Nitrous oxide reduction in wastewater treatment plants by the regulation of the internal recirculation flow rate with a fuzzy controller
Santín López, Ignacio (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes)
Meneses Benítez, Montserrat (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes)
Pedret Ferré, Carles (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes)
Barbu, Marian (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes)
Vilanova i Arbós, Ramon (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Telecomunicació i Enginyeria de Sistemes)

Data:	2023
Resum:	The reduction of greenhouse gas emissions due to anthropogenic causes is one of the world's main challenges to face climate change. Wastewater treatment plants are necessary to improve the quality of wastewater before it is discharged into the receiving environment, but they have the disadvantage of generating nitrous oxide emissions during the biological treatment, which is a potent greenhouse gas. Avoiding partial nitrification by increasing dissolved oxygen is one of the ways to reduce these emissions. However, this article proposes to face a reduction of nitrous oxide emissions by reducing oxygen to minimum levels causing heterotrophic microorganisms to reduce nitrous oxide to dinitrogen. To achieve this objective, the present work proposes a regulation of the internal recirculation flow rate of the biological treatment by means of a fuzzy controller. This regulation is added to a usual control strategy in wastewater treatment plants, which achieves satisfactory results with respect to water quality and operational costs but that generates high nitrous oxide emissions. The Benchmark Simulation Model no. 2 Gas is used as working scenario, which includes the two main nitrous oxide emission pathways: heterotrophic denitrification and ammonia oxidizing bacteria denitrification. The proposed internal recirculation manipulation is shown to achieve nitrous oxide reductions of 26. 70 and 30. 83 % in different time periods with a slight effluent quality improvement and an operational cost reduction.
Ajuts:	Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-197 Agencia Estatal de Investigación TED2021-129134B-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2019-105434RB-C33
Nota:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Benchmark simulation model no. 2 ; Control strategies ; Fuzzy control ; Internal recirculation flow rate ; Wastewater biological treatment ; SDG 13 - Climate Action
Publicat a:	Journal of Water Process Engineering, Vol. 53 (July 2023) , art. 103802, ISSN 2214-7144

DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.103802

16 p, 3.2 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats