Flow Parameters Effects on Aerobic Biodegradation of Pollutants in Sewer System

The interceptor of urban wastewater should be treated as a collector and transporter of sewage and also as a bioreactor, with a continuous inflow, growth and washing out of biomass. Specific sewage biodegradation processes were described by suitable mathematical models of biomass growth and decay. For given system it is possible to compose the matrix of integrated process of organic substance transformation in the gravitational sewer system. Numerical model based on described processes contains stoichiometric and kinetic parameters of sewage biodegradation appropriate to living microfauna of saprobionts as a biological processing factor in sewer pipe and a precursor of activated sewage sludge in wastewater treatment plant. Complete numerical implementation of a model includes also a module of sewer channel hydrodynamic calculation based on Saint-Venant equation. As a last part of necessary modules advection-dispersion equation is used. This kind of model, makes it possible to demonstrate the changes of pollutants load change to the wastewater treatment plant through interceptor of a sewage system. It can be also used to predict influence of combined sewer overflows on receiving waters. This paper, based on the previous achievements is a case study to create a model describing the process of self-purification of urban sewage running in gravitational sewer in the presence of saprobiontic microfauna.

W grawitacyjnych systemach kanalizacyjnych zachodzą procesy zarówno fizyczne, chemiczne, jak i biologiczne. Biodegradacja oecieków, prowadząca do rzeczywistego ubytku ładunku zanieczyszczeń podczas ich przepływu w kanalizacji, jest ważnym procesem zmieniającym ilooeć i jakość niesionych zanieczyszczeń. Stąd też kolektor grawitacyjny powinien być traktowany zarówno jako tlenowo-beztlenowy reaktor biologiczny, jak i urządzenie do zbierania i transportu oecieków. W prezentowanej pracy proces biodegradacji ścieków opisano za pomocą modelu matematycznego wzrostu i rozwoju populacji mikroorganizmów, który stanowi człon źródłowy w równaniu dwekcji-dyspersji. Parametry hydrodynamiczne powiązane z wysokością napełnienia kolektora grawitacyjnego systemu kanalizacyjnego, wykorzystywane w symulacjach, są obliczane za pomocą równania Saint-Venanta. Prezentowany model może być pomocny podczas określania dynamiki zmian ładunków zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni poprzez kolektory systemu kanalizacyjnego oraz prognozowania oddziaływania przelewów burzowych na wody odbiornika.