Opracowanie, kalibracja i weryfikacja modelu komputerowego w programie GPS-X do wspomagania optymalizacji procesu dawkowania zewnętrznego źródła węgla na przykładzie oczyszczalni ścieków zlokalizowanej w środkowej Polsce

Drewnowski, Jakub; Czerwionka, Krzysztof; Mąkinia, Jakub

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Opracowanie, kalibracja i weryfikacja modelu komputerowego w programie GPS-X do wspomagania optymalizacji procesu dawkowania zewnętrznego źródła węgla na przykładzie oczyszczalni ścieków zlokalizowanej w środkowej Polsce

Autorzy

Drewnowski Jakub , Czerwionka Krzysztof , Mąkinia Jakub

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://imig.pl/archiwalia/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Development, calibration and verification of a computer model in the GPS-X software in order to optimize the process dosing of an external carbon source on the example of a WWTP located in Central Poland

Języki publikacji

Abstrakty

Ocena, na podstawie wykonanych wielotygodniowych badań w bioreaktorze oczyszczalni ścieków w środkowej Polsce i laboratoryjnych testów wsadowych, przydatności produktów odpadowych z produkcji alkoholu do intensyfikacji procesu biologicznej denitryfikacji (w ciągu głównym i ciągu oczyszczania odcieków z procesów przeróbki osadu) w komunalnych oczyszczalniach ścieków opartych na systemie osadu czynnego. Opracowanie, kalibracja i weryfikacja modelu komputerowego za pomocą specjalistycznego oprogramowania GPS-X w celu optymalizacji procesu dozowania zewnętrznego źródła węgla na przykładzie oczyszczalni zlokalizowanej w centralnej Polsce.

The assessment, on the basis of several weeks of research in a bioreactor of a WWTP in central Poland and laboratory batch tests, of the suitability of waste products from alcohol production for intensification of the biological denitrification process (in the main line and in the line of leachate treatment from sludge processing processes) in municipal sewage treatment plants based on the activated sludge system. Development, calibration and verification of a computer model using specialized GPS-X software in order to optimize the process of dosing an external carbon source on the example of a WWTP located in central Poland.

Słowa kluczowe

ochrona środowiska oczyszczalnie ścieków modelowanie matematyczne eksploatacja oczyszczalni ścieków

Wydawca

IMOGEOR, Spółka z o. o.

Czasopismo

Inżynieria Morska i Geotechnika

Rocznik

2023

Tom

nr 2

Strony

27--43

Opis fizyczny

Bibliogr. 62 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Drewnowski Jakub

Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

autor

Czerwionka Krzysztof

Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

autor

Mąkinia Jakub

Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Bibliografia

1. APHA: Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 18th ed. American Public Health Association, Washington, DC, 1992.
2. APHA: Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21st Edition, American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Washington DC, 2005.
3. Barker P. S., Dold P. L.: General model for biological nutrient removal activated sludge systems: Model presentation. Wat. Env. Res., 69(5), 1997, 969-984.
4. Barnard J. L., Oleszkiewicz J. A.: Charakterystyka ścieków i przykłady jej wpływu na wielkość komory osadu czynnego. Materiały seminarium szkoleniowego nt. „Filozofia projektowania a eksploatacja oczyszczalni ścieków”, Lem Projekt s.c., Kraków, 28- 29.06.2000, 239-248.
5. Brdjanovic D., van Loosdrecht M. C. M., Versteeg P., Hooijmans C. M., Alaerts G. J and Heijnen J. J.: Modeling COD, N and P Removal in a Full Scale WWTP Haarlem Waarderpolder. Wat. Res., 34, 846, 2000.
6. Cappai G., Carucci A., Onnis A.: Use of industrial wastewaters for the optimization and control of nitrogen removal processes. Wat. Sci. Tech., 50(6), 2004, 17-24.
7. de Lucas A., Rodríguez L., Villasenor J., Fernandez F. J.: Denitrification Potential of Industrial Wastewaters. Water Res., 39, 3715, 2005.
8. Dircks K., Pind P. F., Mosbaek H., Henze M.: Yield determination by respirometry – The possible influence of storage under aerobic conditions in activated sludge. Water SA, 25, 1999, 69-74.
9. Dold P., Takacs I., Mokhayeri Y., Nichols A., Hinojosa J., Riffat R., Bailey W., Murthy S.: Denitrification with Carbon Addition – Kinetic Considerations. Proc. the WEF-IWA Specialized Conference “Nutrient Removal 2007: State of the Art”, Baltimore, Maryland, March 4-7, 2007, Water Environment Federation, Alexandria, Virginia, 218.
10. dos Santos S. G., Varesche M. B. A., Zaiat M., Foresti E.: Comparison of methanol, ethanol, and methane as electron donors for denitrification. Env. Eng. Sci., 21, 2004, 313-320.
11. Filali-Meknassi Y., Auriol M., Tyagi R. D., Comeau Y., Surampall R. Y.: Design Strategy for a Simultaneous Nitrification/Denitrification of a Slaughterhouse Wastewater in a Sequencing Batch Reactor: ASM2d Modeling and Verification. Environ. Technol., 26, 1081, 2005.
12. Gernaey K. V., van Loosdrecht M. C. M, Henze M., Lind M. and Jorgensen S. B.: Activated sludge wastewater treatment plant modelling and simulation: state of the art. Env. Model. Soft., 19, 2004, 763-783.
13. Gujer W., Henze M., Mino T., Matsuo T., Wentzel M. C., Marais G. V. R., van Loosdrecht M. C. M.: Activated Sludge Model No. 2d. Wat. Sci. Tech., 39 (1), 1999, 165-182.
14. Hallin S., Lindberg C. F., Pell M., Plaza E., Carlsson B.: Microbial adaptation, process performance and suggested control strategy in a pre-denitrifying system with ethanol dosage. Wat. Sci. Tech., 34(1-2), 1996, 91-99.
15. Henze M., Grady C. P. L. Jr, Gujer W., Marais G. V. R., Matsuo T.: Activated Sludge Model No. 1. Scientific and Technical Report No. 1, IAWPRC, Londyn, 1987.
16. Henze M.: Characterisation of wastewater for modelling of activated sludge processes. Wat. Sci. Tech., 25(6), 1992, 1-15.
17. Henze M., Kristensen G. H., Strube R.: Rate-capacity characterization of wastewater for nutrient removal processes. Wat. Sci. Tech., 29 (7), 101-107, 1994.
18. Henze M., Harremoës P., la Cour Jansen J. and Arvin E.: Wastewater treatment. Biological and chemical processes. Springer Verlag, Berlin 1995.
19. Henze M., Gujer W., Mino W., Matsuo T., Wentzel M. C., Marais G. V. R.: Activated Sludge Model No. 2. Scientific and Technical Report No.3, IAWQ, Londyn 1995.
20. Henze M., Gujer W., Mino T., Matsuo T., Wentzel M. C., Marais G. V. R., van Loosdrecht M. C. M.: Activated Sludge Model No. 2d. Wat. Sci. Tech., 39 (1), 1999, 165-182.
21. Henze M., Gujer W., Mino T., van Loosdrecht M. C. M. (eds.): Activated Sludge Models ASM1, ASM2d and ASM3, Scientific and Technical Report No. 9, IWA Publishing, London (UK), 2000.
22. Kayser R.: New German design guideline for single sludge activated sludge plants. W: Materiały konferencji pt. „Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment Plants”, Budapeszt (Węgry), 6-9.09.1999 r., 1999, 144-151.
