پاتوژنیک می شود كه از روده انسان و یا حیوانات و نواحی مختلف به درون آن راه یافته می شود.
پساب ها همچنین شامل نیترات ها هستند كه باعث تحریک رشد گیاهان آبزی می شوند و ممكن است شامل تركیبات سمی و یا تركیباتی كه به طور بالقوه ممكن است بیماری زا و یا سرطان زا باشد هستند.
به دلایل ذكر شده حذف سریع و آسان فاضلاب از منابع تولید توسط تصفیه آن و استفاده مجدد و یا رها سازی آن در طبیعت ضروری می باشد.
– مهندسی فاضلاب
مهندسی فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است كه مفاهیم علوم پایه و مهندسی را برای راه گشایی موارد درگیر با فاضلاب و استفاده مجدد از آن را به كار می گیرد.
هدف نهایی مهندسی فاضلاب محافظت از سلامت عمومی با شیوه ای متناسب با دیدگاه زیست محیطی، اقتصادی، اجتماعی و نگرانی های سیاسی است.
برای این کار لازم است دانش:
1- اجزا موجود در پساب.
2- اثرات این اجزا هنگامی كه پساب در طبیعت رها می شود.

3- دگرگونی و سرنوشت طولانی مدت این اجزا در فرایندهای تصفیه.
4- روش های تصفیه ای كه برای حذف یا اصلاح اجزاء موجود در فاضلاب استفاده می شود.
5- روش هایی برای استفاده مفید یا مصرف جامدات تولید شده اضافی توسط سیستم های تصفیه
را داشته باشیم.
(2-1) تقسیم بندی فاضلاب
از دیدگاهی می توان فاضلاب های خام را به دو گروه بزرگ: 1- فاضلاب های شهری 2- فاضلاب های صنعتی دسته بندی کرد.
– فاضلاب های شهری
فاضلاب های شهری كه هدف این پژوهش هم می باشد حاصل از مصرف آب در منازل، ادارات، مراكز تجاری، آب های سطحی حاصل از بارش های جوی و شستشوی معابر و كلیه خدمات شهری می باشد، در این نوع فاضلاب كمتر از مواد سمی خطرناك، فلزات سنگین و یا رادیواكتیو یافت می شود و عمدتا دارای مواد آلی و نیتروژن دار و فسفر دار حاصل از مواد دفعی انسانی و پاك كننده ها است.
– فاضلاب های صنعتی
در فاضلاب های صنعتی كه حاصل كارهای فرایندی كارخانه جات و مراكز تولیدی می باشد می توان گونه های زیادی از مواد شیمیایی، نفتی و غیره كه برای انسان و محیط پیرامونی او خطر آفرین است را مشاهده كرد، كه حذف آنها گاهی بسیار مشكل و دردسر ساز می باشد و رهاسازی آنها هم در طبیعت حتی می تواند گاهی باعث نابودی كامل آن منطقه شود كه پاك سازی آن بسیار هزینه بر و شاید غیر ممكن باشد از این قبیل مواد می توان به فلزات سنگین، تركیبات نفتی و یا مواد رادیو اكتیو اشاره كرد. بهترین راه حذف این نوع مواد تصفیه آنها در خود كارخانه با روش های تخصصی تر برای آن ماده خاص می باشد تا جمع آوری در یک مركز تصفیه و عملیات حذف روی آنها.