Improved Unit Energy Efficiency and Reduced Cost by Innovative Industrial Wastewater Treatment Systems

2021 ◽  
Author(s):  
Jinze Li ◽  
Walter Z. Tang
Keyword(s):  
Energy Efficiency ◽  
Wastewater Treatment ◽  
Industrial Wastewater ◽  
Industrial Wastewater Treatment ◽  
Unit Energy ◽  
Wastewater Treatment Systems

scholarly journals Assessment of Energy-Positive Wastewater Treatment System Design of Different Industrial Wastewater Streams

2021 ◽  
Author(s):  
Jinze Li ◽  
Walter Z. Tang
Keyword(s):  
Wastewater Treatment ◽  
Industrial Wastewater ◽  
Sustainable Design ◽  
Unit Cost ◽  
Environmental Indicators ◽  
Economic Feasibility ◽  
Uasb Reactor ◽  
Industrial Wastewater Treatment ◽  
Innovative Technologies ◽  
Unit Energy

Abstract Activated sludge (AS) process has been used as the conventional industrial wastewater treatment process in the past decades. However, intensive aeration requirements made it impossible for WWTPs to be energy positive. In addition, there are few cases of research assessing the efficiency and economic feasibility of innovative technologies in treating industrial wastewater to achieve energy positive. This study tries to assess the effect of different kinds of industrial wastewater on treatment efficiency, unit energy, environmental sustainability, and unit cost of treatment systems using innovative technologies such as micro sieving, UASB, and PN/A. Our Excel model showed that micro-sieving could remove 32.50-39.72% of COD from industrial wastewater. UASB reactor could removes 15.8%-53.5%, 14.0%-49.0% and 22.9%-51.0% of COD from three different wastewater streams. Mean unit energy production by the innovative system could reach 1.80, 1.77, and 1.73 kWh/kg BODremoved, respectively. The average unit cost of three kinds of wastewater is 0.54, 0.57, and 1.12 $/kg CODremoved, respectively. Treating meat processing wastewater with innovative technologies is the economical treatment method. However, this method could not be considered as the sustainable design due to the high effluent COD concentration. The economic advantages and limitations of innovative technologies in treating industrial wastewater have been quantified by energy, cost and environmental indicators. These metrics provide valuable references for future sustainable design of industrial wastewater treatment systems.

scholarly journals Numerical model for estimating greenhouse gas emissions from pulp and paper industrial wastewater treatment systems in Vietnam

2018 ◽  
Vol 9 (3) ◽  
pp. 162-168
Author(s):  
Xuan Hien Dang ◽  
Thi Van Anh Nguyen ◽  
Duc Toan Nguyen ◽  
Thanh Son Dang
Keyword(s):  
Wastewater Treatment ◽  
Greenhouse Gas ◽  
Industrial Wastewater ◽  
Ghg Emissions ◽  
Treatment System ◽  
Balance Equations ◽  
Industrial Wastewater Treatment ◽  
Wastewater Treatment System ◽  
Runge Kutta ◽  
Wastewater Treatment Systems

At present, it is difficult and costly to measure directly greenhouse gas (GHG) emissions from the wastewater treatment system. Application of model will reduce measurement cost and quickly obtain the forecast data set of GHG emissions. This study developed a mathematical model for both steady and dynamic states to calculate GHG (CO2, CH4, and N2O) emissions from wastewater treatment systems for industrial paper processing. These models are constructed based on mass balance equations of species, including substrate balance equations, biomass balance equations for reactors of treatment systems, stoichiometric coefficiences of species in biochemical reactions and biological processes. The obtained equations were solved based on algorithm of Runge-Kutta and the model was programmed by MATLAB. Results of applying the model to calculate GHG emissions from the paper industrial wastewater treatment system at Bai Bang and Tan Mai plants are as follows: total GHG emissions and emission factor are 3,070.3 kgCO2-eq/day, 0.38 kgCO2-eq/m3, respectively for Bai Bang plant (8,000 m3/day) and 7,413.6 kgCO2-eq/day, 0.74 kgCO2-eq/m3, respectively for Tan Mai plant (10,000 m3/day). The research evaluated a number of influencing factors, such as temperature, flow rate of influent, and substrate concentrations, to GHG emissions at the Tan Mai paper plant. Hiện nay, việc đo đạc trực tiếp phát thải khí nhà kính (KNK) từ hệ thống xử lý nước thải còn khó khăn và tốn kém. Việc áp dụng mô hình sẽ giảm được chi phí đo đạc và nhanh chóng có được bộ số liệu dự báo một cách tương đối về phát thải KNK. Nghiên cứu đã thiết lập được mô hình toán ở trạng thái ổn định và trạng thái không ổn định để tính toán phát thải khí nhà kính (CO2, CH4, N2O) từ hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy. Các mô hình này dựa trên các phương trình cân bằng chất của các cấu tử bao gồm các phương trình cân bằng cơ chất, các phương trình cân bằng sinh khối trong các bể phản ứng và các hệ số tỷ lượng của các chất tham gia các phản ứng sinh hóa. Các phương trình được giải bằng thuật toán Runge-Kutta và mô hình được lập trình trên ngôn ngữ MATLAB. Mô hình được áp dụng tính toán phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy giấy Bãi Bằng và nhà máy giấy Tân Mai, được kết quả như sau: tổng phát thải khí nhà kính (KNK) và hệ số phát thải là 3.070,3 kg CO2-tđ/ngày, 0,38 kg CO2-tđ/m3 tại Nhà máy giấy Bãi Bằng (8.000 m3/ngày) và 7.413,6 kg CO2-tđ/ngày, 0,74 kg CO2-tđ/m3 nhà máy giấy Tân Mai (10.000 m3/ngày). Nghiên cứu đã đánh giá được một số các yếu tố ảnh hưởng như nhiệt độ, lưu lượng nước thải và nồng độ cơ chất dòng vào đến sự phát thải KNK tại nhà máy giấy Tân Mai.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document