نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکدة بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران
2 دانشجوی دکترای تخصصی مهندسی بهداشت محیط، دانشکدة بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران
3 کارشناس‌ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکدة بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران
4 دانشیار، آمار زیستی، دانشکدة بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران
5 دانشیار، گروه اقتصاد، دانشگاه رازی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران
چکیده
اهداف: به‌منظور امکان‌سنجی اقتصادی تصفیهخانههای فاضلاب، روشی با قابلیت ارزیابی تصفیهخانههای فاضلاب از نظر اثربخشی هزینه‌ها و اقتصادی‌بودن آن لازم است. با انجام تجزیه‌وتحلیل هزینة اثربخشی می‌توان تصمیم‌های اصولی برای رسیدن به اهداف مورد نظر اتخاذ کرد. هدف از این مطالعه مقایسة هزینة اثربخشی سیستم‌های تصفیة فاضلاب با فرایندهای لجن فعال متعارف (کرمانشاه) و برکه‌های تثبیت (اسلام‌آباد غرب و گیلان‌غرب) در استان کرمانشاه است.
مواد و روش‌ها: این مطالعه توصیفی- تحلیلی است. اطلاعات مربوط به تصفیهخانهها از شرکت‌های آب و فاضلاب و بهره‌برداران تصفیهخانهها جمع‌آوری و با استفاده از برنامة آماری SPSS تجزیه‌وتحلیل آماری شد. تمامی هزینه‌ها و راندمان فرایندهای تصفیه بررسی و شاخص هزینة اثربخشی آن محاسبه و سیستم‌ها از نظر این نسبت با هم مقایسه شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد میانگین راندمان کل که حاصل میانگین حذف پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مورد بررسی است- از جمله مواد معلق کل و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی- در سیستم‌های لجن فعال متعارف و برکه‌های تثبیت به‌ترتیب برابر با 11/24±41/73 و 08/10±86/63 به‌دست آمد. میزان هزینة اثربخشی در این سیستم‌ها نیز به‌ترتیب 198/0 و 965/0 به‌دست آمد.
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج می‌توان گفت که سیستم برکه‌های تثبیت با وجود راندمان پایین‌تر نسبت به سیستم‌های لجن فعال هزینة اثربخشی بهتری دارد که نشان‌دهندة موفقیت بهتر این سیستم در بحث هزینة اثربخشی است. مهم‌ترین عامل در این موفقیت را می‌توان به هزینه‌های سرمایه‌گذاری پایین‌تر نسبت به سیستم‌های لجن فعال نسبت داد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Comparing the Cost-Effectiveness of Conventional Activated Sludge Wastewater Treatment Systems and Stabilization Ponds (Case Study: Refineries of Kermanshah, Islamabad West and Gilangharb)
نویسندگان [English]
- Ali Almasi 1
- Abdollah Dargahi 2
- Marzie Naderi 3
- Amir Hosein Hashemian 4
- Sohrab Delangizan 5
1 Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran
2 Ph.D Student in Environmental Health, School of Public Health, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
3 M.Sc. of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran
4 Associate Professor, Department of Biostatistics, School of Public Health, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran
5 Assistant Professor, Department of Economics, Razi University of Kermanshah, Kermanshah, Iran
چکیده [English]
Background & Objectives: The economic feasibility of wastewater treatment plants requires applying some methods with ability to assess the cost-effectiveness of their systems. This study aimed to determine and compare the cost-effectiveness of two types of wastewater treatment systems which are used in Kermanshah province.
Materials & Methods: This is a descriptive-analytical study in which the information on the wastewater treatment plants were collected from water and wastewater companies and wastewater treatment plants operators, and the data were analyzed statistically using the SPSS software program. All costs, efficiency of treatment processes, and their cost-effectiveness index was calculated for existing systems and they were compared in terms of this ratio.
Results: The results showed that, in activated sludge and natural systems, the average total efficiency, which is the result of mean removal of total suspended solids, biochemical oxygen demand and chemical oxygen demand, were respectively 76.37±18.19% and 61.69±19.02%. Also the results showed that the difference between the efficiencies of two systems was significant. The cost-effectiveness of activated sludge and natural systems were respectively obtained as 0.23 and 0.58.
