美国South Bermuda污水厂的升级改造

第22卷第4期中国给水排水Vol.22 No.4 .2006年2月CHINA WATER & WASTEWATERFeb. 2006美国South Bermuda 污水厂的升级改造朱石清'，唐建国，周骅”，张善发”，高允础”，徐月江’，黄鸣”，:徐鸿德(1.上海市水务局，上海200003; 2.上海市城投总公司，上海200070; 3.上海松江区水务局，上海201600; 4. 美商生化科技公司上海代表处， 上海200336).摘要:美国South Bermuda 污水厂经过工艺升级改造,污水处理量大为增加(从3.19 x10*m'/d增至5x10* m'/d),而新建处理设施的占地面积较小。在升级改造中采用了以在线活性污泥模型ASM2D为基础的生物工艺智能优化系统( BIOS),实现了出水达标排放和曝气节能的双重目的关键词:污水处理厂; 升级改造;活性污泥模型; 、生物工艺智能优化系统中图分类号: X703. 1文献标识码: C文章编号: 1000.-4602(2006)04 - 0031 -03Upgrading Reconstruction of U. S. South Bermuda W astewaterTreatment PlantZHU Shi-qing' ，TANG Jian-guo'，ZHOU Hua”，ZHANG Shan-fa2.GAO Yun-chu'，XU Yue-jiang”， HUANG Ming，XU Hong-de'( 1. Shanghai Water Authorication, Shanghai 200003 , China; 2. Shanghai MunicipalImvestment Co.，Shanghai 200070, China; 3. Shanghai Songiang District Water AffairsBureau, Shanghai 201600, China; 4. Shanghai Representalire office, U. S. Bio -chemicalScience and Technology Co. , Shanghai 200336, China)Abstract: Afer upgrading reconstruction， the trealment capacity of U. S. South BermudaWastewater Treatment Plant is increased from 3.19x10* m'/d to5 x10* m^/d, and the new built treat-ment facility has less land occupied. In upgrading reconstruction, the bio-process intelligent optimizationsystem based on the on-line activated sludge model ASM2D is used, and thus achieving the efluent up to .discharge standard and energy saving of aeration.Key words: waslewater treatment plant;. upgrading reconstruction; activated sludge model;bio-process itelligent optimizatiun systerm1 South Bermuda污水厂概况2500项。污水厂的主要化验项目是COD,TSS、TP、South Bermuda污水厂是Tohopekaliga water Au-大肠杆菌和硝酸盐5项,还包括微量物质的检测。thority(TWA)水务局下属最大的污水处理厂,同时South Bernuda污水厂原设计规模为3. 19 x10*也是TWA的中心污水处理厂、监控中心和污泥处m'/d,处理工艺为格栅-→沉砂池- →水量调节池-→下理中心。其中设在South Bermuda 污水厂的化验室鲁塞中国煤化工加氯消毒-出水。还是TWA的中心化验室,承担TWA下属其他自来CNMHG;套24h的SCADA水厂、污水厂的水质化验任务.每月常规化验项目达无线害很余沉,以青仅尔沉形网时监控TWA下属.31●第4期中国给水排水第22卷其他污水厂的运行状况。由于该污水厂的部分处理这一问题。出水需用于地下回灌,对其出水要求非常严格,因此设置了一套完善的出水浊度和加氯消毒系统的监测控制系统。2 South Bermuda污水厂的升级改造毛刷挡板随着服务范围内污水量的增加,SouthBermuda污水厂需要扩建至5x 10* m'/d。美商生化科技有限公司承担了该厂工艺改造方案的设计任务。通过对该厂连续的水质分析和系统研究发现,其水量调节池作用不明显,并且该调节池有条件改造为生化反应池。