Bakos, V., Deak, A., Jobbágy, A. (2019). Reconsideration and upgrading of sampling and analysis methods for avoiding measurement-related design and operation failures in wastewater treatment. Water SA 45, 329–337. (link)

Título

Reconsideration and upgrading of sampling and analysis methods for avoiding measurement-related design and operation failures in wastewater treatment

(Reconsideração e atualização dos métodos de amostragem e análise para evitar falhas de projeto e operação relacionadas à medição no tratamento de águas residuais)

Resumo

Success of design and high operational efficiency may basically stand or fall on the quality of measured (or estimated) input data. Even small mistakes committed in the initial steps of sampling and analysis may become large once scaled up in the design process or during full-scale operation. The paper provides several experiment-based practical recommendations and easily implemented, powerful methods for appropriate sampling and analysis practice in wastewater treatment. Representative wastewater characterization is crucial for satisfactory design and cost-effective operation. The paper highlights hidden problems and challenges of sampling and analysis in activated sludge wastewater treatment which may strongly affect the quality of input data, and thus basically determine the modelling outputs. Full-scale results proved that wastewater quality may change significantly in the sampling tubing and vessels; during the sampling process even nitrification can happen. Regarding sludge settling measurements, effects of dilution, temperature, floc structure, nitrate and dissolved oxygen concentrations as well as current biochemical condition of the sludge sample have been studied and important recommendations provided. A combined comparative method including SVI and DSVI measurements has been elaborated for indication and early warning alert of undesired floc structure transformations. Influent BOD5 concentration is a key factor for describing biodegradability and denitrification capacity of wastewater to be treated. Results of the two most commonly used BOD testing methods were compared for preclarified wastewater. An electrochemical measurement technique provided significantly lower BOD5 concentrations compared to manometric analysis results with a difference of 23% and 15% on average for unfiltered and alltered samples, respectively. Effects of BOD-based fractionation deviations on predictable denitrification efficiency were studied at different inlet C/N ratios by simulating existing full-scale wastewater treatment plants resulting in remarkable differences in effluent nitrate concentrations. Based on the results, application of the manometric BOD measurement method proved to be preferable.

TRADUÇÃO LIVRE

O sucesso do projeto e a alta eficiência operacional podem depender basicamente da qualidade dos dados de entrada medidos (ou estimados). Mesmo pequenos erros cometidos nas etapas iniciais de amostragem e análise podem se tornar grandes uma vez ampliados no processo de design ou durante a operação em escala real. O documento fornece várias recomendações práticas baseadas em experimentos e métodos poderosos de fácil implementação para práticas apropriadas de amostragem e análise no tratamento de águas residuais. A caracterização representativa das águas residuais é crucial para um projeto satisfatório e uma operação econômica. O artigo destaca problemas ocultos e desafios de amostragem e análise no tratamento de águas residuais de lodo ativado que podem afetar fortemente a qualidade dos dados de entrada e, portanto, basicamente determinar as saídas de modelagem. Os resultados em escala real provaram que a qualidade das águas residuais pode mudar significativamente na tubulação e vasos de amostragem; durante o processo de amostragem até mesmo a nitrificação pode acontecer. Em relação às medições de sedimentação do lodo, foram estudados os efeitos da diluição, temperatura, estrutura do floco, concentrações de nitrato e oxigênio dissolvido, bem como a condição bioquímica atual da amostra de lodo e importantes recomendações fornecidas. Um método comparativo combinado, incluindo medições de SVI e DSVI, foi elaborado para indicação e alerta precoce de transformações indesejadas na estrutura do floco. CBO influente as concentrações de nitrato e oxigênio dissolvido, bem como a condição bioquímica atual da amostra de lodo, foram estudadas e recomendações importantes foram fornecidas. Um método comparativo combinado, incluindo medições de SVI e DSVI, foi elaborado para indicação e alerta precoce de transformações indesejadas na estrutura do floco. CBO influente as concentrações de nitrato e oxigênio dissolvido, bem como a condição bioquímica atual da amostra de lodo, foram estudadas e recomendações importantes foram fornecidas. Um método comparativo combinado, incluindo medições de SVI e DSVI, foi elaborado para indicação e alerta precoce de transformações indesejadas na estrutura do floco. CBO influente5 é um fator chave para descrever a biodegradabilidade e a capacidade de desnitrificação das águas residuais a serem tratadas. Os resultados dos dois métodos de teste de DBO mais comumente usados ​​foram comparados para águas residuais pré-clarificadas. Uma técnica de medição eletroquímica forneceu BOD 5 significativamente menorconcentrações comparadas aos resultados da análise manométrica com uma diferença de 23% e 15% em média para amostras não filtradas e filtradas, respectivamente. Os efeitos dos desvios de fracionamento baseados em BOD na eficiência de desnitrificação previsível foram estudados em diferentes proporções C/N de entrada, simulando estações de tratamento de águas residuais existentes em grande escala, resultando em diferenças notáveis ​​nas concentrações de nitrato no efluente. Com base nos resultados, a aplicação do método manométrico de medição da DBO mostrou-se preferível.

Artigo publicado no site African Journals Online (AJOL), no Journal Water SA.