Έλεγχος επάρκειας συστημάτων ενεργού ιλύος με απομάκρυνση θρεπτικών μέσω μαθηματικής προσομοίωσης

Abstract

Εξετάζεται η μαθηματική προσομοίωση συστημάτων ενεργού ιλύος μέσω του εξειδικευμένου λογισμικού WEST. Αρχικά γίνεται μια αναφορά στα θεωρητικά μοντέλα ενεργού ιλύος και καθίζησης καθώς και στις δυνατότητες του χρησιμοποιούμενου λογισμικού. Βασικό αντικείμενο διερεύνησης αποτελεί η επίδραση των μοντέλων ενεργού ιλύος και καθίζησης στην ποιότητα της εκροής και στη λειτουργία του συστήματος. Ακόμα, ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στον έλεγχο επάρκειας της εγκατάστασης μέσω κατάλληλων εφαρμογών. Στις εφαρμογές αυτές εκτελούνται πειράματα για βηματική αύξηση παροχής εισόδου λυμάτων και διαφορετικές θερμοκρασίες και χρόνους παραμονής στερεών. Επίσης, εξετάζεται η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας αερισμού με δοκιμή μιας σειράς συνδυασμών για το διαλυμένο οξυγόνο στα τέσσερα διαμερίσματα της αερόβιας δεξαμενής, ενώ ταυτόχρονα απαιτείται η εκροή να πληροί ποιοτικά κριτήρια. Ακόμη, εκτιμάται η επίδραση της καθιζησιμότητας των λυμάτων στην εκροή του συστήματος μέσω του δείκτη SVI. Τέλος, εξάγονται συμπεράσματα για την επίδραση που έχουν οι εξεταζόμενες εφαρμογές τόσο στην εκροή του συστήματος όσο και στη λειτουργία του.

This thesis presents the mathematical simulation of a wastewater treatment plant by using the WEST software. First of all, the activated sludge models and clarification models are described as well as the tools and potentials of the software. The choice of the proper models is examined by considering the influence they have on the outflow quality and the wastewater treatment plant operation. The response of the system to operational changes is investigated through proper applications. These applications implement a step increase to the inflow and use different temperatures and sludge retention times. Furthermore, it is attempted to decrease the aeration energy demand by using a variety of combinations for the dissolved oxygen in the four compartments of the aerobic tank. The quality of the outflow is also examined so that scenarios leading to unaccepted outflow are rejected. Finally, conclusions are made regarding the impact of the examined changes on the quality of the outflow and the wastewater treatment plant operation.