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Innovative model-based design and operational optimization of Dissolved Air Flotation

Description du projet

Plus de déchets et moins d’eau pour une production accrue de biocarburants

Les combustibles fossiles sont des restes d’hydrocarbures provenant d’organismes autrefois vivants. Ils sont riches en énergie, mais leur combustion génère des émissions, et leur rareté grandissante pose des problèmes en matière de sécurité de l’approvisionnement et de volatilité des prix. Les déchets humains constituent une autre ressource d’hydrocarbures à haute teneur énergétique, provenant cette fois d’organismes vivants. Largement disponibles sans être sujets à la moindre restriction, ils constituent la ressource renouvelable par excellence. Pour pouvoir utiliser les énormes quantités de matières organiques contenues dans les eaux usées urbaines, il faut trouver des moyens de les concentrer afin que les petits organismes qui les transforment en biogaz puissent être plus productifs. Le projet InnoDAF, financé par l’UE, prépare le terrain pour mettre à profit une approche prometteuse de concentration grâce à une campagne de modélisation globale et d’expérimentation visant à en caractériser et en optimiser les processus et les paramètres.

Objectif

Water and resources recovery from sewage stand at the foreground of circular economy and technological innovation in the wastewater industry 4.0. The approach of up-concentration of municipal effluent upon arrival at the wastewater treatment facilities followed by anaerobic digestion allows closing cycles and is an alternative solution to conventional activated sludge processes, which have little or no reuse. Dissolved air flotation (DAF) has great potential as an up-concentration process, a first priority of the above-mentioned combo system. To bring the technology readiness level of DAF for up-concentration of sewage and A-sludge to a higher level to make it ready for the market, the knowledge gap in fluid mechanisms of flocculation and hydraulic performance in DAF will be addressed based on the computational fluid dynamics (CFD) modelling and integrated model framework of CFD and PBM (population balance model) and XDLVO (extended Derjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek) forces, a totally complete bottom-up approach. Extensive validation experiments of fluid flow velocity, bubble and floc property (density, size distribution, interfacial force, etc.) and residence time distribution in bench- and pilot-scale DAF will be carried out together with the modeling work to build a simulation platform for reliable hydrodynamic prediction in DAF. Based on this platform, optimization of DAF will be carried out in terms of design and operation. A major reduction in the pretreatment flocculation times and an increase of floc stability will be achieved by optimizing contact zone, flocculator pipes and chemical dosage in sewage up-concentration. A major increase in the hydraulic loadings with flow pattern optimization will be pursued by modifying the configuration of contact and separation zone and by varying operations.

Régime de financement

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Coordinateur

UNIVERSITEIT GENT
Contribution nette de l'UE
€ 178 320,00
Adresse
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgique

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Région
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 178 320,00