Optimización Multi-Objetivo Basada en Simulación Integrada Análisis de Pareto para Lograr una Operación Económica y de Bajo Carbono de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

Es esencial reducir las emisiones de carbono en las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para lograr la neutralidad de carbono en la sociedad. Sin embargo, la optimización actual de las PTAR prioriza el índice de costo de operación (OCI) y el índice de calidad del efluente (EQI) sobre las emisiones de gases de efecto invernadero (GHG). Este estudio tiene como objetivo realizar una optimización multi-objetivo de una PTAR, considerando las emisiones de GHG, EQI y OCI. Se seleccionó el proceso de bioreactor de membrana integrado anaerobio-anóxico-óxico (AAO-MBR) en una PTAR real como caso típico; se simularon decenas de miles de escenarios con combinaciones de seis parámetros operativos (oxígeno disuelto (DO), recurso de carbono externo (ECR), cloruro de polialuminio (PAC), relación de recirculación interna (IRR), relación de recirculación externa (ERR) y descarga de lodos (SD)) mediante el software GPS-X (Hydromantics 8.0.1). Se demostró que el ECR tiene el mayor impacto en los objetivos de optimización. En el escenario óptimo, los principales parámetros de ATDO, MTDO, IRR y ERR fueron 0.1 mg/L, 4 mg/L, 50% y 100%, respectivamente. El EQI, OCI y GHG del mejor escenario fueron 0.046 kg/m3, 0.27 ¥/m3 y 0.51 kgCO2/m3, que fueron un 2.1%, 72.2% y 34.6% mejores que la situación actual de la PTAR en el caso, respectivamente. Este estudio proporciona un método eficaz para lograr una operación de bajo carbono y económica de las PTAR.