Water and energy are closely interlinked during their production and consumption processes. The limited and temporary distribution of energy and water resources poses a significant environmental challenge. Industrial wastewater treatment plants are essential elements of water production and also significant energy consumers. This study proposes a methodology for energy management of a wastewater treatment plant. Specifically, it examines the impact of optimum operating conditions on energy costs for a dairy wastewater treatment plant using a dissolved air flotation process. Monte Carlo simulation was used to optimize the parameters and to determine the reuse potential of dairy effluent. Firstly, the optimum operating conditions were determined. The results revealed a maximum fat, oil, and grease removal efficiency of 97% and a chemical oxygen demand removal efficiency of 70%. The optimum conditions were pH of 8, a saturation pressure of 5 bars, and a recirculation ratio of 33%. The optimum concentrations of coagulant and flocculant that contain polyaluminum chloride and cationic polymer were 20 mg/L and 25 mg/L, respectively. The results of the simulation study gave a recirculation ratio of 26.31%, a polyaluminum chloride concentration of 42.5 mg/L, a cationic polymer concentration of 36.31 mg/L, and a saturation pressure of 4.61 bars. Finally, energy cost assessment was performed using a newly developed model which showed that the energy cost indicator of the existing process was lower than optimum operating conditions. The reuse potential of dairy effluent as cooling water was found to be 52%.

中文翻译：

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乳业废水处理厂的能源成本评估。

水和能源在生产和消费过程中紧密相连。能源和水资源的有限和临时分配带来了巨大的环境挑战。工业废水处理厂是水生产的基本要素，也是重要的能源消耗者。这项研究提出了一种废水处理厂的能源管理方法。具体来说，它使用溶解气浮法研究了最佳运行条件对乳品废水处理厂能源成本的影响。蒙特卡罗模拟用于优化参数并确定乳制品废水的再利用潜力。首先，确定最佳操作条件。结果显示最大脂肪，油，除脂效率为97％，化学需氧量去除效率为70％。最佳条件是pH为8，饱和压力为5 bar和再循环率为33％。含有聚氯化铝和阳离子聚合物的混凝剂和絮凝剂的最佳浓度分别为20 mg / L和25 mg / L。模拟研究的结果给出了再循环率为26.31％，聚氯化铝浓度为42.5 mg / L，阳离子聚合物浓度为36.31 mg / L，饱和压力为4.61 bar。最后，使用新开发的模型进行了能源成本评估，该模型表明现有工艺的能源成本指标低于最佳运行条件。发现乳制品废水作为冷却水的再利用潜力为52％。最佳条件是pH值为8，饱和压力为5 bar，再循环比为33％。含有聚氯化铝和阳离子聚合物的混凝剂和絮凝剂的最佳浓度分别为20 mg / L和25 mg / L。模拟研究的结果给出了再循环率为26.31％，聚氯化铝浓度为42.5 mg / L，阳离子聚合物浓度为36.31 mg / L，饱和压力为4.61 bar。最后，使用新开发的模型进行了能源成本评估，该模型表明现有过程的能源成本指标低于最佳运行条件。发现乳制品废水作为冷却水的再利用潜力为52％。最佳条件是pH值为8，饱和压力为5 bar，再循环比为33％。含有聚氯化铝和阳离子聚合物的混凝剂和絮凝剂的最佳浓度分别为20 mg / L和25 mg / L。模拟研究的结果给出了再循环率为26.31％，聚氯化铝浓度为42.5 mg / L，阳离子聚合物浓度为36.31 mg / L，饱和压力为4.61 bar。最后，使用新开发的模型进行了能源成本评估，该模型表明现有过程的能源成本指标低于最佳运行条件。发现乳制品废水作为冷却水的再利用潜力为52％。包含聚氯化铝和阳离子聚合物的混凝剂和絮凝剂的最佳浓度分别为20 mg / L和25 mg / L。模拟研究的结果给出了再循环率为26.31％，聚氯化铝浓度为42.5 mg / L，阳离子聚合物浓度为36.31 mg / L，饱和压力为4.61 bar。最后，使用新开发的模型进行了能源成本评估，该模型表明现有工艺的能源成本指标低于最佳运行条件。发现乳制品废水作为冷却水的再利用潜力为52％。含有聚氯化铝和阳离子聚合物的混凝剂和絮凝剂的最佳浓度分别为20 mg / L和25 mg / L。模拟研究的结果给出了再循环率为26.31％，聚氯化铝浓度为42.5 mg / L，阳离子聚合物浓度为36.31 mg / L，饱和压力为4.61 bar。最后，使用新开发的模型进行了能源成本评估，该模型表明现有过程的能源成本指标低于最佳运行条件。发现乳制品废水作为冷却水的再利用潜力为52％。聚氯化铝浓度为42.5 mg / L，阳离子聚合物浓度为36.31 mg / L，饱和压力为4.61 bar。最后，使用新开发的模型进行了能源成本评估，该模型表明现有过程的能源成本指标低于最佳运行条件。发现乳制品废水作为冷却水的再利用潜力为52％。聚氯化铝浓度为42.5 mg / L，阳离子聚合物浓度为36.31 mg / L，饱和压力为4.61 bar。最后，使用新开发的模型进行了能源成本评估，该模型表明现有过程的能源成本指标低于最佳运行条件。发现乳制品废水作为冷却水的再利用潜力为52％。