A heat transfer model for biological wastewater treatment system

Abstract

 A heat transfer model for predicting the water temperature of aeration tank in a biological wastewater treatment plant is presented. The heat transfer mechanisms involved in the development of the heat transfer model include heat gains from solar radiation and biochemical reaction and heat losses from evaporation, aeration, wind blowing and conduction through tank walls. Several empirical correlations were adopted and appropriate assumptions made to facilitate the model development. Experiments were conducted in the biological wastewater treatment plant of a chemical fiber company over a year's period. The operational, weather and temperature data were registered. The daily water temperature data were averaged over a month period and compared with the theoretical prediction. Excellent agreement has been obtained between the predicted and measured temperatures, verifying the proposed heat transfer model.

Zusammenfassung

Es wird ein Wärmeübergangsmodell zur Berechnung der Wassertemperatur im Belüftungstank einer Anlage zur biologischen Abwasserbehandlung vorgestellt. Die in das Modell eingehenden Wärmeübergangsmechanismen umfassen: solare Wärmeeinstrahlung, biochemische Reaktion, Wärmeverluste durch Verdampfung, Belüftung, Windeinfluß und Leitung durch die Behälterwände. Mehrere empirische Beziehungen sowie vertretbare Annahmen tragen zur Modellvereinfachung bei. An der biologischen Abwasser-Kläranlage einer Chemiefaserfirma wurden ein Jahr lang Experimente durchgeführt und dabei Betriebs-, Wetter- und Temperaturdaten aufgezeichnet. Die täglichen Wassertemperaturen, gemittelt über einen Monat, zeigten ausgezeichnete Übereinstimmung mit den theoretischen Vorausberechnungen und bestätigten so die Brauchbarkeit des vorgeschlagenen Wärmeübergangsmodells.