Conclusions: According to the results, we can say that, despite the lower efficiency, natural systems are better than activated sludge systems and have better cost-effectiveness for wastewater treatment. These results indicates the natural systems is more successful in term of cost-effectiveness, and the most important factor in this success can be attributed to lower required investments and lower maintenance costs, compared to activated sludge systems.
کلیدواژه‌ها [English]
- activated sludge systems
- cost-effectiveness
- Kermanshah province
- natural systems
مقدمه
با افزایش شهرنشینی و تغییر شیوة زندگی و صنعتی‌شدن، میزان فاضلاب تولیدشده در مناطق شهری رو به افزایش است. در کشورهای درحال‌توسعه مسائلی مثل فقدان منابع مالی کافی، هزینه‌های تصفیة بالا و افزایش میزان فاضلاب تولیدیِ بیش از ظرفیت تصفیهخانهها به ناکارایی مطلوب تصفیة فاضلاب می‌انجامد و به‌دنبال آن استفادة طولانی‌مدت از پساب‌های تصفیهشده دور از استاندارد در بخش کشاورزی آثار زیانباری بر خاک، منابع آب و سلامت انسان دارد [1]. علاوه‌بر توسعه و تعمیم تصفیهخانههای فاضلاب، ارتقای کیفیت این قبیل سیستم‌ها امری اجتناب‌ناپذیر است [2].
ضروری است مدیران در ارتقای مدیریت خود نشان دهند این واحدها تا چه حد و چگونه به اهداف مورد نظر دسترسی پیدا کرده‌اند. هزینه‌یابی و تجزیه‌وتحلیل هزینه‌ها ابزار مدیریتی مؤثری است که مدیران به‌کار می‌گیرند و یاری‌رسان آن‌ها در تخصیص بهینة منابع مالی و بهره‌برداری حداکثر از سرمایه‌گذاری‌های انجام‌شده است که یکی از مهم‌ترین وظایف مدیران نیز محسوب میشود تا از کارایی مطلوب سیستم‌های تصفیة فاضلاب اطمینان پیدا کنند. این امر در گرو ارزیابی دقیق هزینه- اثربخشی است [3].
به‌منظور امکان‌سنجی اقتصادی تصفیهخانههای فاضلاب نیاز به روشی برای بررسی هزینه‌ها و دارای قابلیت ارزیابی تصفیهخانههای فاضلاب از نظر اثربخشی هزینه‌ها و اقتصادی بودن آن مشهود است. در سال‌های اخیر مبنای انتخاب راه‌حلی برای فرایند تصفیه‌خانه هزینة کل است، یعنی مجموع هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌برداری و نگهداری. ولی راه‌حلی اولویت دارد که دارای هزینة قابل‌قبول‌تری باشد یا در مجموع هزینة اثربخشی بهتری داشته باشد. امروزه، هدف اصلی مهندسان طراح و مشاور کاهش هزینه‌هاست. مهندسان سعی می‌کنند نرخ بهره‌وری و راندمان کاری و سود ناشی از پروژه‌ها افزایش پیدا کند [4 و 5].
ارزیابی اقتصادی مطالعه‌ای است که هزینه‌ها و منافع دو یا چند خدمت یا مداخلة جایگزین را مقایسه کند. شناسایی، اندازه‌گیری و ارزش‌گذاری صحیح هزینه‌ها و منافع در اقتصاد ضروری است. محاسبة هزینة اقتصادی واقعی مشکل است، اما اطمینان‌یافتن از اینکه اطلاعات هزینه تا حد ممکن هزینة اقتصادی واقعی را منعکس می‌کند ضروری است [6].
برخی مزایای تصفیه قابل‌محاسبه نیست، زیرا کمّی‌سازی نشده است. منافع محیط‌زیستی حاصل از تصفیة فاضلاب به‌خوبی شناخته شده است و در اصطلاحات اقتصادی می‌توان آن را سودهای غیرمستقیم دسته‌بندی کرد. با وجود اهمیت آنالیز اقتصادی در زمینة تصفیة فاضلاب در این پروژه‌ها توجه کمتری به مسائل محیط‌زیستی و اجتماعی میشود و در ارزیابی‌ها تمرکزی بر این مسئله نمی‌شود [7 و 8].
در کشور ایران تصفیهخانههای زیادی در حال فعالیت است و سرمایه‌گذاری‌های هنگفتی برای هر کدام انجام شده است، ولی همة آن‌ها کارایی لازم را ندارد و نمی‌تواند اهداف مورد نظر طراحی را برآورده کند [9]. در این مطالعه، هدف مقایسة هزینه- اثربخشی سیستم‌های تصفیة فاضلاب با فرایندهای لجن فعال متعارف (کرمانشاه) و برکه‌های تثبیت (اسلام‌آباد غرب و گیلان‌غرب) در استان کرمانشاه است. با انجام ارزیابی‌های هزینه– اثربخشی این سیستم‌ها می‌توان ضعف‌های سیستمی را روشن و راهکارهایی برای بهبود آن ارائه کرد. همچنین، می‌توان سیستم‌های اصلاح‌شده را به جایگاه‌های دیگر با شرایط مشابه نیز تعمیم داد.
مواد و روش‌ها
این مطالعه از نوع توصیفی- تحلیلی است. از مهم‌ترین روش‌های ارزشیابی در این مطالعه استفاده از دو شاخص داده‌ها و گرفته‌هاست که باید هر کدام محاسبه شود و در رابطه قرارگیرد. روش استفاده از این شاخص‌ها را می‌توان روش آوردة نهاده نامید. در این روش محاسبه میشود که چقدر هزینه شده است و به‌دنبال آن چقدر ارزش به‌دست می‌آید. پارامترهای نهاده در این طرح شامل هزینه‌های سرمایه‌گذاری است، از جمله هزینه‌های ساخت ابنیه، خرید و نصب تجهیزات الکترومکانیکال، همچنین هزینه‌های طراحی پروژه، اجرای پروژه، بهره‌برداری، نگهداری پروژه و نیروی انسانی که منجر به ایجاد پارامترهای آورده شود، از جمله رفاه اجتماعی، وضعیت محیط‌زیست، فروش محصولات حاصل از تصفیه، کنترل آلودگی و بیماری‌ها.
اطلاعات هزینه‌ای تصفیهخانههای مورد مطالعه از شرکت آب و فاضلاب جمع‌آوری شد و با توجه به شاخص‌های موجود در زمینة ساخت‌وساز ابنیه، تجهیزات الکتریکی، تأسیسات مکانیکی و خدمات در سال‌های مختلف با توجه به سال احداث تصفیهخانهها و با استفاده از روش وربن و ووترز هزینة کل به‌صورت مجموعه‌ای از پارامترهای هزینه‌ای محاسبه شد. به‌منظور داشتن قابلیت مقایسه با یکدیگر، هزینه‌ها یکسان‌سازی و به هزینه‌های یک سال مشترک تبدیل شد. سپس، با استفاده از روش هزینة یکنواخت سالیانه (Equivalent Uniform Annual Cost: EUAC) که یکی از روش‌های اقتصاد مهندسی برای مقایسة پروژه‌ها با یکدیگر است و درنظرگرفتن دورة طرح 25 سال برای تصفیهخانههای مورد مطالعه، هزینة یکنواخت سالیانه برای هر تصفیه‌خانه محاسبه شد. سپس، بر اساس روش هزینه- منفعت که یکی از روش‌های اقتصاد مهندسی برای مقایسة اقتصادی انواع پروژه‌هاست، منافع و زیان‌های ایجادشده با پارامترهای آورده محاسبه شد و در نهایت با تأثیر دادن کارایی در این نسبت میزان هزینه- اثربخشی به‌دست آمد [5، 10 و 11].
شاخص اجتماعی
ایجاد تصفیهخانههای فاضلاب زمینه‌ساز رغبت و امید به زندگی مردم در شهر است. این امر نه‌تنها از مهاجرت جلوگیری می‌کند، بلکه باعث جذب مردم و توسعه و رونق شهرها میشود و قطعاً افزایش احساس امنیت و رفاه مردم منطقه را در پی دارد. در جریان عملیات ایجاد و بهره‌برداری از تصفیهخانهها به‌طور مستقیم، تعدادی هر چند محدود از افراد محلی مشغول به‌کار می‌شوند که ارزش آن با توجه به تعداد افراد گرفته‌شده به کار و حقوق پرداختی از سوی ادارة کار محاسبه میشود. همچنین، به‌طور غیرمستقیم بر اشتغال مردم اثر مثبت دارد مانند ایجاد اشتغال در اثر افزایش میزان آب در دسترس که باعث افزایش سطح زیر کشت و ایجاد مزارع پرورش آبزیان میشود.