23. Langergraber G., Rieger L., Winkler S., Alex J., Wiese J., Owerdieck C., Ahnert M., Simon J., Maurer M.: A guideline for simulation studies of wastewater treatment plants. Water Sci Technol, 50, 7, 2004, 131-138.
24. Latimer R., Pitt P., van Niekerk A., Bruton T., Dailey S., Grandstaff J., Selock K.: Secondary Impacts of Supplemental Carbon Addition to BBNR/ENR Treatment Process. Proc. the WEF Specialty Conference “Nutrient Removal 2009. Sustainable Treatment Solutions”, Washington, D.C., June 28 - July 1, 2009, Water Environment Federation, Alexandria, Virginia, 849.
25. Louzeiro N. R., Mavinic D. S., Oldham W. K., Meisen A., Gardber I. S.: Methanolinduced biological nutrient removal kinetics in a full sequencing batch reactor. Wat. Res., 36, 2002, 2721-2732.
26. Mąkinia J.: Performance Prediction of Full-Scale Biological Nutrient Removal Systems Using Complex Activated Sludge Models. Veröffentlichungen des Institutes für Siedlungswasser-wirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover; Unidruck: Hannover, (Germany), 2006.
27. Mamais D., Jenkins D., Pitt P.: A Rapid Physical Chemical Method for the Determination of Readily Biodegradable Soluble COD in Municipal Wastewater. Water Res., 27, 195, 1993.
28. Mąkinia J., Dobiegała E., Gielert M., Swinarski M., Lewandowski M.: Ocena możliwości zastosowania symulacji komputerowej w miejskich oczyszczalniach ścieków na przykładzie Trójmiasta. Materiały konferencji naukowo-technicznej nt. „Oczyszczalnia ścieków WSCHÓD największą inwestycją ochrony Bałtyku u progu XXI wieku”, Politechnika Gdańska, Gdańsk, 19-20.05.2000, 127-138.
29. Mąkinia J., Czerwionka K., Drewnowski J., Swinarski M., Chrzanowska M., Fordoński W.: Porównanie tradycyjnych i alternatywnych źródeł węgla zewnętrznego dla poprawy efektywności procesu denitryfikacji, wyd. miesięcznika „FORUM EKSPLOATATORA”, Nr 2, 2008, 15-20.
30. Mąkinia J., Drewnowski J., Swinarski M., Czerwionka K.: Internal vs. External (Alternative) Carbon Sources for Denitrification and EBPR Accomplished by a Full-Scale Biomass. Proc. WEF/IWA 2nd Specialty Conference “Nutrient Removal 2009”, 28 June – 1 July 2009, Washington, DC [CD-ROM].
31. Mąkinia J., Czerwionka K., Oleszkiewicz J., Kulbat E., Fudala-Ksiazek S.: A Distillery By- Product as an External Carbon Source for Enhancing Denitrification in Mainstream and Sidestream Treatment Processes. Water. Sci. Technol 64 (10), 2011.
32. Mąkinia J., Pagilla K., Czerwionka K., Stensel H. D.: Modeling Organic Nitrogen Conversions in Activated Sludge Bioreactors. Water. Sci. Technol., 63 (7), 1418, 2011.
33. Meijer S. C. F., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J. J.: Metabolic Modeling of Full-Scale Biological Nitrogen and Phosphorus Removing WWTP’s. Wat. Res., 35, 2711, 2001.
34. Mikosz J., Kurbiel J.: Wykorzystanie metod komputerowych w technologii wysokoefektywnego oczyszczania ścieków. Materiały konferencji naukowo-technicznej nt. „Oczyszczalnia ścieków WSCHÓD największą inwestycją ochrony Bałtyku u progu XXI wieku”, Politechnika Gdańska, Gdańsk, 19-20.05.2000, 115-126.
35. Monteith H. D., Bridle T. R., Sutton P. M.: Industrial waste carbon sources for biological denitrification. Prog. Water Technol. (G.B.), 12 (6), 1980, 127-141.
36. Morgan-Sagastume F., Nielsen J. L. and Nielsen P. H.: Substrate-dependent denitrification of abundant probe-defined denitrifying bacteria in activated sludge. FEMS Microbiol. Ecol., 66, 447, 2008.
37. Murnleitner E., Kuba T., van Loosdrecht M. C. M., Heijnen J. J.: An integrated metabolic model for the aerobic and denitrifying biological phosphorus removal process. Biotechnol. Bioeng., 52, 1997, 685-695.
38. Naidoo V., Urbain V., Buckley C. A.: Characterisation of wastewater and activated sludge from European municipal wastewater treatment plants using the NUR test. Wat. Sci. Tech., 38(1), 1998, 303-310.
39. Nyberg U., Andersson B., Aspefren H.: Long-term experiences with external carbon sources for nitrogen removal. Wat. Sci. Tech., 33(12), 1996, 109-116.
40. Oleszkiewicz J. A., Kalinowska E., Dold P., Barnard J .L., Bieniowski M., Ferenc Z., Jones wastewater treatment plant. Env. Tech., 25, 2004, 1405-1411.
41. Olsson G., Newell B.: Wastewater Treatment Systems. Modelling, Diagnosis and Control. IWA Publishing, Londyn 1999.
