Ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου μαθηματικού μοντέλου προσομοίωσης της λειτουργίας εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων με απομάκρυνση θρεπτικών

Γκόβα, Ελένη; Gkova, Eleni

dc.contributor.author	Γκόβα, Ελένη	el
dc.contributor.author	Gkova, Eleni	en
dc.date.accessioned	2018-02-05T11:51:46Z
dc.date.available	2018-02-05T11:51:46Z
dc.date.issued	2018-02-05
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46401
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14955
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Μαθηματική προσομοίωση	el
dc.subject	Μοντέλο ενεργού ιλύος	el
dc.subject	Μοντέλο ολοκληρωμένης προσομοίωσης	el
dc.subject	Εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων	el
dc.subject	Απομάκρυνση θρεπτικών	el
dc.subject	Βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου	el
dc.subject	Benchmarking	en
dc.subject	Activated sludge modelling	en
dc.subject	Whole plant modelling	en
dc.subject	Waste water treatment plant	en
dc.subject	Effluent quality	en
dc.subject	Model based evaluation	en
dc.subject	Nutrient removal	en
dc.subject	Phosphorus removal	en
dc.title	Ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου μαθηματικού μοντέλου προσομοίωσης της λειτουργίας εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων με απομάκρυνση θρεπτικών	el
dc.title	Development of a benchmark simulation program for the operation of waste water treatment plants with nutrient removal processes	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική μηχανική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/df16e4f70a884dc97964f904cf22530794c9184f
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-11-06
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο την ανάπτυξη και εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου μοντέλου προσομοίωσης της λειτουργίας εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων με απομάκρυνση θρεπτικών. Η πολυπλοκότητα της δομής και λειτουργίας μιας εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων, η οποία αποτελείται από πολλές υπομονάδες και συστήματα που αλληλεπιδρούν, και η ανάγκη ανάπτυξης καινοτόμων στρατηγικών ελέγχου και εκτίμησης της επίδρασής τους στην απόδοση των συστημάτων αυτών, καθιστά τα μαθηματικά μοντέλα προσομοίωσης απαραίτητα εργαλεία για το σχεδιασμό εγκαταστάσεων που επιτελούν πολλαπλούς σκοπούς. Το νέο ολοκληρωμένο μοντέλο βασίζεται σε προηγούμενο που είχε αναπτυχθεί στα πλαίσια ερευνητικού προγράμματος του Εργαστηρίου Υγειονομικής Τεχνολογίας του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου και το οποίο τροποποιήθηκε με την προσθήκη του μοντέλου ASM2 για την προσομοίωση των διεργασιών του βιοαντιδραστήρα και ενός νέου μοντέλου, το οποίο βασίζεται στο ADM1, για την προσομοίωση των διεργασιών του αναερόβιου χωνευτή. Επιπλέον, περιλαμβάνει μοντέλο μονοδιάστατης καθίζησης για την προσομοίωση της δευτεροβάθμιας καθίζησης, ισοζύγια μαζών για την προσομοίωση της πρωτοβάθμιας καθίζησης και της γραμμής επεξεργασίας της ιλύος και εξισώσεις προσομοίωσης της λειτουργίας του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού, υπολογισμού της κατανάλωσης ενέργειας, και των δεικτών εκτίμησης απόδοσης. Την ανάπτυξη του μοντέλου ακολούθησε σειρά προσομοιώσεων, για τη διερεύνηση της επίδρασης ενδεχόμενων μεταβολών των στοιχειομετρικών και λειτουργικών παραμέτρων και κινητικών στη λειτουργία μιας εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων που στοχεύει στην απομάκρυνση θρεπτικών. Συγκεκριμένα, ελέγχθηκε η επίδραση: του συντελεστή απόδοσης ετεροτροφικής βιομάζας, του συντελεστή απόδοσης αυτοτροφικής βιομάζας, του συντελεστή απόδοσης πολυφωσφορικής βιομάζας, του συντελεστή απαιτούμενου ΡΗΑ για αποθήκευση ΡΡ, της σταθεράς ρυθμού υδρόλυσης, του συντελεστή κορεσμού σωματιδιακού COD, του μέγιστου ειδικού ρυθμού ζύμωσης, του συντελεστή κορεσμού ζύμωσης, της σταθεράς αποθήκευσης ΡΗΑ από τα πολυφωσφορικά βακτήρια, της σταθεράς αποθήκευσης ΡΡ από τα πολυφωσφορικά βακτήρια, του μέγιστου ειδικού ρυθμού ανάπτυξης πολυφωσφορικής βιομάζας, του συντελεστή κορεσμού αμμωνιακού αζώτου των πολύφωσφορικών βακτηρίων, του συντελεστή κορεσμού Ρ για την αποθήκευση ΡΡ από τα πολυφωσφορικά βακτήρια, του συντελεστή κορεσμού Ρ για την ανάπτυξη των τριών ειδών βιομάζας και του μέγιστου ειδικού ρυθμού ανάπτυξης αυτοτροφικής βιομάζας. Οι λειτουργικές παράμετροι που ελέγχθηκαν ήταν: ο χρόνος παραμονής στερεών Θc, o βαθμός απομάκρυνσης στερεών της δεξαμενής πρωτοβάθμιας καθίζησης, ο υδραυλικός χρόνος παραμονής της αναερόβιας δεξαμενής και ο όγκος της 2ης ανοξικής δεξαμενής. Το μοντέλο εξάγει αριθμητικά στοιχεία που αφορούν στην ποιότητα εκροής της εγκατάστασης, στην ποσότητα και τα χαρακτηριστικά της παραγόμενης ιλύος και των στραγγιδίων, στην απαίτηση οξυγόνου του βιοαντιδραστήρα, στην ποσότητα του παραγόμενου βιοαερίου, στην παραγόμενη θερμική ενέργεια και στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας των επιμέρους μονάδων και αποτιμά τη συνολική απόδοση της εγκατάστασης.	el
heal.abstract	The purpose of the thesis is to create and apply a simulation program for a waste water treatment plant (WWTP) with nutrient removal systems. The complexity of the structure and the operation of a waste water treatment, which contains many units that interact with its other, and the need for developing innovative strategies for controlling and assessing their effects at the performance of these systems, makes the mathematical models necessary tools for designing WWTP which fulfill many purposes The new integrated model is based in a previous one that has been developed in the framework of a research program of the Laboratory of Sanitary Technology of National Technical University of Athens, which was modified with the add of the model ASM2 for the simulation of the processes in a bioreactor and a new model, which is based on ADM1, for the simulation of the processes in a anaerobic digester. Furthermore for the secondary clarifier one-dimensional model is used which is based on the general flux theory for zone settling, mass balances for the simulation of the primary sedimentation and the treatment of activated sludge. Moreover it contains simulation equations for the operation of the electro-mechanical equipment, energy consumption and performance indicators calculations. After the model development, a number of simulations were made investigating the effect of the changing stoichiometric and functional parameters and the kinetics of the operation of a waste water treatment plant with nutrient removal systems. Specifically, the effect of the following was tested: yield coefficient of heterotrophic organisms, yield coefficient of nitrifying organisms, yield coefficient of PAOs, rate constant for storage of PP, hydrolysis rate constant, saturation coefficient for particulate COD, maximum rate for fermentation, saturation coefficient for fermentation of Sf, rate constant for storage of PHA, rate constant for storage of PP, maximum growth rate of PAOs, saturation coefficient for ammonium, saturation coefficient for phosphorus in PP storage, saturation coefficient for phosphorus of heterotrophic, PAOs and nitrifiers organisms and the maximum growth rate. The operating parameters that are studied are the sludge retention time (SRT), the removal efficiency of TSS of the Primary Treatment, hydraulic retention time (HRT) of the anaerobic volume and the volume of the 2nd anoxic tank. The model outputs that concern the effluent of a waste water treatment plant, the mass and the characteristics of the produced sludge and leachate, the oxygen demand of the bioreactor, the quantity of the produced biogas, the produced thermal energy and the consumption of electricity for each unit of the WWTP as well as assessing the total efficiency of the WWTP.	en
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Παναγούλια, Διονυσία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	232 σ.
heal.fullTextAvailability	true