PILOT SCALE OPTIMIZATION OF BIOLOGICAL NITROGEN REMOVAL FROM DOMESTIC WASTEWATER FROM SELECTED COMMUNITIES IN EASTERN PROVINCE. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (M.Sc Thesis) Pilot_Scale_Optimization_of_Biological_Nitrogen_Removal_from_Domestic_Wastewater_from_Selected_Communities_in_Eastern.pdf - Other Download (16MB) | Preview

Arabic Abstract

الهدف الرئيسي من هذا البحث هو دراسة إداء المفاعل ذو الدفعات المتسلسلة في معالجة مياه الصرف الصحي المحلية، وتحديداً إزالة النتروجين. المفاعل ذو الدفعات المتسلسلة يستخدم بصورة أساسية في معالجة مياه الصرف الصحي الصناعية كوحدة معالجة صغيرة الحجم. في هذا البحث نأمل أن نسلط الضوء على فوائد هذه الطريقة في معالجة مياه الصرف الصحي المحلية. بدأت الدراسة بعمل تقييم لأداء محطة معالجة مياه صرف صحي محلية تعرف بإسم المحطة الشمالية لمعالجة مياه الصرف والموجودة بالدوحة – الظهران (المملكة العربية السعودية) وهي المحطة التي أخذت منها مياه الصرف الصحي لهذه الدراسة. الفكرة من هذا التقييم هو تمكين هذه الدراسة من مقارنة نتائجها مع المحطة الموجودة فعلياً. قمنا بتحليل عينات مياه الصرف الصحي لمدة أربعة شهور متواصلة. تحليل العينات تضمن (الرقم الهديدروجيني، العكارة، المواد الصلبة العالقة، الحمل البيولوجي، الحمل الكيميائي، النترات و الأمونيا). أظهر التقييم أن المحطة تؤدي المهمة التي صممت من أجلها بطريقة فعالة، وأن كل المعاملات التي أختبرت كانت موافقة للمعاير التي وضعتها السلطات المنظمة وهي وزارة البيئة والمياه والزراعة. بعد أن أجري هذا التقييم، تم استخدام محطة تجريبية للمفاعل ذو الدفعات المتسلسلة للدراسة المعملية. المعاملات التي تم اختبارها في هذه الدراسة تضمنت أيون الهيدروجين، العكارة، الأجسام الصلبة العالقة، الحمل الكيميائي للأوكسجين و عملية إزالة النيتروجين بيولوجياً. وأجريَ ذلك عن طريقين: أولا، إزالة النتروجين بإستخدام طريقة عوز الأكسجين بدأً (أي أن المنطقة الهوائية بعد منطقة نقص الأكسجين). والطريقة الثانية وهي نزع النتروجين بعد منطقة عوز الأكسجين. أظهرت النتائج أن طريقة إزالة النتروجين بعد منطقة عوز الأكسجين أكثر كفاءة في إزالة النتروجين (50%) من طريقة إزالة النتروجين قبل منطقة عوز الأكسجين (21.7%). بالنسبة لنتروجين خلدال فإن نسبة الإزالة كانت تقريباً متساوية في الطريقتين (94%). بالنسبة لإزالة الأمونيا فإن الطريقتين أعطيتا نتيجتين متساويتين تقرباً حوالي (92%). فيما يتعلق بالمعلمات الأخرى، تم الحصول على نتائج مماثلة بين السيناريوهين. نسبة كفاءة إزالة الحمل الكيميائي كانت (73%)، و نسبة كفاءة إزالة العكارة كانت (96%) و نسبة كفاءة إزالة الأجسام الصلبة العالقة كانت (98%). بالمقارنة مع المحطة الشمالية لمعالجة مياه الصرف فإن نسب كفاءات الإزالة لكل العوامل المختبرة للمفاعل ذو الدفعات المتسلسلة قابلة للمقارنة بشكل واضح. هذا يظهر أن المفاعل ذو الدفعات المتسلسلة هو تقنية ممتازة لمعالجة مياه الصرف الصحي المحلية.

English Abstract

The overall aim of this study was to investigate the performance of the sequencing batch reactor (SBR) in the treatment of municipal wastewater, particularly, the removal of nitrogen. SBR is mainly used for the treatment of industrial wastewater as small-scale package plants. This investigation hopes to shed more light on the advantages of this process in the treatment of municipal wastewater. The study started with the assessment of the performance of secondary treatment of North Sewage Treatment Plant (NSTP) in Dhahran, Saudi Arabia where the influent wastewater for the study was taken. The rational for the assessment is to enable this study to compare with the results of this existing plant. Four months of operation data were obtained by analyzing NSTP Influent and effluent samples. The characterization of the municipal wastewater (WW) consisted of pH, Turbidity, Total Suspended Solids (TSS) chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand in 5 days (BOD5), Nitrate, and Ammonia. The assessment showed that the existing plant is performing well, and all the parameters tested were within the standards set by the regulating authority (Ministry of Environment, Water and Agriculture). After the assessment was completed, a pilot scale SBR was used for the experimental study. The parameters tested in this study included; pH, turbidity, TSS, COD and the biological nitrogen removal. Two scenarios were performed, pre-anoxic and post-anoxic to study removal of nitrogen. The results showed that post-anoxic denitrification was more efficient in the removal of Total nitrogen (50%) than pre-anoxic denitrification (21.7%). However, for the removal of Total Kjeldhal nitrogen the removal efficiency was almost the same around 94%. For Ammonia removal, the two scenarios gave similar results around 92% removal. As far as other parameters were concerned, similar results were obtained from the two scenarios. COD removal efficiency reached around 73%, turbidity averaged around 96%, and Total Suspended Solids averaged around 98%. In comparison with the existing NSTP, the removal efficiencies of all parameters tested for the SBR process compares very well. This shows that the SBR process performs well in treating municipal wastewater.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering > Water and Environmental Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Vohra, Muhammad
Committee Co-Advisor:	AGA, Omer
Committee Members:	Bukhari, Alaadin and Al- Malack, Muhammad and Al Suwaiyan, Mohammed
Depositing User:	AHMED KHALAFALLA ALLAZEM (g201402380)
Date Deposited:	11 Apr 2018 12:29
Last Modified:	31 Dec 2020 09:19
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140674