برای محاسبة ارزش اثر بر بهداشت و سلامت جامعه و کمّی‌کردن این شاخص در این طرح از اطلاعات مربوط به بیماری‌های انتقالی از پساب‌آلوده استفاده شد، از جمله اسهال ساده، اسهال خونی، هپاتیت A و تیفویید. آمار مربوط به بیماری‌های مذکور در بین جمعیت (جمعیت شهری و جمعیت روستایی پایین‌دست تصفیه‌خانه) متأثر از تصفیهخانههای مورد مطالعه در ده سال (1380-1390) از طریق شبکه‌های بهداشت شهرستان‌های مربوط جمع‌آوری شد و از نظر اینکه تفاوت میانگین بروز بیماری در دو دورة قبل از بهره‌برداری تصفیه‌خانه و بعد از بهره‌برداری تصفیه‌خانه معنادار است یا نیست آزمون آماری t-test زوجی با اطمینان 95% و اعتماد 5% انجام شد. هزینه‌های مربوط به بیماری‌ها نیز از روش پایین به بالا محاسبه شد که هزینه‌یابی خرد نیز نامیده میشود و با توجه به نتایج آزمون آماری هزینه‌های مربوط به کاهش یا افزایش بیماری‌ها محاسبه‌شده و شاخص اجتماعی استفاده میشود.
شاخص محیط‌زیستی
از جنبة تأثیرات کمّی می‌توان محاسبه کرد که روزانه چه مقدار پساب تصفیهشده وارد رودخانه میشود که در جای خود تأثیرات مثبتی بر بالارفتن شدت جریان و توان خودپالایی رودخانه دارد. با توجه به اینکه پساب تصفیهشده در تصفیهخانهها طی قراردادی به آب منطقه‌ای فروخته میشود، با استفاده از ارزش مندرج برای هر مترمکعب پساب تصفیهشده در این قرارداد، ارزش افزایش کمیت آب محاسبه شد.
به‌منظور محاسبة ارزش اثر بر کیفیت منابع آب در این طرح از روش محاسبة جرایم محیط‌زیستی استفاده شد که در سازمان محیط‌زیست برای برخورد با آلودگی‌ها موجود است. منافع محیط‌زیستی حاصل از تصفیة فاضلاب را می‌توان از این روش برای آلودگی کاهش‌یافته محاسبه کرد. مضرات محیط‌زیستی ناشی از دفع غیرمجاز پساب به محیط‌زیست نیز از این روش محاسبه و در تعیین هزینه- اثربخشی تصفیهخانهها تأثیر داده شد.
اطلاعات مربوط به تصفیهخانهها از شرکت‌های آب و فاضلاب و بهره‌برداران تصفیهخانهها جمع‌آوری شد و با استفاده از راندمان حذف آلاینده‌ها از جمله COD، BOD5 و TSS (پارامترهای مورد نظر شرکت آب و فاضلاب در بررسی راندمان سیستم‌های تصفیة ثانویه) شاخص کارایی محاسبه شد که میانگینی از پارامترهای مذکور است [12].
اطلاعات جمع‌آوری‌شده مربوط به راندمان تصفیهخانهها در حذف آلاینده‌ها با استفاده از برنامة آماری SPSS آنالیز و با استفاده از آزمون t-test و با اطمینان 95 درصد و اعتماد 5 درصد، وجود یا عدم وجود تفاوت بین میانگین حذف آلاینده‌ها مشخص شد. در نهایت، تمام هزینه‌ها، منافع، زیان‌ها و راندمان فرایندهای تصفیه بررسی و شاخص‌های کیفی نیز به‌نحوی که گفتیم کمّی‌سازی و شاخص هزینه- اثربخشی آن محاسبه و سیستم‌های موجود از نظر این نسبت با هم مقایسه شد.
محاسبة نسبت هزینة اثربخشی
تمامی هزینه‌ها و راندمان فرایندهای تصفیة مورد بررسی و شاخص‌های کیفی کمّی‌سازی شد. شاخص هزینه- اثربخشی نیز طبق معادله‌های زیر برای تصفیهخانههای فاضلاب مورد مطالعه محاسبه و سیستم‌های موجود از نظر این نسبت با هم مقایسه شد.
