Modelgebaseerde optimalisatie RWZI Eindhoven: verlaging effluent NO 3- en kostenbesparing

Transcriptie

1 Modelgebaseerde optimalisatie RWZI Eindhoven: verlaging effluent NO 3- en kostenbesparing Aquarama Trade Fair, TNAV-VMx Dr. ing. Wim Audenaert Leuven, 25 Oktober 2017

2 Advanced modelling for process optimisation, design and accelerated scale-up UGent Spinoff Est Internationaal 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 2

3 More information on all of our projects? Detailed information at: Subscribe at AM-TEAM s YouTube channel AM-TEAM s newsletter at AM-TEAM.com International conferences, e.g. IWA World Water Conference Tokyo 2018 IWA/WEF WRRmod2018, Québec Weftec2018, New Orleans Scientific publications (download at AM-TEAM.com) Journals such as Water Research, Water Science and Technology 27/10/2017 3

4 RWZI Eindhoven CAS 750,000 IE 3 bioreactoren 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 4

5 Het probleem Te veel zuurstof stroomafwaarts Gehinderde denitrificatie Verhoogd effluent NO 3 - Air distribution Dissolved oxygen 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 5

6 Doelstelling Verminderen zuurstof stroomafwaarts Kostenbesparing Spotten andere optimalisatie-opportuniteiten 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 6

7 Strategie Computational fluid dynamics (CFD) Fysische first principles Geen trial-and-error In-house model 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 7

8 Strategie Computational fluid dynamics (CFD) 1. Toon de wereld dat het accuraat is (validatie) 2. Verbeter de installatie ( what if scenario s) 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 8

9 Validatie Data collectie in 3D 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 9

10 Validatie Data collectie in 3D 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 10

11 Validatie Data collectie in 3D 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 11

12 Resultaten validatie 27/10/

13 Depth (m) Depth (m) Resultaten validatie Stroomsnelheid Vergelijking standard modellen met eigen model 'Standard' approach Model improvement Exp A Exp B Exp C CFD-A CFD-B CFD-C Exp-A Exp-B Exp-C CFD-A CFD-B ,10 0,30 0,50 0,70 0,90 0,10 0,30 0,50 0,70 0,90 Velocity (m/s) Velocity (m/s) 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 13

14 Depth (m) Depth (m) Depth (m) Resultaten validatie Stroomsnelheid Vergelijking standard modellen met eigen model Model improvement 1+2 Model improvement 1+2 Model improvement Exp-A CFD-A -1 Exp-B CFD-B -1 Exp-C CFD-C ,10 0,60 Velocity (m/s) -7 0,10 0,60 Velocity (m/s) -7 0,10 0,60 Velocity (m/s) 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 14

15 Resultaten validatie Opgeloste zuurstof Vergelijking gas holdup met DO Location A Location B B A 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 15

16 Aanpassen ontwerp plant 27/10/

17 Aanpassen ontwerp Voortstuwers en beluchters Scenario s voortstuwers F34 F56 F12 F56 Scenario s beluchters T U H 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 17

18 Aanpassen ontwerp Resultaten Luchtverdeling beluchte zone H F56 Base case H design H design F56 off F56 on 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 18

19 Aanpassen ontwerp Resultaten o Luchtverdeling begin beluchte zone i o i o i H F56 Huidig design H design (F56 on) H design (F56 off) Loc A Loc B Loc C 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 19

20 Aanpassen ontwerp Resultaten Luchtverdeling begin beluchte zone H F56 H design F56 off H design F56 on 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 20

21 Aanpassen ontwerp Resultaten Reductie lucht stroomafwaarts -3.2% -4.5% -10.3% -4.5% -17.2% -9.6% % 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 21

22 Impact 27/10/

23 Impact Aanpassing momenteel in testfase Minstens reductie energiekost: min. 0,5 meur/j Te vroeg om trends in NO 3- te zien Mogelijks verhoging beluchtingsefficiëntie Toekomstig werk Continuering studie Extra scenario s met biokinetiek Sensorlocatie 26/10/2017 Aquarama TNAV/Vmx Workshop 23

24