Modelling real-time control options on virtual sewer systems

Author： Borsányi Péter Benedetti Lorenzo Dirckx Geert De Keyser Webbey Muschalla Dirk Solvi Anne-Marie Vandenberghe Veronique Weyand Michael Vanrolleghem Peter A.

Publisher： NRC Research Press

ISSN： 1496-256X

Source： Journal of Environmental Engineering and Science, Vol.7, Iss.4, 2008-07, pp. : 395-410

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Abstract

The study presents a benchmarking methodology to assess the performance of sewer systems and to evaluate the performance of real-time control (RTC) strategies by model simulation. The methodology is presented as a general stepwise approach. Two virtual sewer systems were modelled under four climate conditions. Catchment A represents a small system with medium RTC potential, while catchment B represents a large system with large potential according to PASST guidelines. The rain data represented Oceanic, Continental, Alpine and Mediterranean situations. Annual precipitation data was used. Tests included operation without RTC, and with two classic RTC strategies, aiming at, respectively, equal filling of storage tanks (“average filling”), and aiming at avoiding spilling just upstream of the treatment plant (“WWTP load”). The results have shown that similar RTC strategies perform differently under various climatic conditions and in sewer systems. The presented benchmarking methodology can be used to test the impacts of various climate scenarios on sewer systems that suffer from the limitations of static design.Cette étude propose une méthodologie de référence pour évaluer le rendement des systèmes d'égout et des stratégies de contrôle en temps réel par simulation modélisée. La méthodologie est présentée sous forme d'une approche générale progressive. Deux systèmes d'égouts virtuels ont été modélisés pour quatre conditions climatiques. Le captage A représente un petit système présentant un potentiel moyen de contrôle en temps réel, alors que le captage B représente un grand système présentant un grand potentiel selon les lignes directrices PASST. Les données de précipitations représentent des environnements océaniques, continentaux, alpins et méditerranéens. Les données de précipitations annuelles ont été utilisées. Les essais comprenaient le fonctionnement sans contrôle en temps réel et avec deux stratégies classiques de contrôle en temps réel, visant respectivement le remplissage égal des réservoirs de stockage (« remplissage moyen ») et à éviter le déversement tout juste en amont de l'usine de traitement (« charge WWTP »). Les résultats ont montré que des stratégies similaires de contrôle en temps réel ont des rendements différents selon les conditions climatiques et les systèmes d'égouts. La méthodologie de référence présentée peut être utilisée pour analyser les impacts de divers scénarios climatiques sur les systèmes d'égouts qui subissent les limitations de la conception statique.