- محاسبة میزان هزینة کل در تصفیه‌خانة فاضلاب
(1).Ctotal=ccapital+cmaint+cdeprec+cenergy+cchem+cmanpow+cother
Ctotal: هزینة کل، ccapital: هزینة سرمایه‌گذاری، cmaint: هزینة نگهداری از سیستم، cdeprec: هزینة استهلاک، cenergy: هزینة انرژی، cchem: هزینة مواد شیمیایی، cmanpow: هزینة نیروی انسانی و cother: سایر هزینه‌هاست.
- محاسبة میزان هزینة یکنواخت سالیانه در تصفیه‌خانة فاضلاب
EUAC= ccapital )A/P, %i, n) – SV(A/F, %i, n) + (cmaint+cdeprec+cenergy+cchem+cmanpow+cother) (2)
EUAC: هزینة یکنواخت سالیانه، i: نرخ تنزیل اجتماعی، n: دورة طرح و SV: ارزش اسقاطی است.
- محاسبة نسبت هزینة اثربخشی
(3)
Benefits: منافع حاصل از تصفیة فاضلاب، Qeff: دبی سالیانة پساب خروجی از تصفیه‌خانه، a : قیمت هر مترمکعب پساب فروخته‌شده توسط شرکت آب و فاضلاب، Qp.eff: دبی سالیانة پساب خروجی از تصفیه‌خانه مطابق با شرایط استاندارد، Pin: میزان آلاینده در فاضلاب ورودی به تصفیه‌خانه، Peff: میزان آلاینده در پساب خروجی از تصفیه‌خانه، b: ضریب ریالی آلایندة آب، SA: حساسیت منطقه، SE: حساسیت محیط، n: تعداد افراد مشغول به کار، S: میانگین حقوق شاغلان، ni: تعداد موارد کاهش ابتلا به بیماری i، و ci: هزینة درمان فرد مبتلا به بیماری i است.
(4)
Losses: ضررهای ناشی از تصفیة نامناسب فاضلاب، Qun.eff: دبی سالیانة پساب خروجی از تصفیه‌خانه با شرایط غیرمجاز، Peff: میزان آلاینده در پساب خروجی از تصفیه‌خانه، Pa.t: حد مجاز آلاینده در پساب خروجی از تصفیه‌خانه، b: ضریب ریالی آلایندة آب، SA: حساسیت منطقه، SE: حساسیت محیط، ni.: تعداد موارد افزایش ابتلا به بیماری i و ci.: هزینة درمان فرد مبتلا به بیماری i است.
(5)
Cost- Effectivenessindex: اندیس هزینه– اثربخشی (بدون واحد)، Efficiency: کارایی، و EUAC: هزینة یکنواخت سالیانه است.
نتایج
نتایج مطالعة حاضر در جدول 1 تا 5 ارائه شده است.
جدول 1. راندمان سیستم‌های تصفیة فاضلاب در حذف مواد آلی، معلق و کل
|
سیستم |
راندمان حذف COD |
راندمان حذف BOD |
راندمان حذف TSS |
راندمان کل |
|
لجن فعال متعارف |
65/86±24/77 |
91/67±26/74 |
81/81±25/67 |
11/41±24/73 |
|
برکة تثبیت |
52/8±16/78 |
01/37±14/83 |
51/43±25/29 |
08/86±10/63 |
جدول 2. نتایج حاصل از محاسبات هزینه– اثربخشی به تفکیک تصفیهخانههای فاضلاب
|
تصفیه‌خانه |
EUAC (میلیون ریال) |
Cost/m3 (ریال بر مترمکعب) |
Cost- Effectivenessindex |
|
کرمانشاه |
11/121739 |
86/5558 |
198/0 |
|
اسلام‌آباد |
11/11460 |
68/2242 |
08/1 |
|
گیلان‌غرب |
65/3585 |
32/2889 |
187/0 |
جدول 3. نتایج حاصل از محاسبات هزینه– اثربخشی سیستم‌های تصفیة فاضلاب
|
