美國South Bermuda污水廠(chǎng)的升級改造

第22卷第4期國給水排水Vol 22 No 4206年2月CHINA WATER WASTEWATERFeb.2006美國 South bermuda污水廠(chǎng)的升級改造朱石清,唐建國},周驊2,張善發(fā)2,高允礎',徐月江2,黃嗚,徐鴻德1.上海市水務(wù)局,上海?200003;2.上海市城授總公司,上海200070;3.上海松江區水務(wù)局,上海201600;4.美商生化科技公司上海代表處,上海20036)摘要:美國Sω uth Bermuda污水廠(chǎng)經(jīng)過(guò)工藝升級改造,污水處理量大為增加(從3.19×10m3d增至5l0°m3/d),而新建處理設施的占地面積較小。在升級改造中采用了以在線(xiàn)活性污泥模型ASMD為基礎的生物工藝智能優(yōu)化系統(BIOS),實(shí)現了出水達標排放和曝氣節能的雙重目的關(guān)鍵詞:污水處理廠(chǎng);升級改造;活性污泥模型;生物工藝智能優(yōu)化系統中圖分類(lèi)號:X703.文獻標識碼:C文章編號:1000-4602(206)04-0031-0Upgrading Reconstruction of U. S: South Bermuda WastewaterTreatment PlantZHU Shi-qing, TANG Jian-guo, ZHOU Hua", ZHANG Shan-faGAO Yun-chu, XU Yue-jiang", HUANG Ming, XU Hong-deInestment Co., Shanghai 200070, China; 3. Shanghai Songjiang District Water AffairsBureau, Shanghai 201600, China: 4. Shanghai Representative Office, U.S. Bio-chemigScience and Technology Co., Shanghai 200336, China)Abstract: After upgrading reconstruction, the treatment capacity of U.S.South BermudaWastewater Treatment Plant is increased from 3. 19 x 10 m/d to 5x 10 m/d, and the new built treatment facility has less land occupied. In upgrading reconstruction, the bio-process intelligent optimizationsyslem based on the on-line activated sludge model ASM2D is used, and thus achieving the effluent up todischKey words: wastewater treatment plant; upgrading reconstruction; activated sludge modelbio-process intelligent optimization system1 South bermuda污水廠(chǎng)概況2500項。污水廠(chǎng)的主要化驗項目是COD,TSS、TPSouth bermuda污水廠(chǎng)是 Tohopekaliga water Au-大腸桿菌和硝酸鹽5項,還包括微量物質(zhì)的檢測。orty(TWA)水務(wù)局下屬最大的污水處理廠(chǎng),同時(shí)South bermuda污水廠(chǎng)原設計規模為3.19×10也是TWA的中心污水處理廠(chǎng)、監控中心和污泥處md,處理工藝為格柵→沉砂池→水量調節池→卜理中心。其中設在 South bermuda污水廠(chǎng)的化驗室魯塞爾氧化溝→二沉池→濾池一加氯消毒→出水。還是TWA的屮心化驗室,承擔TWA下屬其他自來(lái)South bermuda污水廠(chǎng)設有一套24h的SADA水廠(chǎng)、污水廠(chǎng)的水質(zhì)化驗任務(wù),每月常規化驗項目達無(wú)線(xiàn)警報系統,該警報系統能同時(shí)監控TwA下屬31第4期中國給水排水第22卷其他污水廠(chǎng)的運行狀況。由于該污水廠(chǎng)的部分處理這一問(wèn)題出水需用于地下回灌,對其出水要求非常嚴格,因此設置了一套完善的出水濁度和加氯消毒系統的監測控制系統2 South bermuda污水廠(chǎng)的升級改造毛刷攔板隨著(zhù)服務(wù)范圍內污水量的增加, South bermuda污水廠(chǎng)需要擴建至5×10m3/d。美商生化科技有限公司承擔了該廠(chǎng)工藝改造方案的設計任務(wù)。通過(guò)對該廠(chǎng)連續的水質(zhì)分析和系統研究發(fā)現,其水量調節池作用不明顯,并且該調節池有條件改造為生化反應池。另外,應用國際水協(xié)的活性污泥模型ASM2D對各種處理工藝進(jìn)行了模擬和比較,結果發(fā)現在只增加1座初沉池、1座與原二沉池同等尺寸的二沉圖1在二沉池排渣口設毛刷擋板池和相應的濾池,并將原調節池改造成生化反應池,ig. 1 Brush pad in shudge outlet of second clarifier應用 Myratek公司開(kāi)發(fā)的生物工藝智能優(yōu)化控制系C將水解油脂和浮渣作為碳源。二級AO系統(BOS)后,即可滿(mǎn)足擴容需要,為污水廠(chǎng)節省了統可能出現碳源不足的問(wèn)題,為此在新系統增加了大量改造資金投加甲醇的設施。為了降低成本,美商生化公司開(kāi)原調節池改造后的生化反應池容積約是氧化溝發(fā)了將污水中的油脂和浮渣水解作為碳源的技術(shù)。容積的1/5(約為7280m3),而改造后的生化處理3生物工藝智能優(yōu)化系統的應用系統能夠處理水量達2.73×10m3/d,這為進(jìn)一步通常狀況下,污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水水量、水質(zhì)是不改造氧化溝和今后擴容創(chuàng )造了條件。斷變化的,而實(shí)際上污水廠(chǎng)工藝運行本身隨這些變South bermuda污水廠(chǎng)的工藝改造及擴建具有化而采取的相應變化措施是很少的。許多污水廠(chǎng)盡如下特點(diǎn)管采取了根據曝氣池中的DO控制曝氣量的措施,①充分利用了原有構筑物的容量。該廠(chǎng)的改但由于這種控制也是滯后的,污水廠(chǎng)實(shí)際上是處于造用較小的容積(生化反應池在227×10m3/d水一種“以不變應萬(wàn)變”的被動(dòng)局面。量下的停留時(shí)間僅為5h)就實(shí)現了較高的除氮要South bermuda污水廠(chǎng)在此次擴建改造中采用求,主要措施就是采用了 Myratek開(kāi)發(fā)的生物工藝了 Myratek公司的生物工藝智能優(yōu)化控制系統(Bl-智能優(yōu)化控制系統(BlOS)。該系統能實(shí)時(shí)分析進(jìn)OS),較好地緩解了目前的這種被動(dòng)局面。水的水質(zhì)狀況,然后根據生物處理工藝情況及時(shí)改BIOS系統是前饋控制系統,采用該系統能實(shí)現變運行控制參數(包括DO、內回流比、加藥量),從污水廠(chǎng)“因變而變”的目標,不但可以保證良好的出而實(shí)現污水排放標準和曝氣節能的雙重目標。水水質(zhì),實(shí)現達標排放,也降低了能耗,獲得了很好②重視對浮渣和動(dòng)植物油的去除。由于服務(wù)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。范圍是迪斯尼樂(lè )園區域,餐飲業(yè)較發(fā)達,故采取如下BOS系統的核心是在線(xiàn)活性污泥模型,通過(guò)將措施以去除進(jìn)入污水廠(chǎng)的動(dòng)植物油和浮渣。SCADA系統收集的在線(xiàn)實(shí)時(shí)數據和最新的化驗室A.增加初沉池。初沉池能耗極低,可去除25%分析結果輸入到系統中,來(lái)計算活性污泥工藝的最左右的有機物,而且也去除了粒徑<0.2mm的砂佳運行條件,如DO目標設定值、內回流比、外回流粒。更重要的是,通過(guò)初沉池可以去除部分油脂和比、排泥量等。圖2表示的是BOs系統利用污水廠(chǎng)浮渣,有利于后續二沉池及濾池的運行。的信息優(yōu)化DO和IRQ的過(guò)程。