Optymalizacja procesów biologicznych w oczyszczalni ścieków typu SBR

• Autorzy: Piotrowski R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2018.9.6

Warianty tytułu

EN

Optimisation of biological processes in the SBR wastewater treatment plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biologiczna oczyszczalnia ścieków jest skomplikowanym systemem sterowania. Jednym z istotnych i kosztownych procesów tam zachodzących jest napowietrzanie ścieków. Prawidłowy jego przebieg ma decydujący wpływ na stopień oczyszczenia ścieków i koszty operacyjne pracy oczyszczalni. W związku z tym prowadzone są prace badawcze nad optymalizacją procesów biologicznych, pozwalającą redukować koszty, np. zużycie energii. W artykule opracowano model decyzyjny, a następnie rozwiązano zadanie optymalizacji - wyznaczenia optymalnej wartości zadanej stężenia tlenu. W badaniach symulacyjnych przedstawiono wyniki optymalizacji dla oczyszczalni ścieków typu SBR.

EN

A biological wastewater treatment plant is a complex control system. One of the important and costly processes is the aeration of wastewater. The correct of the process has a decisive influence on the degree of sewage treatment and the operating costs of the treatment plant. Therefore, research works are being carried out on optimisation of biological processes, allowing to reduce costs, e.g. energy consumption. In the paper, a decision model was developed and then the task of optimization - determining the optimal set point of dissolved oxygen was solved. In the simulation studies the optimization results for wastewater treatment plant type SBR were presented.

Słowa kluczowe

PL

systemy nieliniowe; optymalizacja; stężenie tlenu; napowietrzanie; biologiczna oczyszczalnia ścieków

EN

nonlinear systems; optimization; dissolved oxygen; aeration; biological wastewater treatment plant

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 9
• Strony: 343--347
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piotrowski R.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Polska

Bibliografia

• [1] Arabas J. 2001. „Wykłady z algorytmów ewolucyjnych”. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• [2] Åström K.J., Wittenmark B. 2008. ,Adaptive control. Second edition”. Addison-Wesley, New York Prentice Hall.
• [3] Błaszkiewicz K., Piotrowski R., Duzinkiewicz K. 2014. „A Model-Based Improved Control of Dissolved Oxygen Concentration in Sequencing Wastewater Batch Reactor”. Studies in Informatics and Control, 23 (4): 323-332.
• [4] Boggs P.T. (editor) (1995). „Sequential quadratic programming”. Acta Numerica, (4): 1-51.
• [5] Bournazou M.N., Hooshiar K., Arellano-Garcia H., Wozny G., Lyberatos G. 2013. „Model based optimization of the intermittent aeration profile for SBRs under partial nitrification”. Water Research, 47 (10): 3399-3410.
• [6] Cytawa S., Dereszewska A. 2012. „Zastosowanie sondy do pomiaru zawartości azotu amonowego i azotanowego jako elementu sterowania procesem oczyszczania ścieków”. Ekonomia i Zarządzanie, 4 (1): 127-136.
• [7] Fan L., Xie Y. 2011. „Optimization Control of SBR Wastewater Treatment Process Based on Pattern Recognition”. Procedia Environmental Sciences, (10): 20-25.
• [8] Flores-Tlacuahuac A., Pedraza-Segura L. 2016. „Optimal model-based aeration control policies in a sequencing batch reactor”. Computers and Chemical Engineering, (85): 124-135.
• [9] Henze M., Gujer W., Mino T., Matsuo T., Wentzel M.C., G.v.R. Marais, M.C.M. van Loosdrecht. 1999. „Activated Sludge Model No. 2d, ASM2d”. Water Science and Technology, 39 (1): 165-182.
• [10] Hirsch P., Piotrowski R., Duzinkiewicz K., Grochowski M. 2016. „Supervisory Control System for Adaptive Phase and Work Cycle Management of Sequencing Wastewater Treatment Plant”. Studies in Informatics and Control, 25 (2): 153-162.
• [11] Lorenc J., Pinkasewicz M. 2016. „Optymalizacja pracy biologicznej oczyszczalni typu SBR”. Praca dyplomowa, Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki.
• [12] Piotrowski R., Skiba A. 2015. „Nonlinear Fuzzy Control System for Dissolved Oxygen with Aeration System in Sequencing Batch Reactor”. Information Technology and Control, 44 (2): 182-195.
• [13] Piotrowski R., Hirsch P., Lorenc J. 2018. „Comparison of Algorithms for Hybrid Nonlinear Optimization Problem in Biological Wastewater Treatment Plant”. Proc. of the 8th International Interdisciplinary PhD Workshop - 12PhDW 2018, May 9-12, 2018, Świnoujście, Poland.
• [14] San Martin J.A.D., Bournazou M.N., Neubauer P., Barz T. 2014. ,,Mixed integer optimal control of an intermittently aerated sequencing batch reactor for wastewater treatment”. Computers and Chemical Engineering, (71): 298-306.
• [15] Simba, http://www.ifak-system.com/en/environmental-simulation/simba/ dostęp 1.07.18.
• [16] Wu X., Zhu J., Cheng J., Zhu N. 2015. „Optimization of three operating parameters for a twostep fed sequencing batch reactor (SBR) system to remove nutrients from swine wastewater”. Applied Biochemistry and Biotechnology, 175 (6): 2857-2871.

Uwagi

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