An improved 1D reactive Bürger–Diehl settler model for secondary settling tank denitrification

 em Artigos Científicos e Teses Acadêmicas, WEST

Kirim, G., Torfs, E., Vanrolleghem, P.A. (2022). An improved 1D reactive Bürger–Diehl settler model for secondary settling tank denitrification. Water Environment Research 94(12), e10825. (link)

 

Título

An improved 1D reactive Bürger–Diehl settler model for secondary settling tank denitrification

(Um modelo de decantador Bürger-Diehl reativo 1D aprimorado para desnitrificação de tanques de decantação secundários)

 

Resumo

An improved 1D reactive settler model is pursued in order to increase the understanding of reactive settling processes and obtain a better prediction of the nitrogen mass balance in wastewater treatment systems. The developed model is based on the 1D Bürger–Diehl settler model with compression function and the Activated Sludge Model No. 1 biological reactions. Specific attention was paid in the model development phase to optimal selection of settling velocity functions and integration of the correct clarifier geometry. A unique measurement campaign was carried out with different operational scenarios to quantify the denitrification in a secondary settling tank. A detailed step-wise calibration effort demonstrated that by choosing an appropriate settling velocity function (power-law structure) and considering the true clarifier geometry allows to accurately capture the biomass concentration profile, total sludge mass, sludge blanket height, and the reaction rates. The resulting model is able to accurately describe total suspended solids (TSS) and nitrate concentration profiles throughout a settling tank under different operational conditions. As such the model can be applied in further scenario analysis and system optimization.

 

TRADUÇÃO LIVRE

Um modelo de decantador reativo 1D aprimorado é buscado para aumentar a compreensão dos processos de decantação reativa e obter uma melhor previsão do balanço de massa de nitrogênio em sistemas de tratamento de águas residuais. O modelo desenvolvido é baseado no modelo de decantador Bürger-Diehl 1D com função de compressão e nas reações biológicas do Modelo de Lodo Ativado nº 1. Atenção específica foi dada na fase de desenvolvimento do modelo à seleção ideal de funções de velocidade de decantação e integração da geometria correta do clarificador. Uma campanha de medição exclusiva foi realizada com diferentes cenários operacionais para quantificar a desnitrificação em um tanque de decantação secundário. Um esforço detalhado de calibração passo a passo demonstrou que, ao escolher uma função de velocidade de decantação apropriada (estrutura de lei de potência) e considerar a geometria real do clarificador, é possível capturar com precisão o perfil de concentração de biomassa, a massa total de lodo, a altura do manto de lodo e as taxas de reação. O modelo resultante é capaz de descrever com precisão os perfis de concentração de sólidos suspensos totais (TSS) e nitrato em um tanque de decantação sob diferentes condições operacionais. Como tal, o modelo pode ser aplicado em análises de cenários posteriores e otimização do sistema.

 

Artigo publicado na biblioteca online Wiley Online Library, na revista Water Environment Research.

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