Tworzenie szeregów czasowych natężenia dopływu i parametrów jakości ścieków na potrzeby symulacji pracy oczyszczalni komunalnych

• Autorzy: Sobota J. , Szetela R.

Warianty tytułu

EN

Simulating the performance of municipal wastewater treatment plants: Generation of the time series of inflow rate and quality parameters of the wastewater

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Możliwość tworzenia szeregów czasowych wejść oczyszczalni komunalnych, opisujących z godzinowym krokiem wartości natężenia przepływu i stężeń zanieczyszczeń dopływających ścieków, jest istotna w zagadnieniach projektowania i eksploatacji procesów oczyszczania ścieków. W pracy przedstawiono propozycje metody tworzenia takich wejść. Jej istotą jest wyodrębnienie z surowych przebiegów czasowych odpowiednich składowych deterministycznych (uśrednionych dobowych i rocznych "szkieletów" natężenia dopływu i stężenia zanieczyszczeń) i losowych, których modele są budowane osobno, a ich połączenie daje model generatora wejść. Wykazano, że generator dobrze naśladuje charakterystyczną zmienność sezonową, dobową i godzinową wejść oczyszczalni. Pozwala to na jego zastosowanie w analizach symulacyjnych, służących optymalizacji procesów technologicznych i strategii ich sterowania. Obecnie w większości oczyszczalni brak jest odpowiednio bogatych, kilkuletnich zbiorów danych źródłowych, obejmujących charakterystykę jakości ścieków surowych, niezbędnych do opracowania odpowiedniego generatora wejść. Na potrzeby takich przypadków zaproponowano metodologię alternatywną, wykorzystującą stwierdzone zależności korelacyjne pomiędzy średnim dobowym natężeniem dopływu ścieków i średnimi dobowymi wartościami wskaźników zanieczyszczeń ścieków surowych.

EN

The potentiality for generating the time series of the inputs for municipal wastewater treatment plants such that describe, in hourly steps, the flow rates and concentrations of pollutants in the influent wastewater stream is of importance to the design and control of wastewater treatment processes. In this paper, a method is proposed for the generation of such inputs. The method consists in separating from the raw time series appropriate deterministic (averaged daily and annual 'skeletons' of inflow rate and pollutant concentrations) and stochastic components; their models are constructed separately, and the combination of those models produces the model of the input generator. The generator well imitates the characteristic seasonal, daily and hourly variability of the inputs for the wastewater treatment plant and can therefore be applied to simulation analyses aimed at optimizing technological processes and relevant control strategies. Presently, only few wastewater treatment plants in Poland are in possession of comprehensive data sets including the characteristic of raw wastewater quality recorded for several years, which are needed when designing an input generator. With these thoughts in mind, an alternative methodology is proposed, where use is made of the correlations between the average daily rate of wastewater inflow and the average daily concentrations of the pollutants in raw wastewater.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczalnia ścieków; natężenie dopływu; jakość ścieków; szereg czasowy; zmienność sezonowa; symulacja

EN

water treatment plant; flow rate; wastewater characteristics; time series; diurnal variations; daily variations; seasonal variations; simulation

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 28, nr 2
• Strony: 39--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Sobota J.

autor

Szetela R.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S.Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. R.W. SZETELA: Model dynamiczny oczyszczalni ścieków z osadem czynnym. Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej, Seria Monografie, Wrocław 1990.
• 2. K. IMHOFF: Kanalizacja miast i oczyszczanie ścieków. Poradnik. Arkady, Warszawa 1982.
• 3. W. TANTHAPANICHAKOON, D.M. HIMMELBLAU: Simulation of a time dependent activated sludge wastewater treatment plant. Water Research, 1981, 15, p. 1185.
• 4. J.B. BUSBY, J.F. ANDREWS: Dynamic modeling and control strategies for the activated sludge process. Journal WPCF, 1975, 47, p. 1055.
• 5. J.C. YOUNG, JL CLEASBY, E.R. BAUMANN: Row and load variations in treatment plant design. Journal EED, ASCE, 1978, 104, p. 289.
• 6. W. KRYSICKI i in.: Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna. Cz. II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995.
• 7. G.E.P. BOX, G.M. JENKINS: Analiza szeregów czasowych. Prognozowanie i sterowanie. PWN, Warszawa 1983.
• 8. W. STARZYŃSKA: Statystyka praktyczna. PWN, Warszawa 2000.
• 9. L. LJUNG: System Identification. The Math Works Inc, 1987.
• 10. Z. SIWOŃ: Stochastyczne modelowanie procesu zużycia wody i prognozowanie zapotrzebowania na wodę w miastach. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1986.
• 11. K. BARTOSZEWSKI, E.S. KEMPA, R. SZPADT: Systemy oczyszczania ścieków. Podstawy technologiczne i projektowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej,Wrocław 1981.
• 12. J. SOBOTA, R. SZETELA: Jednowymiarowe modele natężenia i jakości ścieków dopływających do oczyszczalni komunalnych. Ochrona Środowiska, 2005, nr l, ss. 15-22.