Improving the Performance of the Karbala Wastewater Treatment Plant by Manipulating the Influencing Operational Parameters of the Plant Using GPS-X Model

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Conventional wastewater treatment plants, especially those containing tertiary phase and nutrient removal, have very complex chemical and biological kinetics. Because of the characteristics and nature of wastewater, it always needs continuous improvements, which must be carefully studied before they are made. An optimized operating system increases plant efficiency, reduces energy consumption, and achieves environmental limits for plant output. In the present study, a new strategy to reduce nutrient concentrations, reduce energy, and improve plant output in a large-scale plant is studied by the GPS-X model. The data were collected accurately from the management of the station. Calibration and model validation were performed, some sensitive parameters were modified, and the results were validated by using statistical parameters of R and RMSE. Sensitivity analysis showed that the most important factor for reducing nitrogen and phosphorous concentrations is the biodegradable fraction Readily Biodegradable COD (rbCOD). Internal Recycl (IR), Return Activated Sludge (RAS), Dissolved Oxygen (DO), and waste Activated Sludge (WAS) fluxes were reduced from 3% to 1%, from 100 to 20%, from 3.5 to 2 mg/L, and from 3,500 to 1,000 m3/day, respectively. Optimization results provided power of 688.4 kWh and sludge reduction by 32%. The results showed that it is not feasible to obtain an IR of 3% due to the deficiency of rbCOD at concentrations sufficient to contribute to the nitrate reduction. The decrease in rbCOD concentrations in the wastewater of Karbala city requires chemical upgrade, that was done by adding an external source of carbon represented by acetic acid, propionic acid, methanol, and glycerol, and the results were good, and this led to an improvement by reducing TN and TP by (60% and 77%), (68% and 79%), (71% and 77%), and (29% and 38%), respectively. The best external carbon source was methanol, while glycerol was less effective than the rest. The pre-denitrification process was compared with the post-denitrification process by adding methanol as an external carbon source. The results were good for reducing TN in the post-denitrification process, which reached 80%, while the effect was negative on the remaining pollutants. The study concluded that process of organizing treatment plant and conducting a proper mass balance contributes to reducing energy and improving the biological processes of the plant. The GPS-X program has contributed to giving a complete effective and very close to reality, also its recommend use in the departments of sewage directorates and engineers working in this field.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

087b4a60-8784-4823-b261-1f8504f9ea8c

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

2280455_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تحسين أداء محطة معالجة مياه الصرف الصحي في كربلاء من خلال التغير في العوامل التشغيلية المؤثرة للمحطة باستخدام نموذج GPS-X

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" جبار حمود البيضاني ","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"ايات نبيل حميد ","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"باسم خليل نايل ","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Improving the Performance of the Karbala Wastewater Treatment Plant by Manipulating the Influencing Operational Parameters of the Plant Using GPS-X Model

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

محطات معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية وخصوصا التي تحتوي على مراحل ثلاثية وإزالة المغذيات تكون لها حركيات كيميائية وبيولوجية معقدة للغاية. بسبب خصائص وطبيعة مياه الصرف الصحي دائما ما يحتاج الى تحسينات مستمرة وهذه التحسينات لابد ان تدرس بعناية قبل اجرائها. نظام التشغيل الأمثل يزيد من كفاءة المحطة وتقليل الطاقة المستهلكة وتحقيق الحدود البيئية لمخرجات المحطة. في الدراسة الحالية، تمت دراسة إستراتيجية جديدة لتقليل تركيزات المغذيات وتقليل الطاقة وتحسين مخرجات المحطة في مصنع واسع النطاق بواسطة نموذج GPS-X .تم جمع البيانات بكل دقة من إدارة المحطة مثل خصائص مياه الصرف الصحي لمدة سنة كاملة وكمية المياه المعالجة بالإضافة الى جمع البيانات الفيزيائية والتشغيلية لكافة احواض المحطة. تم إجراء المعايرة والتحقق من صحة النموذج، وتم تعديل بعض المعلومات الحساسة، وكانت النتائج ضمن قيم R وRMSE. أوضح تحليل الحساسية أن العامل الأكثر أهمية لتقليل تركيزات النيتروجين والفوسفور هو الجزء القابل للتحلل الحيوي(rbCOD). تم تخفيض تدفقات IR وRAS وDO وWAS من 3٪ إلى 1٪، ومن 100 إلى 20٪، ومن 3.5 إلى 2 مجم / لتر، ومن 3500 إلى 1000 متر مكعب / يوم، على التوالي، وتم توفير نتائج لتحسين الطاقة 688.4 كيلوواط ساعة وتقليل الحمأة بنسبة 32٪. أظهرت النتائج أنه من غير المجدي الحصول على نسبة من IR 3٪ بسبب نقص rbCOD بتركيزات كافية للمساهمة في تقليل النترات. انخفاض تراكيز rbCOD في مياه الصرف الصحي لمدينة كربلاء يتطلب ترقية كيميائية. تمت الترقية الكيميائية بإضافة مصدر خارجي للكربون يتمثل بحمض الخليك، وحمض البروبيونيك، والميثانول، والجلسرين، وكانت النتائج جيدة، وأدى ذلك إلى تحسن من خلال تقليل TN وTP بنسبة (60 و77٪)، (68 و79٪) و (71 و77٪) و (29 و38٪) على التوالي. كان أفضل مصدر خارجي للكربون هو الميثانول، بينما كان الجلسرين أقل فعالية من البقية. تمت مقارنة عملية نزع النتروجين المسبق مع عملية ما بعد نزع النتروجين عن طريق إضافة الميثانول كمصدر خارجي للكربون. كانت النتائج جيدة لتقليل TN في عملية ما بعد نزع النتروجين، والتي وصلت إلى 80٪، بينما كان التأثير سلبياً على باقي الملوثات. تم الاستنتاج من خلال الدراسة ان عملية التنظيم لمحطة المعالجة واجراء توازن الكتلة بشكل صحيح يساهم بخفض الطاقة ويحسن العمليات البيولوجية للمحطة. ساهم برنامج GPS-X بإعطاء رؤية كاملة وفعالة وقريبة جدا من الواقع وننصح باستخدام من قبل دوائر مديريات المجاري والمهندسين العاملين في هذا المجال.

كلمات الباحثين

rbCOD, RAS, GPS-X Model

إشراف وإعداد

الإشراف

جبار حمود البيضاني , باسم خليل نايل

الإعداد

ايات نبيل حميد

الاقتباسات الببليوغرافية