سیستم تصفیه |
EUAC (میلیون ریال) |
Cost/m3 (ریال بر مترمکعب) |
Cost- Effectivenessindex |
|
لجن فعال متعارف |
11/121739 |
86/5558 |
198/0 |
|
برکه‌های تثبیت |
79/15045 |
04/2369 |
96/0 |
جدول 4. نتایج حاصل از محاسبات هزینه– اثربخشی به تفکیک سیستم‌های لجن فعال و طبیعی
|
سیستم تصفیه |
EUAC (میلیون ریال) |
Cost/m3 (ریال بر مترمکعب) |
Cost- Effectivenessindex |
|
سیستم لجن فعال |
2/141718 |
12/5400 |
23/0 |
|
سیستم طبیعی |
18/26814 |
13/3748 |
58/0 |
جدول 5. نتایج محاسبات هزینه– اثربخشی سیستم‌های تصفیة فاضلاب به تفکیک راندمان حذف آلاینده‌ها
|
سیستم |
راندمان حذف COD |
راندمان حذف BOD |
راندمان حذف TSS |
راندمان کل |
|
لجن فعال متعارف |
21/0 |
2/0 |
182/0 |
198/0 |
|
برکة تثبیت |
12/1 |
14/1 |
63/0 |
965/0 |
بحث و نتیجه‌گیری
نتایج حاصل از بررسی راندمان حذف مواد آلی، مواد معلق و راندمان کل در سیستم‌های مورد مطالعه گویای این مورد است که در تمامی سیستم‌ها مقادیر مربوط به راندمان حذف مواد آلی بیش از راندمان حذف مواد معلق است. این مسئله راندمان کل سیستم‌ها را نیز کاهش می‌دهد.
سیستم برکه‌های تثبیت در حذف مواد معلق کارایی خوبی ندارد و از بین سیستم‌های مورد مطالعه پایین‌ترین راندمان را داراست. پس از بررسی مشکل موجود این نتیجه به‌دست آمد که سازوکار غالب کاهش جامدات معلق در برکه‌های بی‌هوازی، ته‌نشینی است که این شرایط به‌دلیل زمان ماند بالا به‌راحتی فراهم میشود. بر اساس نتایج حاصل، میانگین میزان کارایی برکه‌های اختیاری منفی است و این بدین دلیل است که میانگین میزان جامدات معلق در خروجی برکه‌های اختیاری بیش از میزان ورودی آن و این میزان در خروجی برکة اختیاری ثانویه بیش از اولیه است. در پساب برکه‌های تثبیت، جلبک بخش بیشتر مواد معلق را شامل میشود (80%˃). بر همین اساس، طبق ضوابط اتحادیة اروپا، پساب خروجی از برکه‌ها ممکن است تا 150میلی‌گرم در لیتر جامدات معلق داشته باشد، ولی در مورد پساب سایر روش‌های تصفیه غلظت جامدات معلق در پساب باید به کمتر از 30میلی‌گرم در لیتر برسد که این مسئله هم نشان‌دهندة اختلاف جامدات معلق جلبکی و جامدات معلق فاضلابی است [13] که با مطالعة الماسی و همکاران و درگاهی و همکاران مطابقت دارد [14-16].
پیرصاحب و همکاران در بررسی عملکرد سیستم لجن فعال متعارف در شهر کرمانشاه برای حذف COD، 9/86 درصد و برای حذف TSS، 3/83 درصد را به‌دست آوردند [17] و نتایج حاکی از عملکرد ضعیف‌تر سیستم‌های لجن فعال مورد بررسی در استان کرمانشاه است. در مطالعة دیگری پیرصاحب و همکاران نشان دادند که راندمان حذف COD در سیستم هوادهی گسترده 06/91 درصد و حذف TSS، 7/76 درصد است [18].
