Aktiivilieteprosessin simulointiohjelman käyttöönotto

Abstract

Biologisessa jätevedenpuhdistuksessa käytetään usein aktiivilietemenetelmää. Aktiivilieteprosessin avulla voidaan jätevesistä poistaa suurin osa happea kuluttavista orgaanisista aineista sekä mikrobeja ravinnokseen tarvitsevista typpi- ja fosforiyhdisteistä. Prosessi on fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten osaprosessien muodostama systeemi, jonka tärkeänä tutkimustyökaluna nykyaikana toimivat matemaattinen mallintaminen ja simulointi. Näiden tekijöiden avulla pyritään prosessin optimoituun suunnitteluun ja ajoon, jolloin saadaan parempi puhdistustehokkuus ja säästetään kustannuksissa.

Insinöörityön aiheena oli Hydromantiksen GPS-X-simulointiohjelman käyttöönotto. FCG Planeko Oy aikoo tulevaisuudessa käyttää ohjelmaa hyödyksi laitosten käyttötukitoiminnassa ja prosessisuunnittelussa. Tämän työn tavoitteena oli rakentaa GPS-X-ohjelmalla esimerkkimalli ja saada se simuloitua onnistuneesti.Työssä esimerkkikohteena toimi Hermanninsaaren jätevedenpuhdistamo. Puhdistamolle rakennettiin malli, ja sen lähtötiedot syötettiin ohjelmaan laitoksen prosessitietoja vastaavaksi. Puhdistamolta saatu prosessidata muokattiin ohjelman vaatimaan formaattiin ja data asetettiin syöttötiedoiksi ohjelmaan simulointia varten.

Simulointi suoritettiin ilman kalibrointia ja tarkasteltiin, minkälaisia tuloksia saadaan pelkillä parametrien oletusarvoilla. Mallin toimintaa kokeiltiin eri aktiivilietemalleilla. Osalla malleista päästiin ennusteissa suhteellisen lähelle laitoksen mitattuja arvoja.

Activated sludge method is often used in biological waste water treatment. Most of the oxygen consuming organic substances as well as the microbe consuming nitrogen- and phosphorus compounds can be removed by the activated sludge process. The process comprises physical, chemical and biological sub processes and can be studied using mathematic modeling and simulation. The aim of these research methods is to optimize process design and run and thus achieve better purification efficiency and lower expenses.

The main objective in this final year project was to commission Hydromantis's GPS-X- simulation program. FCG Planeko Oy is going to exploit the program in the plant’s operation support systems and process design. The goal of the commissioning was to build an example model with the GPS-X program and to simulate it successfully. Hermanninsaari's waste water plant was the example target of the modeling. The model was built for the plant and its initial data were entered into the program to match the plant process data. The process flow rate data received from the plant were edited to match the format required by the program and reset as a input data into the program for the simulation.

The simulation was performed without calibration because the idea was to examine what kind of results would be received with the default values of the parameters. The functioning of the model was tested with different activated sludge models. For some of these models the predicted values were relatively close to those measured in the plant.