3.10.1 Chemical Oxygen Demand (COD) . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.10.2 Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS) . . . . . . . . . . . 54
3.10.3 MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) . . . 55
3.10.4 Alkalinity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.10.5 Total Solids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.10.6 Total Suspended Solids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.10.7 Determination of Dissolved Oxygen (DO) . . . . . . . . . . 57
3.10.8 Ammonium Nitrogen (NH4
+
-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.10.9 Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.10.10 Organic Nitrogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.10.11 Total Phosphorus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4 Development of a Mathematical Model for an Aerobic Fixed-Bed
Hybrid Bioreactor and Its Analytical Validation . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.1 Basic Consideration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.1.1
Assumptions for Model Development . . . . . . . . . . . . . 61
4.1.2
Fundamental Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.1.3
Justification of Current Methodology . . . . . . . . . . . . . . 63
4.2 Development of a Mathematical Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.2.1
Problem Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.2
Model Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.3
Essence of Flowcharts Constructed . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.2.4
Modality of Application of the Developed Model . . . . . 75
4.2.5
Novelty of the Developed Model . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.3 Analytical Validation of the Developed Model . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.1
Primary Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.2
Selection of Data Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.3
Modality of Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5 Fabrication of Fixed-Bed Hybrid Bioreactor and Hydraulic
Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1 Reactor Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1.1
Description of an Aerobic Hybrid Bioreactor Setup . . . 81
5.2 Hydraulic Study on Fixed-Bed Hybrid Bioreactor . . . . . . . . . . . . 84
5.2.1
Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.2.2
Theoretical Aspect of Tracer Response Curves . . . . . . . 84
5.2.3
Experimental Tracer Response Curves . . . . . . . . . . . . . 86
5.3 Preliminary Studies for Comparison of Performance Between
Fixed-Bed Hybrid Bioreactor and Suspended-Growth System . . . 87
5.3.1
Basic Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.3.2
Experimental Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Contents
xi