Statistical process control of removal of nitrogen compounds in the wastewater treatment plant in Krosno

• Autorzy: Wąsik E. , Jurík L. , Chmielowski K. , Operacz A. , Bugajski P.

Identyfikatory

DOI

10.14597/infraeco.2017.4.2.128

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the paper was to determine the possibility of the use of Shewhart control charts to monitor changes in the forms of nitrogen, showing the quality of wastewater discharged from the wastewater treatment plant in Krosno in the years 2010-2015. The performed statistical analysis showed the highest number of cases of elevated nitrate nitrogen and/or ammonium nitrogen when the temperature of treated wastewater was below 8-9°C. This low temperature resulted in adverse effect on the activity of bacteria that were involved in biological removal of nitrogen. It was found that in the winter months, the second stage of nitrifying bacteria responsible for oxidation of nitrite to nitrate, exhibited higher activity than the denitrifying bacteria. Graphical presentation of total nitrogen content using control charts for the mean of the process revealed the exceedance of the upper specification line (USL = 10 mgN_tot·dm-3) in the months from December to April. It was observed that the total nitrogen removal process in the months from June to November was stable with a very high 90% reduction in biogenic activity. The obtained results confirm the efficacy of control charts as a tool which can easily be applied in the statistical process control of total nitrogen removal in municipal wastewater treatment plants.

Słowa kluczowe

EN

control chart; biogenic compounds; wastewater treatment plant

• Wydawca: Stowarzyszenie Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2017
• Tom: nr IV/2
• Strony: 1699--1711
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wąsik E.

• Department of Sanitary Engineering and Water Management University of Agriculture in Kraków, Al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Poland, phone number: [phone]

autor

Jurík L.

• Department of Water Resources and Environmental Engineering, Slovak University of Agriculture in Nitra, Tr. A. Hlinku 2, 949 76 Nitra, Slovakia, phone number: [phone]

autor

Chmielowski K.

• Department of Sanitary Engineering and Water Management University of Agriculture in Kraków, Al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Poland

autor

Operacz A.

• Department of Sanitary Engineering and Water Management University of Agriculture in Kraków, Al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Poland

autor

Bugajski P.

• Department of Sanitary Engineering and Water Management University of Agriculture in Kraków, Al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Bartoszewski, K. at al. (1997). Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków. Kraków, Poznań, PZITS Oddział w Poznaniu, LEM s.c.
• Bartoszewski, K., Bicz, W., Dymaczewski, Z., Jaroszyński, T., Kujawa, K., Lemański, J., Łomotowski, J., Nalberczyński, A., Niedzielski, W., Oleszkiewicz, J., Sawicki, M., Sozański, M., Urbaniak, A., Wasilewsk,i M., (2011). Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków, Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Poznań.
• Box, G.E.P., Jenkins, G.M., (1983). Analiza szeregów czasowych. Prognozowanie i sterowanie. Warszawa: PWN.
• Bugajski, P., (2011). Wpływ temperatury ścieków na wielkość wybranych wskaźników zanieczyszczeń z oczyszczalni działającej w układzie sekwencyjnym SBR. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, nr 2, 7-15.
• Chmielowski, K., Ślizowski, R., (2009). Ocena skuteczności usuwania zanieczyszczeń w oczyszczalni ścieków w Tarnowie. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, nr 5, 137-146.
• Chmielowski, K., Ślizowski, R., (2010). Ocena skuteczności oczyszczania ścieków w oczyszczalni ścieków w Nowym Sączu - Wielopolu. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, nr 2, 155-167.
• Directive ... 1991. Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 regarding urban wastewater treatment (OJ L 135, 30.05.1991, p. 40, as amended, Journal of Laws of the European Union, Polish Edition, Ch. 15, vol. 2, p.26).
• Hao X., Hejnen, J. J., van Loosdrecht, M. C .M., (2002). Model-based evaluation of temperature and inflow variations on a partial nitrification - ANAMMOX biofilm process, Wat. Res., 36, 4839-4849.
• Kaczor, G., (2008). Wpływ temperatury powietrza na temperaturę ścieków w kanalizacji i reaktorze biologicznym. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, nr 3, 129-137.
• MPGK Krosno, 2017. http://www.ekrosno.pl/holding/mpgk/zaklad_ wodociagow_ i_kanalizacji /oczyszczalnia [retrieved: 01.03.2017].
• Standard…1996. PN-ISO 8258+AC1: 1996. Shewhart control charts.
• Permit ... 2012. Water and Legal Permit issued by the Marshal of the Podkarpackie Province, of 31 July 2012.
• Regulation ... 2006. Regulation of the Minister of the Environment of 24 July 2006 on the conditions to be met when discharging sewage into water or soil and on substances particularly harmful to the aquatic environment. Journal of Laws 2006 No. 137 pos. 984.
• Regulation ... 2014. Regulation of the Minister of the Environment of 18 November 2014 on the conditions to be met when discharging sewage into water or soil and on substances particularly harmful to the aquatic environment. Journal of Laws 2014 pos. 1800.
• Sadecka, Z. (2010). Podstawy biologicznego oczyszczania ścieków. Wyd. SeidelPrzywecki Sp. z o.o., Wydanie I, Warszawa.
• Shewhart, W.A. (1981). Economic Control of Quality of Manufactured Products. Van Nostrand, New York, Reprint: American Society for quality control, Milwaukee, WI.
• SPGK Sanok, 2013. http://jrp.spgk.com.pl/realizacja-projektu [retrieved: 01.02.2017].
• Stanisz A., Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny, Wyd. StatSoft Polska, Kraków, 2006.
• StatSoft, 2017. Internetowy Podręcznik Statystyki PL. Kraków http://www.statsoft.pl/ textbook/stathome.html [retrieved: 15.02.2017].
• Ślizowski, R., Chmielowski, K., (2008). Skuteczność zmniejszenia zanieczyszczeń ścieków w oczyszczalni „Kujawy”. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, nr 2, 195-204.
• Wąsik, E., Chmielowski, K., Operacz, A. (2017). PCA jako narzędzie eksploracji danych charakteryzujących pracę komór nitryfikacji oczyszczalni ścieków w Trepczy, Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus, 16(1)2017, 209-222, DOI: 10.15576/ASP.FC/2017.16.1.2009
• Multi-year investment plan of Sanockie Przedsiębiorstwo Gospodarki Komunalnej Ltd. titled “Improvement of water and sewage management in the Sanok agglomeration”, Annex to Resolution No. XXXV/271/08 of Sanok City Council of 25 November 2008, http://bip.um.sanok.pl [retrieved: 15.03.2016].
• WIOŚ Rzeszów, 2015. http://www.wios.rzeszow.pl/wp-content/uploads/2015/05/ wykaz_ oczyszczalni_2015.pdf [retrieved: 01.03.2017].
• Yao, Q., Peng, D-C., (2017). Nitrite oxidizing bacteria (NOB) dominating in nitrifying community in full scale biological nutrient removal wastewater treatment plants, AMB Expr, 7-25, DOI 10.1186/s13568-017-0328-y
• Annex …1991. Annex I. Requirements for municipal wastewater. Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 regarding urban wastewater treatment (OJ L 135, 30.05.1991, p. 40, as amended, Journal of Laws, Polish Edition, Ch. 15, vol. 2, p.26)
• Annex …2010. Annex 6 to the Regulation č. 269/2010. NARIADENIE VLÁDY Slovenskej republiky z 25. mája 2010, ktorým sa ustanovujú požiadavky na dosiahnutie dobrého stavu vôd, Limitné hodnoty ukazovateľov znečistenia vypúšťaných odpadových vôd a osobitných vôd.
• Zhu, G.B., Peng, Y.Z., Li, B.K., Guo, J.H., Yang, Q., Wang, S.Y., (2008). Biological removal of nitrogen from wastewater. In: Whitacre D (ed) Reviews of environmental contamination and toxicology, vol 192. Springer, New York, 159-195.
• Web references
• https://pl.climate-data.org/location/716855 [retrieved: 01.03.2017].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).