با کوچک‌تر شدن اندازة تصفیهخانهها و پیرو آن تحت پوشش قراردادن جمعیت کمتر در این تصفیهخانهها سرانة ایجاد تصفیه‌خانه به ازای هر نفر یا به ازای هر مترمکعب فاضلاب مورد تصفیه افزایش می‌یابد. بین سه تصفیه‌خانة مورد مطالعه، تصفیه‌خانة کرمانشاه بیشترین سرانة هزینه را دارد. کمترین هزینه‌ها مربوط به تصفیهخانههای اسلام‌آباد و گیلان‌غرب بود. این موضوع را می‌توان به هزینه‌های پایین در خرید تجهیزات الکترومکانیکال، همچنین هزینه‌های بهره‌برداری در این نوع تصفیهخانهها نسبت داد. هزینة خرید تجهیزات الکترومکانیکال مورد نیاز در تصفیهخانههای با سیستم لجن فعال چندین برابر تصفیهخانههای با سیستم برکة تثبیت است. این مقدار در دو سیستم تفاوت قابل‌ملاحظه‌ای دارد. سادگی فرایند و هزینة کم در این سیستم‌ها قابلیت رقابت آن را با سیستم‌های متعارف تصفیة فاضلاب افزایش می‌دهد. در مناطقی که زمین ارزان و در دسترس باشد، سیستم برکه‌های تثبیت یکی از بهترین گزینه‌های پیشنهادی است. نتایج حاصل از محاسبات هزینة یکنواخت سالیانه در این مطالعه نشان‌دهندة بیشترین EUAC در تصفیه‌خانة سیستم لجن فعال متعارف و کمترین EUAC در تصفیه‌خانة سیستم برکة تثبیت است. تصفیهخانههای گیلان‌غرب، کرمانشاه و اسلام‌آباد به‌ترتیب EUAC بیشتری دارند.
رودریگوز و همکارانش در سال 2011 در مناطقی از اسپانیا در رابطه با پروفایل محیط‌زیستی و اقتصادی شش نوع از تصفیهخانههای فاضلاب، میزان هزینه‌های بهره‌برداری در تصفیه‌خانة 1 با سیستم لجن فعال و دبی بهره‌برداری 53935 مترمکعب در روز را برابر 0941/0 دلار به مترمکعب فاضلاب تصفیهشده و در تصفیه‌خانة 2 با سیستم لجن فعال و دبی بهره‌برداری 51111 مترمکعب در روز را برابر 1064/0دلار به مترمکعب فاضلاب تصفیهشده گزارش کردند، در حالی که از بین تصفیهخانههای مورد مطالعه، تصفیه‌خانة فاضلاب کرمانشاه با دبی نزدیک به این دو سیستم بهره‌برداری هزینه‌های بهره‌برداری 019/0دلار به مترمکعب فاضلاب تصفیهشده داشته است که تفاوت بسیار زیادی با هم دارند. با توجه به اینکه میزان هزینة کل ایجاد تصفیه‌خانه به‌ازای مترمکعب فاضلاب مورد تصفیه در شهر کرمانشاه برابر 21/0دلار به مترمکعب فاضلاب تصفیهشده به‌دست آمد، مشاهده میشود که هزینة بهره‌برداری سالیانه در سیستم‌های مورد بررسی رودریگوز و همکارانش تقریباً برابر با نیمی از هزینة کل ایجاد تصفیه‌خانه به ازای مترمکعب فاضلاب مورد تصفیه در شهر کرمانشاه است. علت این موضوع را می‌توان در مانیتورینگ بالا در سیستم‌های مورد مطالعه رودریگوز و همکارانش جویا شد. همچنین، در این مطالعه میزان هزینة بهره‌برداری سالیانه در تصفیه‌خانة 5 با سیستم لجن فعال و دبی بهره‌برداری 14722 مترمکعب در روز برابر 248/0 دلار به مترمکعب فاضلاب تصفیهشده و در تصفیه‌خانة 7 با سیستم لجن فعال و دبی بهره‌برداری 13681مترمکعب در روز برابر 2879/0 دلار به مترمکعب فاضلاب تصفیهشده است [13]. با توجه به نزدیک‌بودن دبی بهره‌برداری در این دو تصفیه‌خانه با تصفیه‌خانة اسلام‌آباد تفاوت بیش از بیست برابری در هزینة بهره‌برداری سالیانة این سیستم‌ها در مقایسه با یکدیگر به‌دست آمد. دلایل عمدة این تفاوت را می‌توان به هزینة بیشتر مانیتورینگ، دفع زائدات و مصرف انرژی در سیستم‌های لجن فعال نسبت داد.
بیشترین سود محیط‌زیستی حاصل از تصفیة فاضلاب به ازای مترمکعب فاضلاب تصفیهشده در این مطالعه مربوط به تصفیه‌خانة اسلام‌آباد و سپس به‌ترتیب تصفیهخانههای گیلان‌غرب و کرمانشاه است. کل مزایای محیط‌زیستی حاصل از حذف مواد آلی در تصفیهخانههای استان برابر 3004/0دلار بر مترمکعب فاضلاب تصفیهشده به‌دست آمد.
