Modelowanie ryzyka w eksploatacji oczyszczalni ścieków

• Autorzy: Andraka D. , Dzienis L.

Warianty tytułu

EN

Modeling of risk in the operation of wastewater treatment plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

This paper presents the results of research using Monte Carlo simulation, which aim was to assess various aspects of the risk associated with operation of the wastewater treatment plant. First part of the research included modeling of wastewater treatment plant effluent quality (using BOD5 as the example and assuming log-normal distribution of the variable) together with inspection results (check of compliance with fixed standards). Monte Carlo simulations of annual operational cycles of the plant allowed for creation of nomographs showing relations between coefficient of reliability (ratio of mean value of BOD to the fixed standard), coefficient of variation (ratio of standard deviation to mean value of variable) and reliability of the plant (expressed as probability of effluent concentration lower than fixed standard) as well as risk of the negative inspection result (probability that number of inspected samples that do not comply with required quality of the effluent is greater than fixed standard). Using such nomographs plant operator can evaluate for example the target mean value of effluent concentration to achieve required reliability and acceptable risk. Another part of the study included simulation of the water quality in the river after the discharge of wastewater. Using static model of pollutants budget in a mixed water (river + wastewater) and implementing random values of variables into the model (according to Monte Carlo simulation rules) the variations of river water quality were observed. It was found that although mean values of variables (among them quality and quantity of the discharge) result in good mixed river water quality, the probability of temporary degradation of river quality is significantly high. The results of simulation show that capacity of the river to accept pollutants load should be taken into account together with predicted variations in wastewater discharges, when establishing rules for water disposal in the river basin.

Słowa kluczowe

PL

eksploatacja oczyszczalni; modelowanie ryzyka

EN

reliability analysis; risk modeling; operation of wastewater treatment

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Tom 15, cz. 2
• Strony: 1111--1125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Andraka D.

• Politechnika Białostocka

autor

Dzienis L.

• Politechnika Białostocka

Bibliografia

• 1. Andraka D.: Wykorzystanie narzędzi statystycznych w procesie projektowania oczyszczalni ścieków. Zesz. Nauk. Pol. Rzesz. Bud. i Inż. Środ. – Z. 58, nr 4), str. 5–16 (2011).
• 2. Andraka D.: Modelowanie pracy oczyszczalni ścieków z wykorzystaniem symulacji Monte Carlo. Inżynieria Ekologiczna – Nr 24/2011, 7–16 (2011)
• 3. Benedetti L., Claeys F., Nopens I., Vanrolleghem P.A.: Assessing the convergence of LHS Monte Carlo simulations of wastewater treatment models. Water Science & Technology, 63(10), 2219–2224 (2011).
• 4. Bixio D., Parmentier G., Rousseau D., Verdonck F., Meirlaen J., Vanrolleghem P.A., Thoeye C.: A quantitative risk analysis tool for design/simulation of wastewater treatment plants. Water Sci. Technol. 46(4/5), 301–307 (2001).
• 5. Heidrich Z., Witkowski A.: Urządzenia do oczyszczania ścieków. Projektowanie, przykłady obliczeń. Wyd. Seidel-Przywecki, Warszawa 2010.
• 6. McBride G., Ellis J.C.: Confidence of compliance: a Bayesian approach for percentile standards. Water Res. vol. 35 no. 5, 1117–1124 (2001).
• 7. Metcalf & Eddy Inc.: Wastewater engineering. Treatment and reuse. McGraw-Hill Education, 2003.
• 8. Mioduszewski W., Szymczak T., Kowalewski Z.: Gospodarka wodna jako dyscyplina naukowa w służbie rolnictwa. Woda-Środowisko-Obszary Leśne. t. 11, z. 1, 179–202 (2011).
• 9. Oliveira S.C., von Sperling M.: Reliability analysis of wastewater treatment plants. Water Research, vol. 42, 1182–1194 (2008).
• 10. Oliveira S.C., von Sperling M.: Reliability analysis of stabilisation pond systems.Water Science & Technology, vol. 55, no.11, 127–134 (2007).
• 11. Prat, P., Benedetti, L., Corominas, L., Comas, J., & Poch, M.: Model-based knowledge acquisition in environmental decision support system for wastewater integrated management. Water Science & Technology, 65(6), 1123–1129 (2012).
• 12. Rak J.R., Tchórzewska-Cieślak B.: Metody analizy i oceny ryzyka w systemie zaopatrzenia w wodę. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszów 2005.
• 13. Rousseau D., Verdonck F., Moerman O., Carette R., Thoeye C., Meirlaen J., Vanrolleghem P.A.: Development of a risk assessment based technique for design and retrofiting of WWTPs. Water Sci. Technol. 43(47), 287–294 (2001).
• 14. 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. Dz.U. z dnia 31.07.2006, poz. 984.
• 15. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych. Dz.U. z dnia 29 listopada 2011, poz. 1545.
• 16. Tchórzewska-Cieślak B.: Niezawodność i bezpieczeństwo systemów komunalnych na przykładzie systemu zaopatrzenia w wodę. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszów 2008.
• 17. Tchórzewska-Cieślak B.: Metody analizy i oceny ryzyka awarii podsystemu dystrybucji wody. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszów 2011.
• 18. Tyszewski S., Herbich P., i in.: Metodyka opracowywania warunków korzystania z wód regionu wodnego oraz warunków korzystania z wód zlewni. Pracownia Gosp.Wodnej „Pro-Woda”, Warszawa 2008.