بهينه‌سازي طراحي جامع تصفيه‌خانه و شبكه جمع‌آوري فاضلاب خانگي با الگوريتم بهينه‌سازي جامعه مورچگان

Optimization of Integrated Design of Wastewater Treatment and Sanitary Sewer Network Using Ant Colony Optimization Algorithm

در اين تحقيق با به‌كارگيري الگوريتم بهينه‌سازي جامعه مورچگان, روشي ابتكاري بر مبناي قضاوت مهندسي براي حل مسيله طراحي جامع بهينه تصفيه‌خانه و شبكه جمع‌آوري فاضلاب خانگي ارايه شد. طراحي جامع بهينه شامل يافتن جانمايي بهينه تصفيه‌خانه و شبكه و ابعاد بهينه شبكه جمع‌آوري فاضلاب خانگي است. طراحي جامع تصفيه‌خانه و شبكه جمع‌آوري فاضلاب خانگي كاري پرهزينه است و بنابراين طراحي بهينه و كم هزينه آن نيازمند مدل‌سازي مسيله در قالب يك مسيله بهينه‌سازي است. مسيله طراحي جامع بهينه تصفيه‌‌خانه و شبكه جمع‌آوري فاضلاب يك مسيله پيچيده غير خطي مختلط اعداد صحيح است كه حل آن با روشهاي مرسوم امكان‌پذير نيست. در اين تحقيق با استفاده از الگوريتم بهينه‌سازي جامعه مورچگان و ارايه روشي ابتكاري، مسيله نمونه‌اي حل و نتايج با نتايج حاصل از به‌كارگيري الگوريتم ژنتيك مقايسه شد. نتايج نشان‌ داد كه روش پيشنهادي, روشي مناسب در حل مسيله طراحي جامع بهينه تصفيه‌خانه و شبكه جمع‌آوري فاضلاب خانگي است.

In this paper a heuristic method with ad-hoc engineering concept is proposed for design optimization of integrated wastewater treatment and sanitary sewer network using ant colony optimization algorithm. The optimal design of integrated wastewater treatment and sewer network requires that the wastewater treatment location, layout and size of sewer network are optimally determined. The problem of finding the optimal design of integrated wastewater treatment and sanitary sewer network is an expensive task that should be formulated as an optimization problem if an optimal least cost design is required. This problem is a highly constrained Mixed-Integer Nonlinear Programming (MINLP) problem presenting a challenge even to conventional methods. In this paper an efficient heuristic method with ad-hoc engineering concept using ant colony optimization algorithm is proposed and used to solve hypothetical test example and the results are presented and compared with those of obtained with using genetic algorithm. The results indicate the effectiveness and efficiency of the proposed method to optimally solve the problem of optimal design of integrated wastewater treatment and sewer network.