Performance evaluation of a solar-powered wastewater treatment plant (two-stage SBR) operated in tropical climate regions

Autor: Lukas Dufner, Tamil Sakthi Silva Selvam, Nikolai Otto, Daniela Neuffer, Hélio Rodrigues dos Santos
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Engenharia Sanitaria e Ambiental, Volume: 27, Issue: 6, Pages: 1123-1132, Published: 14 NOV 2022
Engenharia Sanitaria e Ambiental v.27 n.6 2022
Engenharia Sanitaria e Ambiental
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES)
instacron:ABES
Popis: This article investigates the performance behaviour of a small decentralized wastewater treatment plant with a capacity of up to 50 population equivalents powered by solar energy. The two-stage sequencing batch reactor (SBR) consists of a photovoltaic (PV) system to deliver energy, a battery storage for night operation and two reactor tanks. In the experimental period of 157 days, the wastewater inflow was increased from 3 to 4.5 and 6 m3.d−1, with sludge ages of 32 ± 2 d in the beginning and 21 ± 2 d in the end. The results corresponding to the different phases indicated high efficiency and stability of the system with domestic wastewater, reaching efficiencies of the test periods of 93 ± 2%, 86 ± 4% and 93 ± 6% for removal of chemical oxygen demand, nitrogen and phosphorus, respectively. In the last 51 days, aeration in the night was interrupted for three hours to save energy and study the behaviour of extended non-aerated phases. A shortening of the aeration phases can help to extend the lifetime of batteries and reduce operational costs, while limiting values in the outlet are still met. RESUMO Este artigo investiga o comportamento do desempenho de uma pequena estação de tratamento de águas residuais descentralizada, com capacidade de até 50 equivalentes de população alimentada por energia solar. O reator de bateladas sequenciais de dois estágios (SBR) consiste em um sistema fotovoltaico (PV) para fornecer energia, uma bateria de armazenamento para operação noturna e dois tanques de reação. No período experimental de 157 dias, a afluência de esgoto foi aumentada de 3 para 4,5 e 6 m3.d−1, com idades de lodo de 32 ± 2 d no início e 21 ± 2 d no fim. Os resultados correspondentes às diferentes fases indicaram alta eficiência e estabilidade do sistema com esgoto doméstico, que atingiu eficiências nos períodos de teste de 93 ± 2%, 86 ± 4% e 93 ± 6% para a remoção de demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio (N) e fósforo (P), respectivamente. Nos últimos 51 dias, a aeração noturna foi interrompida por três horas para economizar energia e estudar o comportamento das fases prolongadas sem aeração. A redução das fases de aeração pode ajudar a estender a vida útil das baterias e reduzir os custos operacionais, enquanto os valores limite na saída ainda são atendidos.
Databáze: OpenAIRE
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