Lindblom, E., Arnell, M., Flores-Alsina, X., Stenström, F., Gustavsson, D.J.I., Yang, J., Jeppsson, U. (2016). Dynamic modelling of nitrous oxide emissions from three Swedish sludge liquor treatment systems. Water Science & Technology 73(4), 798–806. (link)

Título

Dynamic modelling of nitrous oxide emissions from three Swedish sludge liquor treatment systems

(Modelagem dinâmica de emissões de óxido nitroso de três sistemas suecos de tratamento de licor de lodo)

Resumo

The objective of this paper is to model the dynamics and validate the results of nitrous oxide (N2O) emissions from three Swedish nitrifying/denitrifying, nitritation and anammox systems treating real anaerobic digester sludge liquor. The Activated Sludge Model No. 1 is extended to describe N2O production by both heterotrophic and autotrophic denitrification. In addition, mass transfer equations are implemented to characterize the dynamics of N2O in the water and the gas phases. The biochemical model is simulated and validated for two hydraulic patterns: (1) a sequencing batch reactor; and (2) a moving-bed biofilm reactor. Results show that the calibrated model is partly capable of reproducing the behaviour of N2O as well as the nitritation/nitrification/denitrification dynamics. However, the results emphasize that additional work is required before N2O emissions from sludge liquor treatment plants can be generally predicted with high certainty by simulations. Continued efforts should focus on determining the switching conditions for different N2O formation pathways and, if full-scale data are used, more detailed modelling of the measurement devices might improve the conclusions that can be drawn.

TRADUÇÃO LIVRE

O objetivo deste trabalho é modelar a dinâmica e validar os resultados das emissões de óxido nitroso (N 2 O) de três sistemas suecos de nitrificação/desnitrificação, nitritação e anammox tratando licor de lodo de digestor anaeróbio real. O Modelo de Lodo Ativado No. 1 é estendido para descrever a produção de N 2 O por desnitrificação heterotrófica e autotrófica. Além disso, equações de transferência de massa são implementadas para caracterizar a dinâmica do N 2 O nas fases aquosa e gasosa. O modelo bioquímico é simulado e validado para dois padrões hidráulicos: (1) um reator batelada de sequenciamento; e (2) um reator de biofilme de leito móvel. Os resultados mostram que o modelo calibrado é parcialmente capaz de reproduzir o comportamento do N 2O, bem como a dinâmica de nitritação/nitrificação/desnitrificação. No entanto, os resultados enfatizam que trabalho adicional é necessário antes que as emissões de N 2 O das estações de tratamento de licor de lodo possam ser previstas com alta certeza por simulações. Esforços contínuos devem se concentrar na determinação das condições de comutação para diferentes caminhos de formação de N 2 O e, se dados em escala real forem usados, modelagem mais detalhada dos dispositivos de medição pode melhorar as conclusões que podem ser tiradas.

Artigo publicado no site ScienceDirect, no Journal of the International Water Association (IWA).