Fakulty of Engineering Department of Process Engineering & Mass Transfer Study of the Balance and the Reduction of excessive Sludge in wastewater treatment

Fakulty of EngineeringFakulty of Engineering

Department of Department of Process Engineering & Mass Process Engineering & Mass Transfer Transfer

Study of the Balance and the Reduction of excessive Sludge in

wastewater treatment plants

By: Hasan Hamouda

Supervisor: Prof. Dr.-Eng A. Vogelpohl

Institut für Thermische Verfahrenstechnik


2 / 32


3 / 32

municipal wastewater treatment plantsmunicipal wastewater treatment plants


4 / 32

Industrial wastewater treatment plantsIndustrial wastewater treatment plants


5 / 32

Separation Sand trap Primary Sedimentation

Bio-reactor

Sedimentation Tank

CO2

Primary Sludge

excessive Sludge

influence

effluence

wastewater treatment plantswastewater treatment plants

preflooder

O2


6 / 32

Sludge treatmentSludge treatment

Dewatering

Anaerobic

Stabilization

Landfill

agricultural recycling

thermal recycling

Sludge

http://dict.tu-chemnitz.de/dings.cgi?o=3003;style=;iservice=en-de;query=agricultural

http://dict.tu-chemnitz.de/dings.cgi?o=3003;style=;iservice=en-de;query=recycling

http://dict.tu-chemnitz.de/dings.cgi?o=3003;style=;iservice=en-de;query=thermal

http://dict.tu-chemnitz.de/dings.cgi?o=3003;style=;iservice=en-de;query=recycling

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DumpingProductionExcretion

Wastewater housewaste

WWT Landfill

thermal recycling

preflooder

Soil

Groundwater

Drinkwater

Sludge

Seepage Water

Influence in the Environment & in HumanhealthInfluence in the Environment & in Humanhealth


8 / 32

12 4 5

6

6

7

7 1: Abwasserzulauf 2: Rechen 3: Sandfang 4: Vorklärung 5: Denitrifikationsbecken 6: Nitrifikationsbecken 7: Nachklärbecken 8: Rücklaufschlamm 9: Überschussschlamm10: Klarwasserablauf

10

8

Bilanzgrenze

9

3

Balance-boundaryBalance-boundary


9 / 32

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14

BTS in kg BSB5/kg TS.d

Sp

ezif

isch

e Ü

ber

sch

uss

sch

lam

mp

rod

ukt

ion

in

kg

TS

/kg

BS

B5,

el.

Nach Schultz ermittelte Werte

eigene berechnete Werte

eigene gemessene Werte


10 / 32

Theoretical CalculationTheoretical Calculation


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12 / 32


13 / 32


14 / 32


15 / 32

FI

Vorlage Synthetisches Abwasser 1000 l

Belebungs-Reaktor 250 l

Behälter für Über-schussschlamm

Nachklärbecken 32 l

Ablauf Nach-klärbecken

Überlauf Über-schussschlamm

Rückschlamm-pumpe

T

O2

FI

FI

M

Luft

M

Tellerbelüfter

Flow sheet of the Bench-Scale PlantFlow sheet of the Bench-Scale Plant


16 / 32

Flow sheet of the Bench-Scale PlantFlow sheet of the Bench-Scale Plant


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18 / 32

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11


Sp

ezif

isch

e Ü

ber

sch

uss

sch

lam

mp

rod

ukt

ion

in k

g T

S/k

g B

SB

5,el

.

berechnete Werte

gemessene Werte

Aus Messungen bei:

BR = 0,2 - 0,4 kg BSB5/kg m3.dT = 20 °CpH = 7,0CO2 = 5 mg/l


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0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Schlammbelastung in kg BSB5/kg TS d

Sp

ezif

isch

e Ü

ber

sch

uss

sch

lam

mp

rod

ukt

ion

in

kg

TS

/kg

BS

B5,

el.

biologischeÜberschussschlammproduktion

GesamteÜberschussschlammproduktion

Überschussschlammproduktiondurch Feststoffe


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mTSBBmNKB

HNKB

Bd

mÜSSRS

mAb

Exactly Bio-Balance & Exactly Bio-Balance & InfluencesInfluences


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0cQB Zud

)(,, AnfangBBEndBB TSTSBBTSBB ccVm

NKBAnfangNKBEndNKBNKBNKB TSHHAm )( ,,

ÜSSTSÜSSÜSS cQm

AblaufTSAblaufAblauf cQm ,


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0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11


Sp

ezi

fisch

e Ü

bers

ch

usssch

lam

mp

rod

ukti

on

in

kg

TS

/kg

BS

B 5,e

l.(b

ere

ch

net)

KA1 1999

KA2 1999

KA3 1999

KA4 1999

KA5 1999

Sludge-LoadSludge-Load


23 / 32

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13


Sp

ezif

isch

e Ü

ber

sch

uss

sch

lam

mp

rod

ukt

ion

in k

g T

S/k

g B

SB

5,el

.(ber

ech

net

)

KA1 2000

KA2 2000

KA3 2000

KA4 2000

KA5 2000

Sludge-LoadSludge-Load


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0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,44

00

0

60

00

80

00

10

00

0

12

00

0

14

00

0

16

00

0

18

00

0

20

00

0

22

00

0

24

00

0

26

00

0

28

00

0

30

00

0

32

00

0

Abwassermenge in m3/d

Sp

ezif

isch

e Ü

ber

sch

uss

sch

lam

mp

rod

ukt

ion

in k

g T

S/k

g B

SB

5,el

.

KA1 1999

KA2 1999

KA1 2000

KA2 2000

Volume Flow (amount of Wastewater)Volume Flow (amount of Wastewater)


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0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,40

50

0

10

00

15

00

20

00

25

00

30

00

35

00

40

00

45

00

Abwassermenge in m3/d

Sp

ezi

fisch

e Ü

bers

ch

usssch

lam

mp

rod

ukti

on

in

kg

TS

/kg

BS

B 5,e

l.

KA3 1999

KA4 1999

KA5 1999

KA3 2000

KA4 2000

KA5 2000

Volume Flow (amount of Wastewater)Volume Flow (amount of Wastewater)


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0 2 4 6 8 10 12 14TS-Konzentration in g/l

Sc

hla

mm

hö

he

in

m

0

1

2

3

4

5

Messung 1

Messung 2

Messung 3

Messung 4

High of the Sludge in the Sedimentation tank High of the Sludge in the Sedimentation tank


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ANKB in m2 TSRS in g/l HNKB in m mNKB in kg

TS

315 8

0,2 502

0,8 2016

1,30 3276

2,8 7056

Messungen[-]

Schlammassein t TS

Prozent. Anteilin %

Messung 1 3,20 8

Messung 2 7,30 18

Messung 3 9,30 23

Messung 4 9,80 25

High of the Sludge in the Sedimentation tank High of the Sludge in the Sedimentation tank


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Data Base (Idea)Data Base (Idea) Betriebsdaten

Datenerfassungssystem vorhanden ?

Ja No

Datenbank als Nach-geschaltete Stufe zum Datenerfassungssystem

Evaluation

Documentation

Data base

Kontrolle


29 / 32

Data InputData Input


30 / 32

ParametersParameters


31 / 32

ReportReport


32 / 32

SummarySummary

The New Results in one A4The New Results in one A4


Contents

Introduction

State of Knowledge

Theory

Experimental Part

Discussion

Summary

Literature

indexes

Thesis Thesis


Thank you for your kind attentionThank you for your kind attention

EndEnd

Documents

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