42. Onnis-Hayden A., Gu A. Z.: Comparison of Organic Sources for Denitrification: Biodegradability, Denitrification Rates, Kinetic Constants and Practical Implication for Their Application in WWTPs. Proc. the 81st Annual WEF Technical Exhibition and Conference, Chicago, Illinois, October 18-22, 2008, Water Environment Federation: Alexandria, Virginia, 253.
43. Peng Y., Ma Y., Wang S.: Denitrification potential enhancement by addition of external carbon sources in a pre-denitrification process. J. Environ. Sci., 19, 284-289, 2007.
44. Petersen C., Moller L. B., Valentin-Hansen P.: The cryptic adenine deaminase gene of Escherichia coli. Silencing by the nucleoid-associated DNA-binding protein, H-NS, and activation by insertion elements. J. Biol. Chem. 277:31373-31380, 2002.
45. Phillips H. M., Barnard J. L., de Barbadillo C., Shaw A. R., Steichen M. T., Wallis-Lage C.: Denitrification Rates: Sampling, Modelling and Design Consideration. Proc. the WEF Specialty Conference “Nutrient Removal 2009. Sustainable Treatment Solutions”, Washington, D.C., June 28 - July 1, 2009, Water Environment Federation: Alexandria, Virginia, 252.
46. Puig S., Coma M., Monclus H., van Loosdrecht M. C. M., Colprim J., Balaguer M. D.: Selection between Alcohols and Volatile Fatty Acids as External Carbon Sources for EBPR. Water Res., 42, 557, 2008.
47. Purtschert I., Siegrist H., Gujer W.: Enhanced denitrification with methanol at WWTP Zurich-Wordholzli. Wat. Sci. Tech., 33 (12), 1996, 117-126.
48. Purtschert I., Gujer W.: Population Dynamics by Methanol Addition in Denitrifying Wastewater Treatment Plants. Water Sci. Technol., 39 (1), 43, 1999.
49. Quan Z. X., Jin Y. S., Yin C. R., Lee J. J., Lee S. T.: Hydrolyzed molasses as an external carbon source in biological nitrogen removal. Bioresource Tech., 96, 2005, 1690-1695.
50. Rodriguez L., Villasenor J., Fernandez F. J.: Use of agro-food wastewaters for the optimisation of the denitrification process. Wat. Sci. Tech., 55(10), 63-70, 2007.
51. Roeleveld P. J., van Loosdrecht M. C. M.: Experiences with guidelines for wastewater characterisation in the Netherlands. Materiały Konferencji IWA nt. „Modelling of Activated Sludge Processes in Theory and Practise”, Kopenhaga, 10-12.09.2001, 121-130.
52. Sage M., Daufin G., Gesan-Guiziou G.: Denitrification potential and rates of complex carbon source from dairy effluents in activated sludge system. Wat. Res., 40, 2747-2755, 2006.
53. Satoh H., Okuda E., Mino T., Matsuo T.: Calibration of Kinetic Parameters in the IAWQ Activated Sludge Model: A Pilot Scale Experience. Water Sci. Technol., 42 (3-4), 29, 2000.
54. Sollfrank U., Gujer W.: Characterisation of domestic wastewater for mathematical modelling of the activated sludge process. Wat. Sci. and Technol, 23, 1991, 1057-1066.
55. Swinarski M., Mąkinia J., Czerwionka K., Chrzanowska M., Drewnowski J.: Comparison of the Effects of Conventional and Alternative External Carbon Sources for Enhancing of the Denitrification Process. Water Environment Research, 81 (9), 2009, 896-906.
56. Swinarski M.: The effect of external carbon sources on enhancing the denitrification process in activated sludge systems. Ph.D. thesis, Gdańsk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Poland, 2011.
57. Szetela R.: Computer simulation of wastewater treatment processes. Environment Protection Engineering. 2000, vol. 26, nr 3, 63-78.
58. Takacs I., O’Shaugnessy M., Murthy S., Brian K., Shirodkar N., Katehis D.: Design of Denitrification Systems Using Methanol. Proc. the WEF-IWA Specialized Conference “Nutrient Removal 2007: State of the Art”, Baltimore, Maryland, March 4-7, 2007, Water Environment Federation, Alexandria, Virginia, 218.
59. U.S.EPA: Manual Nitrogen Control. EPA/625/R-93/010, U.S. EPA, Washington, DC (USA),
60. Wanner J.: Activated sludge population dynamics. Wat. Sci. Tech., 30 (11), 1994, 159-170.
61. Wentzel M. C., Ekama G. A.: Principles in the design of single-sludge activated sludge systems for biological nutrient of carbon, nitrogen and phosphorus. Wat. Env. Res., 69 (7), 1997, 1222-1231.
62. Yuan Q., Oleszkiewicz J.: Interaction between denitrification and phosphorus removal in a nutrient removing SBR system. Proceedings of the 81st Annual WEF Technical Exhibition and Conference WEFTEC’08, 18–22 October 2008, Chicago (USA) [CD-ROM].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-8343c891-8940-40bc-84fe-b3920c01ea43