Modeling and dynamic simulation of MBR process in Metsä-Sairila WWTP
Väänänen, Eppu (2019)
Diplomityö
2019
School of Energy Systems, Ympäristötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019110436554
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019110436554
Tiivistelmä
A new membrane bioreactor will be in operation in Mikkeli in 2020 with a population equivalent of around 63,000. The aim of this study is to determine parameters that cause fouling in Membrane Bioreactors, study the dynamics of fouling behavior and to simulate different process conditions that could minimize fouling behavior.
Two different process models were created in this Master’s thesis with the help from existing models. A biological model was extended with extracellular polymeric substances and soluble microbial products. A mechanistic membrane fouling behavior was added to bioreactor model. The models were calibrated with the data available from pilot plant operated in stressful conditions. The results of this work show that stressful conditions enhance fouling and could be minimized with correct operation of the treatment plant. The fouling could be linked to biological activity. Uusi kalvosuodatustekniikkaan perustuva 63,000 henkilön asukasvastineluvun jätevedenpuhdistamo valmistuu käyttöön vuonna 2020 Mikkeliin. Tämän työn tarkoituksena on tutkia kalvosuodatuksen tukkeutumiseen vaikuttavia tekijöitä ja simuloida erilaisia prosessiolosuhteita tukkeutumisen minimoimiseksi.
Tässä diplomityössä luotiin kaksi uutta prosessimallia käyttäen apuna olemassa olevia malleja. Biologista mallia laajennettiin ja siihen lisättiin solun ulkopuolisten polymeerien ja mikrobien liukoisten tuotteiden malli. Mekaaninen tukkeumamalli lisättiin bioreaktorimalliin. Mallit kalibroitiin stressitilanteessa ajetulta pilottilaitokselta saadulla datalla. Tämän työn tulokset osoittavat, että stressaavat olosuhteet lisäävät tukkeutumista ja niitä voidaan minimoida oikealla laitoksen ajamisella. Tukkeutuminen voitiin linkittää biologiseen aktiivisuuteen.
Two different process models were created in this Master’s thesis with the help from existing models. A biological model was extended with extracellular polymeric substances and soluble microbial products. A mechanistic membrane fouling behavior was added to bioreactor model. The models were calibrated with the data available from pilot plant operated in stressful conditions. The results of this work show that stressful conditions enhance fouling and could be minimized with correct operation of the treatment plant. The fouling could be linked to biological activity.
Tässä diplomityössä luotiin kaksi uutta prosessimallia käyttäen apuna olemassa olevia malleja. Biologista mallia laajennettiin ja siihen lisättiin solun ulkopuolisten polymeerien ja mikrobien liukoisten tuotteiden malli. Mekaaninen tukkeumamalli lisättiin bioreaktorimalliin. Mallit kalibroitiin stressitilanteessa ajetulta pilottilaitokselta saadulla datalla. Tämän työn tulokset osoittavat, että stressaavat olosuhteet lisäävät tukkeutumista ja niitä voidaan minimoida oikealla laitoksen ajamisella. Tukkeutuminen voitiin linkittää biologiseen aktiivisuuteen.