Optimisation of the coagulation process to improve plant availability of phosphorus in wastewater sludge

Abstract

Coagulation is used for the removal of colloids, particles and phosphates in wastewater treatment. The efficiency and economics of chemical coagulation, one of the most robust wastewater treatment processes, is critically dependent on the optimal coagulant dosage. The main challenge is to determine the optimal coagulant dosage relative to rapidly varying influent. Excessive coagulant overdosing leads to increased treatment costs and high amount of sludge production, while underdosing leads to a failure to meet the water quality targets alongside less efficient operation of the treatment plant. A fully automated, advanced dosing control system (ACDS) based on all parameters critical for the coagulation process is the answer for this challenge. DOSCON AS has developed an ACDS previously tested and elaborate by Lu (2003) and Rathnaweera (2010). This study starts with a hypothesis that efficient dosing control systems should be capable of adjusting to treatment efficiencies and increased capacities while keeping the dosages at a minimum. Current research expand the capabilities of the ACDS to address more stringent treatment requirements while keeping the dosages low and treatment efficiencies evenly good. The full scale tests of ACDS studies were carried out at NRA wastewater treatment plant in Norway, and the ability to increase treatment capacities from 700 L/s to 1300 L/s and treatment efficiencies from 94% to 96% of total phosphates are demonstrated.

Koagulering brukes for fjerning av kolloider, partikler og fosfater i avløpsvannbehandling. Effektiviteten og økonomien ved kjemisk felling, en av de mest robuste renseprosess for avløp, er kritisk avhengig av optimal dosering av koagulant. Hovedutfordringen er å finne den optimale koagulantdosen relativt til en raskt varierende innløpskvalitet. Overdosering av koagulanter fører til økte kjemikaliekostnader og høy slamproduksjon, mens underdosering fører til en dårligere vannkvalitet og mindre effektiv drift av renseanlegget. Et helautomatisk, avansert dosering kontrollsystem (ADCS) basert på alle parametere som er kritiske for koaguleringsprosessen er svaret på denne utfordringen. DOSCON AS har utviklet et ACDS som har blitt testet og dokumentert av Lu (2003) og Rathnaweera (2010). Denne PhD studien starter med en hypotese om at effektive doserings kontrollsystemer (ACDS) skal være i stand til å tilpasse seg å øke behandlingseffektivitet og kapasitetsøkning, mens dosering holdes på et minimum. Denne studien utdyper og utvider mulighetene til ACDS å møte strengere rensekrav med lavest mulige doser og jevnlig behandlingseffektivitet. Fullskala tester av ADCS studier ble gjennomført ved NRA renseanlegg i Norge, og evnen til å øke behandlingskapasiteten fra 700 l / s til 1300 l / sek og oppnå behandlingseffektivitet fra 94% til 96% av totale fosfater er demonstrert.