Flow Parameters Effects on Aerobic Biodegradation of Pollutants in Sewer System

• Autorzy: Łagód G. , Sobczuk H. , Suchorab Z. , Widomski M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ napełnienia kolektora kanalizacji grawitacyjnej na przebieg tlenowych procesów biodegradacji zanieczyszczeń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The interceptor of urban wastewater should be treated as a collector and transporter of sewage and also as a bioreactor, with a continuous inflow, growth and washing out of biomass. Specific sewage biodegradation processes were described by suitable mathematical models of biomass growth and decay. For given system it is possible to compose the matrix of integrated process of organic substance transformation in the gravitational sewer system. Numerical model based on described processes contains stoichiometric and kinetic parameters of sewage biodegradation appropriate to living microfauna of saprobionts as a biological processing factor in sewer pipe and a precursor of activated sewage sludge in wastewater treatment plant. Complete numerical implementation of a model includes also a module of sewer channel hydrodynamic calculation based on Saint-Venant equation. As a last part of necessary modules advection-dispersion equation is used. This kind of model, makes it possible to demonstrate the changes of pollutants load change to the wastewater treatment plant through interceptor of a sewage system. It can be also used to predict influence of combined sewer overflows on receiving waters. This paper, based on the previous achievements is a case study to create a model describing the process of self-purification of urban sewage running in gravitational sewer in the presence of saprobiontic microfauna.

PL

W grawitacyjnych systemach kanalizacyjnych zachodzą procesy zarówno fizyczne, chemiczne, jak i biologiczne. Biodegradacja oecieków, prowadząca do rzeczywistego ubytku ładunku zanieczyszczeń podczas ich przepływu w kanalizacji, jest ważnym procesem zmieniającym ilooeć i jakość niesionych zanieczyszczeń. Stąd też kolektor grawitacyjny powinien być traktowany zarówno jako tlenowo-beztlenowy reaktor biologiczny, jak i urządzenie do zbierania i transportu oecieków. W prezentowanej pracy proces biodegradacji ścieków opisano za pomocą modelu matematycznego wzrostu i rozwoju populacji mikroorganizmów, który stanowi człon źródłowy w równaniu dwekcji-dyspersji. Parametry hydrodynamiczne powiązane z wysokością napełnienia kolektora grawitacyjnego systemu kanalizacyjnego, wykorzystywane w symulacjach, są obliczane za pomocą równania Saint-Venanta. Prezentowany model może być pomocny podczas określania dynamiki zmian ładunków zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni poprzez kolektory systemu kanalizacyjnego oraz prognozowania oddziaływania przelewów burzowych na wody odbiornika.

Słowa kluczowe

EN

sewer; physico-chemical sewage parameters; microbial transformation modelling

PL

błona biologiczna; kanalizacja grawitacyjna; biodegradacja ścieków w kanalizacji

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 18, nr 7
• Strony: 865--876
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Łagód G.

autor

Sobczuk H.

autor

Suchorab Z.

autor

Widomski M.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20–618 Lublin, Poland,

Bibliografia

• [1] Pomeroy R. D. and Parkhurs J. D.: Self-purification in Sewers. VI Int. Conf., Advance in Water Pollution Research – Jerusalem. Pergamon Press, Oxford–New York–Toronto–Sydney–Braunschweig 1973, 291–308.
• [2] Stelmach K.: Charakterystyka przemian BZT5 i związków fosforu w sieci kanalizacji sanitarnej. II Ogólnopolska Konferencja “Chemia w ochronie środowiska”, Wyd. Polit. Lubelskiej, Lublin, 1993, pp. 173–177.
• [3] Stelmach K., Malicki J. and Bonetyński K.: Kolektory – rozcieńczanie czy redukcja BZT5 i biogenów. Materiały Międzynarod. Konf. Nauk.-Techn., Współczesne problemy gospodarki wodno-ściekowej, Wyd. WSI Koszalin, Koszalin–Kołobrzeg, 1995, pp. 429–434.
• [4] Almeida M.C., Butler D. and Davies J.W.: Modelling in-sewer changes in wastewater quality under aerobic conditions. Water Sci. Technol. 1999, 39(9), 63–71.
• [5] Ashley R.M., Hvitved-Jacobsen T. and Bertrand-Krajewski J.: Quo vadis sewer process modeling?. Water Sci. Technol. 1999, 39(9), 9–22.
• [6] Huisman J.L.: Transport and transformation process in combined sewers. IHW Schriftenreihe 2001, 10, 1–180.
• [7] Hvitved-Jacobsen T.: Sewer Processes. Microbial and Chemical Process Engineering of Sewer Networks. CRC PRESS, Boca Raton–London–New York–Washington 2002.
• [8] Warith M.A., Kennedy K. and Reitsma R.: Use of sanitary sewers as wastewater pre-treatment systems. Waste Manage. 1998, 18, 235–247.
• [9] Łagód G.: Modelowanie procesów biodegradacji ścieków w kolektorach kanalizacji grawitacyjnej. Praca doktorska, Lublin 2007.
• [10] Hvitved-Jacobsen T., Vollertsen J. and Nielsen P.H.: A process and model concept for microbial wastewater transformations in gravity sewers. Water Sci. Technol. 1998, 37(1), 233–241.
• [11] Henze M., Gujer W., Mino T. and van Loosdrecht M.: Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3, IWA task group on mathematical modelling for design and operation of biological wastewater treatment. IWA Publishing, London 2002.
• [12] Hvitved-Jacobsen T., Vollertsen J. and Nielsen P.H.: Koncepcja procesu i modelu dla przemian mikrobiologicznych zachodzących w ściekach w kanalizacjach grawitacyjnych. Mater. Międzynarod. Konf. Nauk.-Techn. nt. Usuwanie związków biogennych ze ścieków, Kraków 1997, pp. 227–239.
• [13] Shanahan P., Borchardt D., Henze M., Rauch W., Reichert P., Somlyódy L. and Vanrolleghem P.: River water quality mode No.1: I Modelling approach. Water. Sci. Technol. 2001, 43(5), 1–9.
• [14] Łagód G., Sobczuk H. and Suchorab Z.: Modelowanie procesów samooczyszczania ścieków, [in:] II Kongres Inżynierii środowiska, Monografie Komitetu Inżynierii środowiska PAN 2005, 32, 825–833.
• [15] Łagód G. and Sobczuk H.: Modelowanie wpływu napełnienia kolektora kanalizacji grawitacyjnej na przebieg tlenowych procesów biodegradacji ścieków. Proc. ECOpole 2007, 1(1/2), 181–186.
• [16] Vollertsen J. and Hvitved-Jacobsen T.: Stoichiometric and kinetic model parameters for microbial transformations of suspended solids in combined sewer systems. Water Res. 1999, 33, 3127–3141.
• [17] Dąbrowski W.: Oddziaływanie sieci kanalizacyjnych na środowisko. Wyd. Politechn. Krakowskiej, Kraków 2004.
• [18] Szymkiewicz R.: Modelowanie matematyczne przepływów w rzekach i kanałach. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2000.
• [19] Zoppou C.: Review of urban storm water models. Environ. Modell. Software 2001, 16, 195–231.
• [20] Łagód G., Sobczuk H. and Suchorab Z.: Modelling of pollutants biodegradation in gravity sewer system. Ecol. Chem. Eng. A 2008, 15(11), 1283–1291.