The urban sprawl creates a gap between producers and consumers and the a sustainable circuitof nutrients and energy is difficult to maintain. Many times the waste that is created in urbanareas is not reused and the circuit is lost. In this project, wastewater treatment is looked atwith the view point that resource recovery is possible through energy production and reuse ofnutrients. In order to optimally run each process step at a wastewater treatment plant forimproved resource recovery, more knowledge is needed in order to not disregard the finaleffluent quality. The goal of this project was to develop a model in MATLAB/Simulink for achemically enhanced primary clarifier at a wastewater treatment plant. The potential ofproducing more biogas and reducing the aeration energy needed in the biological treatmentstep was looked at by focusing on describing the settling velocity of suspended solids.Experimental analysis on settling properties for solids was performed on sampled wastewaterentering the primary settler after changing the addition of chemicals prior in the process line.The wastewater samples were homogenized and then rapidly vacuum pumped up in a column.The solids in the column could thereafter settle and was retained in a cup at the bottom. Themass of total suspended solids (TSS) was classified in five different settling velocity classes,each class assigned a characteristic settling velocity. The experimental procedure followed theViCA's protocol (French acronym for Settling Velocity for Wastewater). A settler, much likethe secondary settler in the Benchmark Simulation Model No. 2 (BSM2), a 10 layer nonreactivetank was modeled. The mass balance in each layer of the settler was decided by thevertical solid flux in the tank and built on the characteristic settling velocity gained from theexperiments. Re-circulation of excess sludge from the subsequent steps at the plant showed toeffect the settling properties of the sludge in the primary settler. The components of TSSshowed to have the largest effect on the distribution of settling velocity. The variation in doseof both coagulant and cationic polymer prior the primary settling tank showed to effect theparticle settling distribution somewhat. A first simulation with an applicable dynamic influentscenario was run. Despite any proper calibration the model gave fairly good predictions ofmeasured TSS in the effluent and sludge outtake water. / När urbana områden växer uppstår svårigheter i att bibehålla ett hållbart kretslopp av energioch näringsämnen. Avståndet mellan producent och konsument ökar och många gångeråteranvänds inte det avfall som städerna producerar och det hållbara kretsloppet bryts. Dettaprojekt har fokuserat på resursåteranvändningen i avloppsvattenhanteringen genommöjligheterna som finns i energiproduktion i form av biogas samt återanvändning avnäringsämnen genom slamåterförsel. Mer kunskap behövs inom varje processteg för attoptimalt använda avloppsreningsverk för förbättrad resurs-återvinning så att inte utgåendevattenkvalitet blir lidande. Målet med projektet var att utveckla en modell iMATLAB/Simulink för primärsedimentering med kemisk fällning. Experimentelltanalyserades sedimentationsegenskaperna hos primärslam genom provtagning avavloppsvatten inkommande till försedimenteringen efter tillsatser av fällnings-kemikalier.Proverna homogeniserades och vakuumpumpades sedan snabbt upp i en kolonn. Detpartikulära materialet i kolonnen kunde därefter sedimentera och fångades upp i en kopp ibotten. Den sedimenterade massan av totalt suspenderat material (TSS) klassificerades i femolika sedimenteringshastighetsklasser och varje klass tilldelades en karakteristisksedimentationshastighet Det experimentella förfarandet följde ViCA’s protokoll (franskförkortning för sedimentationshastigheter för avloppsvatten). En modell av ensedimentationstank, ungefär som för sekundär-sedimenteringen i Benchmark SimulationModel No. 2 (BSM2), utvecklades som en 10 lager icke reaktiv tank. Massbalansen i varjelager bestämdes av det vertikala flödet av partiklar och beräknades med de experimentelltframtagna karakteristiska sedimentationshastigheterna. Återcirkulering av överskottsslam frånde efterföljande reningsstegen visade sig ha stor påverkan på slammetssedimentationsegenskaper i försedimenteringen. Typen av TSS-komponenter hade den störstainverkan på fördelningen av sedimentationshastigheter. Variationen i dos av bådefällningskemikalie och katjonspolymer före primär-sedimenteringstanken hade en visspåverkan på fördelningen. En första simulering med ett sannolikt dynamisk inflödesscenariokördes. Utan någon riktig kalibrering av modellen gav den ändå en relativt realistisk prognospå TSS i utgående vatten och i slamuttaget. / I samarbete med forskningsgruppen ModelEAU, Quebec, Kanada
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-237107 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Lundin, Emma |
| Publisher | Uppsala universitet, Avdelningen för systemteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC W, 1401-5765 ; 14039 |
Page generated in 0.0024 seconds