Journals / Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi / 2018 / Cilt: 33 Sayı: 4
Mathematical Modelling of a Full Scale Advanced Biological Municipal Wastewater Treatment Plant
- Pages
- 213–224
- DOI
- —
Abstract
Modelling can be applied for several purposes such as wastewater treatment plant design, estimation of system performance under different environmental and operational conditions, process enhancement and control in the studies related with wastewater treatment processes. The objective of this study is to apply a mathematical model to a full-scale municipal wastewater treatment plant. Within this concept, by using International Water Association (IWA) Activated Carbon Model No 2d (ASM2d) and General Purpose Simulator (GPS-X) version 6.5 simulation software, various scenarios were investigated in order to determine the effect of operational conditions and wastewater characterization on treatment performance. As a result of modeling studies, the effect of influent nitrogen load and internal recycle (IR) ratio on effluent total nitrogen (TN) concentration were comparatively evaluated and it was concluded that effluent TN concentration below 10 mg/L could still be achieved if IR ratio of the system decreased from 4 to 2.5. In addition to that, the effect of wastewater nitrogen load and denitrification process volume on effluent TN concentration were comparatively evaluated and operational conditions, that provided energy savings, were determined in the investigated wastewater treatment plant.
Özet
Atıksu arıtma prosesleri üzerine yürütülen araştırmalarda; atıksu arıtma tesisi tasarımı, farklı çevresel ve işletme şartları altında sistem performansının tahmini, proses iyileştirmesi ve kontrolü gibi birçok farklı amaç için modelleme yaklaşımı kullanılabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, nütrient giderimi yapan tam ölçekli bir evsel atıksu arıtma tesisinin matematiksel olarak modellenmesidir. Bu kapsamda, International Water Association (IWA) Aktif Çamur Modeli No 2d (ASM2d) ve General Purpose Simulator (GPS-X) Sürüm 6.5 simülasyon yazılımı kullanılmıştır. İncelenen atıksu arıtma tesisine ait işletme şartlarının ve atıksu karakterizasyonunun arıtma performansına etkilerinin belirlenmesi amacıyla farklı senaryolar incelenmiştir. Modelleme çalışması sonucunda giriş azot yükü ve içsel geri devir (IR) oranının çıkış toplam azot (TN) konsantrasyonu üzerindeki etkileri karşılaştırılmış, mevcut durumdaki azot yükünü gidermek üzere 4,4 IR oranı ile çalıştırılan tesisin, 2,5 IR oranı ile çalıştırıldığında da 10 mg/L’nin altında TN deşarj konsantrasyonunu sağlayabileceği görülmüştür. Bununla birlikte, atıksu azot yükü ile denitrifikasyon prosesi hacminin, deşarj TN konsantrasyonuna etkisi karşılaştırılmış ve incelenen atıksu arıtma tesisinde enerji tasarrufu sağlayacak işletme koşulları tespit edilmiştir.