در بررسی جزئی‌تر نسبت هزینه- اثربخشی در تصفیه‌خانة فاضلاب شهر اسلام‌آباد با ثابت درنظرگرفتن هزینه‌ها می‌توان گفت که کاهش بیماری‌های اسهال ساده و اسهال خونی در این شهر اثر مثبت 7/8 درصدی در این نسبت داشته است. همچنین، تأثیر سود محیط‌زیستی حاصل از این تصفیه‌خانه بر نسبت هزینه- اثربخشی تقریباً 87 درصد بود. با توجه به اینکه در محاسبة نسبت هزینه- اثربخشی بهترین حالت برای مقدار کارایی در فرمول محاسبات برابر یک است و این مقدار زمانی به‌دست می‌آید که تصفیه‌خانه با راندمان 100 درصد کار کند و ذکر این نکته که این وضعیت ایده‌آل در هیچ‌یک از تصفیهخانههای مورد مطالعه مشاهده نشده است و دستیابی به این هدف ایده‌آل کمی سخت است، می‌توان به این نتیجه رسید که راندمان موجود در تصفیهخانهها باعث کاهش نسبت هزینه- اثربخشی میشود. در تصفیه‌خانة فاضلاب شهر اسلام‌آباد این اثر برابر 50 درصد است. همچنین، می‌توان گفت که با افزایش راندمان کل این تصفیه‌خانه از مقدار 67 درصد به 90 درصد می‌توان حداقل 91/34 درصد نسبت هزینه- اثربخشی را افزایش داد.
در بررسی جزئی‌تر نسبت هزینه- اثربخشی در تصفیه‌خانة فاضلاب شهر کرمانشاه با ثابت درنظرگرفتن هزینه‌ها می‌توان بیان کرد که سود ناشی از کاهش بیماری تیفویید اثر مثبت 4 درصدی در این نسبت داشته است. اثر منفی راندمان بر نسبت هزینه- اثربخشی در این تصفیه‌خانه برابر 36درصد است. همچنین، می‌توان گفت که با افزایش راندمان کل این تصفیه‌خانه از مقدار 41/73 درصد به 90 درصد می‌توان حداقل 33/22 درصد نسبت هزینه- اثربخشی را افزایش داد.
در بررسی جزئی‌تر نسبت هزینه- اثربخشی در تصفیه‌خانة فاضلاب شهر گیلان‌غرب می‌توان مشاهده کرد که افزایش معنادار بیماری اسهال ساده هزینة زیادی را به جامعه تحمیل می‌کند و این مسئله اثر منفی 58 درصدی در نسبت هزینه- اثربخشی داشته است. در صورتی که این هزینه به جامعه تحمیل نمی‌شد، نسبت هزینه- اثربخشی در این تصفیه‌خانه برابر 435/0 به‌دست می‌آمد. در این‌صورت پس از تصفیه‌خانة اسلام‌آباد بهترین هزینه- اثربخشی را به خود اختصاص می‌داد. در رابطه با سود محیط‌زیستی حاصل از این تصفیه‌خانه می‌توان بیان کرد که این پارامتر توانسته اثر منفی و زیاد افزایش بیماری اسهال را خنثی کند، زیرا در غیر این‌صورت نسبت منافع به هزینه‌ها در این شهر منفی به‌دست می‌آمد. اثر منفی راندمان بر نسبت هزینه- اثربخشی در این تصفیه‌خانه برابر 66/25 درصد است. همچنین، می‌توان گفت که با افزایش راندمان کل این تصفیه‌خانه از مقدار 71/79 درصد به 90 درصد می‌توان حداقل 83/0 درصد نسبت هزینه- اثربخشی را افزایش داد.
تشکر و قدردانی
این مقاله منتج از پایان‌نامة کارشناسی‌ارشد است. همچنین، نویسندگان بر خود لازم می‌دانند مراتب تشکر و تقدیر خود را از مدیرعامل محترم شرکت آب و فاضلاب استان کرمانشاه و کارکنان و پرسنل زحمتکش آن شرکت و مسئولان محترم تصفیهخانههای فاضلاب شهرهای کرمانشاه، پاوه، سرپل‌ذهاب، اسلام‌آباد غرب، قصرشیرین و گیلان‌غرب در مراحل آزمایش و جمع‌آوری اطلاعات ابراز دارند.
)