Ruiz, L.M., Pérez, J.I., Gómez, M.A. (2014). Comparison of five wastewater COD fractionation methods for dynamic simulation of MBR systems. Journal of Environmental Science and Health Part A 49(13), 1553–1563. (link)

Título

Comparison of five wastewater COD fractionation methods for dynamic simulation of MBR systems

(Comparação de cinco métodos de fracionamento de COD de águas residuais para simulação dinâmica de sistemas MBR)

Resumo

Five different wastewater COD fractionation methods were employed for simulating an experimental MBR wastewater treatment plant using WEST. The predictions of dynamic simulations using as input the data obtained according to each influent characterization methodology were compared with the results of the experimental system and differences between experimental and predicted values were analyzed in order to select the fractionation method which provides the best fitting and minimizes errors. Three of these methods were based on the determination of the biodegradable fractions using respirometric assays of real wastewater filtered through 0.45- and 0.22-μm pore size filters or adding a previous flocculation step before filtration. Moreover, a method based on physicochemical analyses and another one based on theoretical coefficients were also compared. Simulated system performance and effluent quality greatly depended upon the influent characterization and the proper model calibration. Thus the importance of selecting a suitable fractionation methodology is high, especially in MBR systems working at specific operational conditions that may alter COD fractions. In this study, MLSS in the bioreactors and sludge supernatant COD concentrations were better predicted when the influent characterization was based on respirometric methods. Both the method based on theoretical coefficients and the physicochemical method underestimated the particulate inert fraction and therefore, also the MLSS concentrations. Moreover, these results showed that for a correct effluent COD prediction in MBR systems, it is necessary to take into account that the membrane retained part of the soluble inert fraction.

TRADUÇÃO LIVRE

Cinco diferentes métodos de fracionamento de COD de águas residuais foram empregados para simular uma estação experimental de tratamento de águas residuais MBR usando WEST. As previsões de simulações dinâmicas usando como entrada os dados obtidos de acordo com cada metodologia de caracterização do afluente foram comparadas com os resultados do sistema experimental e as diferenças entre os valores experimentais e preditos foram analisadas a fim de selecionar o método de fracionamento que fornece o melhor ajuste e minimiza os erros . Três desses métodos foram baseados na determinação das frações biodegradáveis ​​usando ensaios respirométricos de águas residuais reais filtradas através de filtros de tamanho de poro de 0,45 e 0,22 μm ou adicionando uma etapa de floculação prévia antes da filtração. Além disso, um método baseado em análises físico-químicas e outro baseado em coeficientes teóricos também foram comparados. O desempenho do sistema simulado e a qualidade do efluente dependiam muito da caracterização do afluente e da calibração adequada do modelo. Assim, a importância de selecionar uma metodologia de fracionamento adequada é alta, especialmente em sistemas MBR que trabalham em condições operacionais específicas que podem alterar as frações de COD. Neste estudo, o MLSS nos biorreatores e as concentrações de DQO do sobrenadante do lodo foram melhor preditos quando a caracterização do afluente foi baseada em métodos respirométricos. Tanto o método baseado em coeficientes teóricos quanto o método físico-químico subestimaram a fração inerte particulada e, portanto, também as concentrações de MLSS.

Artigo publicado no site Taylor & Francis Online, no Journal of Environmental Science and Health – Part A (Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering).