Modelowanie pracy bioreaktora typu SBR za pomocą symulatora GPS-X

• Autorzy: Jaromin-Gleń K. M. , Piotrowicz A. , Łagód G.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2014.8(1)022

Warianty tytułu

EN

SBR bioreactor modelling with the GPS-X simulator

• Konferencja: ECOpole’13 Conference (23-26.10.2013, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Najistotniejsze z punktu widzenia eksploatatorów oczyszczalni ścieków jest uzyskanie maksymalnej skuteczności oczyszczania przy jak najniższych nakładach finansowych. Współcześnie w dążeniu do takiego celu pomocne stają się programy komputerowe pracujące w oparciu o modele matematyczne odzwierciedlające kinetykę i stechiometrię procesów oczyszczania ścieków. Opracowanie modelu istniejącej w rzeczywistości oczyszczalni umożliwia wprowadzenie do pierwotnej technologii i przetestowanie różnych modyfikacji przy niewielkich nakładach finansowych i bez ryzyka wprowadzenia zaburzeń w realnie działających urządzeniach. Takie podejście do tematu pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze, a co najważniejsze nie wpływa negatywnie na środowisko naturalne. W pracy wykorzystany został program komputerowy GPS-X firmy Hydromantis (wersja 5.0), bazowym modelem matematycznym do opisu procesów realizowanych metodą osadu czynnego był model ASM2d. W ramach opracowania przedstawiono model komputerowy wykonany w oparciu o reaktor typu SBR (Sequencing Batch Reactor), pracujący w warunkach laboratoryjnych, oraz wyniki symulacji procesów oczyszczania ścieków miejskich przeprowadzonych przy jego wykorzystaniu. Zaprezentowano także uzyskane wartości rzeczywistej i modelowanej sprawności oczyszczania ścieków miejskich w nawiązaniu do obowiązujących wymogów prawnych.

EN

The most important issue from the point of view of the WWTP operator is to obtain the highest efficiency of treatment with the lowest financial outlays. At present, the achievement of such a goal can be aided by computer programs that make use of mathematical models which reflect the kinetics and the stoichiometry of wastewater treatment processes. Constructing the model of an existing WWTP makes it possible to introduce to the present technology and examine many modifications that do not require great financial costs and do not cause disturbances in the on-going processes. Such an approach allows saving both time and money, and what is more important, it does not have negative influence on the natural environment. In the research the GPS-X software package was used and for the description of the processes involving activated sludge method the ASM2d model was applied. Within the study was presented the computer model approximating the operation of the SBR type reactor together with the results of the simulation concerning municipal sewage treatment processes. The real and the modelled treatment efficiency values with reference to the mandatory legal regulations were also shown.

Słowa kluczowe

PL

reaktor typu SBR; ścieki komunalne; sprawność oczyszczania ścieków; modelowanie; GPS-X

EN

SBR reactor; municipal sewage; treatment efficiency; modelling; GPS-X

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 8, No. 1
• Strony: 173--179
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jaromin-Gleń K. M.

• Instytut Agrofizyki, Polska Akademia Nauk, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, tel. [phone]