BlOS系統的創(chuàng )新B.加強了對二沉池浮渣的去除。對二沉池浮性在于以進(jìn)水的動(dòng)態(tài)變化特性為基礎來(lái)優(yōu)化DO和渣的去除率低是許多污水廠(chǎng)存在的問(wèn)題,該廠(chǎng)在排RQ,而傳統方法只是設置一個(gè)固定的曝氣量或維渣口設置了“毛刷式擋板”(見(jiàn)圖1),較好地解決了持一個(gè)固定的DO設定值,或DO和IRQ的變化是第4期朱石清,等:美國 South bermuda污水廠(chǎng)的升級改造第22卷不相互關(guān)聯(lián)的。根據 South bermuda污水廠(chǎng)運行管理人員及NW/NO污水和污泥Myratek工程師的介紹,應用 Myratek BIOS系統能夠在線(xiàn)NH/NO溫度中是的流量,DOSCADA在滿(mǎn)足TWA嚴格的氮排放要求的同時(shí),減少曝氣能耗,降低運行費用BOS系統具有以下特點(diǎn):實(shí)驗室分析①降低電耗。BIOS系統能降低污水廠(chǎng)曝氣系統能耗約20%~30%。對處理每百萬(wàn)加侖(4.546圖2B0s系統的操作示意圖103m3)污水來(lái)講每年可節電120MW·h,折合費Fig 2 Flow chart of BIOSem processBOS系統的安裝包括以下組件用為89000[以80.075/(kW·h)]。①實(shí)時(shí)、在線(xiàn)的氨氮及硝酸鹽氮分析儀/傳感②在污水廠(chǎng)少量甚至無(wú)需擴建的情況下,出器。分析儀的數量取決于污水廠(chǎng)的配置。一般來(lái)水可達到氨氮、硝酸鹽氮的排放標準。通過(guò)實(shí)時(shí)監講,分析儀安裝在缺氧區的末端或好氧區的前端。測及在線(xiàn)活性污泥模型邏輯算法模擬生物工藝運行狀況,污水廠(chǎng)可在無(wú)需重大擴建的情況下滿(mǎn)足日益分析儀的監測數據能說(shuō)明缺氧區對NO3-N的去除率和好氧區對NH3-N的去除率。分析儀的監測嚴格的排放要求。③能增加污水廠(chǎng)的處理容量和減少基建費制面板。圖3是直接安裝在 South bermuda污水廠(chǎng)用。經(jīng)B0S系統對生物處理工藝進(jìn)行優(yōu)化后,污生化反應池上的在線(xiàn)氨氮和硝酸鹽氮分析儀。低,并降低了污水廠(chǎng)的擴建需求。④提高了工藝的可控性及穩定性。在曝氣量和水力容量足夠的情況下,DO設置點(diǎn)和IRQ能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整來(lái)使出水氨氮和硝酸鹽氮達到排放標⑤預警系統和工藝恢復幫助。BIOS系統能M依據進(jìn)水負荷來(lái)判斷污水廠(chǎng)的處理工藝何時(shí)會(huì )被破壞,從而讓管理人員提早做出相應的安排。4結語(yǔ)South bermuda污水廠(chǎng)將原有的調節池改造成生化反應池,然后新增加配套的沉淀池及濾池,并配備了相應的智能優(yōu)化控制系統,處理出水能達標排放,且節省了部分曝氣能耗。 South bermuda污水廠(chǎng)圖3安裝在生化反應池的氨氮、硝酸鹽氮在線(xiàn)檢測儀的自控系統及報警系統完備,運行管理井井有條,尤Fig3NH- N and NO3- N on-line analyzer installed in其是改造時(shí)安裝的生物工藝智能優(yōu)化系統(BIOs),bioreaction tank保證了處理出水達標排放,并可降低部分能耗,是污②將PC的控制面板和內嵌操作軟件的工水廠(chǎng)自動(dòng)化控制的發(fā)展方向。業(yè)計算機封裝在Bos系統控制中心。其中工業(yè)計致謝:感謝美國TWA、 South bermuda污水廠(chǎng)以算機內安裝的工藝模型軟件由 Myratek開(kāi)發(fā),符合及美商生化科技公司在本次考察中提供的協(xié)助。污水廠(chǎng)的運行特征。BIOS系統控制中心利用分析儀和污水廠(chǎng)其他的運行數據來(lái)確定最佳的DO設定電話(huà):(021)62362384值及其他運行參數,從而既能達到去除NH3-N的emtech. com. en目標又能使能耗最小化。收稿日期:2005-08-33·