Brouckaert, B., Brouckaert, C., Singh, A., Pillay, K., Flores-Alsina, X., Ikumi, D. (2022). Using plant data to estimate biodegradable COD fractions – case study kwaMashu WWTP. Water Science & Technology 86 (9), 2045–2058. (link)

Título

Using plant data to estimate biodegradable COD fractions – case study kwaMashu WWTP

(Usando dados de plantas para estimar frações de DQO biodegradáveis ​​– estudo de caso KwaMashu WWTP)

Resumo

A modelling study is under way in preparation for a planned upgrade of the capacity of the kwaMashu WWTP in eThekwini, South Africa, from 50 to 80 ML/d. When the configuration of an existing plant is to be changed, the most critical part of the model calibration is the influent wastewater fractionation. However, the constantly varying characteristics of wastewater make experimental determination of an adequately representative set of components difficult, time-consuming and expensive, which constitutes significant barriers to the adoption of modelling by many municipalities. Compliance and process monitoring generate large sets of influent measurements of chemical oxygen demand (COD), free and saline ammonia (FSA), total suspended solids (TSS), etc., but these are insufficient for modelling purposes. In particular, biodegradability is not routinely measured. However, since influent fractionation is designed to predict the fate of material in the wastewater treatment process, it should be possible to infer the fractionation from a combination of influent and plant measurements. This case study demonstrates the application of a pair of modelling tools, a probabilistic influent fractionator and a simplified steady‑state plant‑wide model, to estimate the influent fractionation, together with certain unmeasured or unreliable operational parameters.

TRADUÇÃO LIVRE

Um estudo de modelagem está em andamento em preparação para uma atualização planejada da capacidade da ETE de kwaMashu em eThekwini, África do Sul, de 50 para 80 ML/d. Quando a configuração de uma planta existente deve ser alterada, a parte mais crítica da calibração do modelo é o fracionamento de águas residuais influentes. No entanto, as características constantemente variáveis ​​das águas residuais tornam a determinação experimental de um conjunto adequadamente representativo de componentes difícil, demorada e cara, o que constitui barreiras significativas à adoção da modelagem por muitos municípios. A conformidade e o monitoramento do processo geram grandes conjuntos de medições influentes de demanda química de oxigênio (DQO), amônia livre e salina (FSA), sólidos suspensos totais (TSS), etc., mas estes são insuficientes para fins de modelagem. Em particular, a biodegradabilidade não é medida rotineiramente. No entanto, uma vez que o fracionamento influente é projetado para prever o destino do material no processo de tratamento de águas residuais, deve ser possível inferir o fracionamento a partir de uma combinação de medições influentes e da planta. Este estudo de caso demonstra a aplicação de um par de ferramentas de modelagem, um fracionador de influente probabilístico e um modelo simplificado de estado estacionário para toda a planta, para estimar o fracionamento de influente, juntamente com certos parâmetros operacionais não medidos ou não confiáveis.

Artigo publicado no site Water Science & Technologye, no Journal of the International Water Association (IWA).