autor

Piotrowicz A.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

autor

Łagód G.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Dürrenmatt DJ, Gujer W. Data-driven modeling approaches to support wastewater treatment plant. Environ Modell Softw. 2012;30:47-56. DOI: 10.1016/j.envsoft.2011.11.007.
• [2] Mannina G, Cosenza A, Viviani G. Uncertainty assessment of a model for biological nitrogen and phosphorus removal: Application to a large wastewater treatment plant. Phys Chem Earth. 2012;42-44:61-69. DOI: 10.1016/j.pce.2011.04.008.
• [3] Kusiak A, Zeng Y, Zhang Z. Modeling and analysis of pumps in a wastewater treatment plant: A data-mining approach. Eng Appl Artif Intel. 2013;26:1643-1651. DOI: 10.1016/j.engappai.2013.04.001.
• [4] Cosenza A, Mannina G, Vanrolleghem PA, Neumann MB. Global sensitivity analysis in wastewater applications: A comprehensive comparison of different methods. Environ Modell Softw. 2013;49:40-52. DOI: 10.1016/j.envsoft.2013.07.009.
• [5] Pomiès M, Choubert JM, Wisniewski C, Coquery M. Modelling of micropollutant removal in biological wastewater treatments: A review. Sci Total Environ. 2013;443:733-748. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2012.11.037.
• [6] Nuhoglu A, Keskinler B, Yildiz E. Mathematical modelling of the activated sludge process - the Erzincan case. Process Biochem. 2005;40:2467-2473. DOI: 10.1016/j.procbio.2004.09.011.
• [7] Devesa F, Comas J, Turon C, Freixò A, Carrasco F. Poch M. Scenario analysis for the role of sanitation infrastructures in integrated urban wastewater management. Environ Modell Softw. 2009;24:371-380. DOI: 10.1016/j.envsoft.2008.08.003.
• [8] Nasr MS, Moustafa MAE, Seif HAE, Kobrosy Gel. Modelling and simulation of German BIOGEST/EL-AGAMY wastewater treatment plants - Egypt using GPS-X simulator. Alex Eng J. 2011;50:351-357. DOI: 10.1016/j.aej.2011.05.003.
• [9] Ontiveros GA, Campanella EA. Environmental performance of biological nutrient removal processes from a life cycle perspective. Bioresour Technol. 2013;150:506-512. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.08.059.
• [10] Abdel-Kader AM. Studying the efficiency of grey water treatment by using rotating biological contactors system. J King Saud Univ - Eng Sci. 2013;25:89-95. DOI: 10.1016/j.jksues.2012.05.003.
• [11] Zeng M, Soric A, Roche N. Calibration of hydrodynamic behavior and biokinetics for TOC removal modeling in biofilm reactors under different hydraulic conditions. Bioresour Technol. 2013;144:202-209. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.06.111.
• [12] Hydromantis, 2006. GPS-X Version 5.0. Hydromantis Inc., Ontario.
• [13] Brun R, Kühni M, Siegrist H, Gujer W, Reichert P. Practical identifiability of ASM2d parameters - systematic selection and tuning of parameter subsets. Water Res. 2002;36:4113-4127. DOI: 10.1016/S0043-1354(02)00104-5.
• [14] Serralta J, Ferrer J, Borrás L, Seco A. An extension of ASM2d including pH calculation. Water Res. 2004;38:4029-4038. DOI: 10.1016/j.watres.2004.07.009.
• [15] Pai TY, Tsai YP, Chou YJ. Chang HY. Leu HG. Ouyang CF. Microbial kinetic analysis of three different types of EBNR process. Chemosphere. 2004;55:109-118. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2003.09.048.
• [16] García-Usach F, Ribes J, Ferrer J, Seco A. Calibration of denitrifying activity of polyphosphate accumulating organisms in an extended ASM2d model. Water Res. 2010;44:5284-5297. DOI: 10.1016/j.watres.2010.06.061.
• [17] Hao X, Wang Q, Cao Y, van Loosdrecht MCM. Evaluating sludge minimization caused by predation and viral infection based on the extended activated sludge model No. 2d. Water Res. 2011;45:5130-5140. DOI: 10.1016/j.watres.2011.07.013.
• [18] Barat R, Montoya T, Seco A, Ferrer J. Modelling biological and chemically induced precipitation of calcium phosphate in enhanced biological phosphorus removal systems. Water Res. 2011;45:3744-3752. DOI: 10.1016/j.watres.2011.04.028.
• [19] Jaromin-Gleń KM, Łagód G. Sprawność usuwania wybranych zanieczyszczeń ze ścieków miejskich w laboratoryjnym bioreaktorze typu SBR. Proc ECOpole. 2013;7(1):357-363. DOI: 10.2429/proc.2013.7(1)048.
• [20] Jaromin-Gleń KM, Łagód G. Ocena pracy laboratoryjnego reaktora typu SBR na tle założeń projektowych. Proc ECOpole. 2013;7(2):609-615. DOI: 10.2429/proc.2013.7(2)080.
• [21] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU 2006.137.984 z późn. zm.).