另外,应用国际水协的活性污泥模型ASM2D对各种处理工艺进行了模拟和比较,结果发现在只增加1座初沉池、1座与原二沉池同等尺寸的二沉图1在二沉池排渣口设毛刷挡板池和相应的滤池,并将原调节池改造成生化反应池,Fig.1 Brush pad in sludge outlet of second clarifier应用Myralek公司开发的生物工艺智能优化控制系C.将水解油脂和浮渣作为碳源。二级A/O系统( BIOS)后,即可满足扩容需要,为污水厂节省了统可能出现碳源不足的问题,为此在新系统增加了大量改造资金。投加甲醇的设施。为了降低成本,美商生化公司开原调节池改造后的生化反应池容积约是氧化沟发了将污水中的油脂和浮渣水解作为碳源的技术。容积的1/5(约为7280m'),而改造后的生化处理3生物工艺智能优化系统的应用系统能够处理水量达2.73 x 10* m'/d,这为进-一步通常状况下,污水处理厂的进水水量、水质是不改造氧化沟和今后扩容创造了条件。断变化的,而实际上污水厂工艺运行本身随这些变South Bermuda污水厂的工艺改造及扩建具有.化而采取的相应变化措施是很少的。许多污水厂尽如下特点:管采取了根据曝气池中的DO控制曝气量的措施，①充分利用了原有构筑物的容量。 该厂的改但由于这种控制也是滞后的,污水厂实际上是处于造用较小的容积(生化反应池在2.27x10* m'/d水.一种“以不变应万变"的被动局面。量下的停留时间仅为5h)就实现了较高的除氮要South Bermuda 污水厂在此次扩建改造中采用求,主要措施就是采用了Myratek 开发的生物工艺了Myratek公司的生物工艺智能优化控制系统( BI-智能优化控制系统( BIOS)。该系统能实时分析进OS),较好地缓解了目前的这种被动局面。水的水质状况,然后根据生物处理工艺情况及时改BIOS系统是前馈控制系统,采用该系统能实现变运行控制参数(包括DO、内回流比、加药量),从污水厂“因变而变”的目标,不但可以保证良好的出而实现污水排放标准和曝气节能的双重目标。水水质,实现达标排放,也降低了能耗,获得了很好②重视对浮 渣和动植物油的去除。由于服务的经济效益和环境效益。范围是迪斯尼乐园区域,餐饮业较发达,故采取如下BIOS系统的核心是在线活性污泥模型,通过将措施以去除进人污水厂的动植物油和浮渣。SCADA系统收集的在线实时数据和最新的化验室A.增加初沉池。初沉池能耗极低,可去除25%分析结果输人到系统中,来计算活性污泥工艺的最左右的有机物,而且也去除了粒径<0.2 mm的砂佳运行条件,如DO目标设定值、内回流比、外回流粒。更重要的是,通过初沉池可以去除部分油脂和比、排泥量等。图2表示的是BIOS系统利用污水厂浮渣,有利于后续二沉池及滤池的运行。.的信息优化DO和IRQ的过程。BIOS 系统的创新B.加强了对二沉池浮渣的去除。对二沉池浮性在中国煤化工基础来优化DO和渣的去除率低是许多污水厂存在的问题,该厂在排|YHCNMHG定的曝气量或维渣口设置了“毛刷式挡板”(见图1) ,较好地解决了持一个固定的DO设定值,或DO和IRQ的变化是●32.第4期朱石清,等:美国South Bermuda污水厂的升级改造第22卷不相互关联的。根据South Bermuda 污水厂运行管理人员及NH/NO;Myratek工程师的介绍,应用Myratek BI0S系统能够的油出、D0在线NH/NO;温度 工艺过程 的流量,DOSCADA在满足TWA严格的氮排放要求的同时,减少曝气分析仪系统BIOS能耗,降低运行费用。MLVSS4经 优化后的SRTDO,IRQBIOS系统具有以下特点:实验室分析①降低电耗。BIOS 系统能降低污水厂曝气系统能耗约20% ~ 30%。对处理每万加仑(4.546图2 BIOS 系统的操作示意图x 10' m)污水来讲每年可节电120 MW●h, 折合费Fig.2 Flow chart of BIOS eystem process用为$9000[以$0.075/(kW●h)]。BIOS系统的安装包括以下组件:①实时 、在线的氨氮及硝酸盐氮分析仪/传感②在污水厂少量甚至无需扩建的情况下，出.器。分析仪的数量取决于污水厂的配置。- -般来水可达到氨氮硝酸盐氮的排放标准。通过实时监讲,分析仪安装在缺氧区的末端或好氧区的前端。测及在线活性污泥模型逻辑算法模拟生物工艺运行分析仪的监测数据能说明缺氧区对NO3-N的去.状况,污水厂可在无需重大扩建的情况下满足日益除率和好氧区对NH, -N的去除率。分析仪的监测严格的排放要求。数据和污水厂其他的一.些运行数据将会被发送到控③能增加污水厂 的处理容量和减少基建费制面板。图3是直接安装在South Bernuda 污水厂用。经BIOS系统对生物处理工艺进行优化后,污生化反应池上的在线氨氮和硝酸盐氮分析仪。水厂能关闭- -组曝 气池，从而能使运行费用显著降低,并降低了污水厂的扩建需求。④提高了工艺的可控性及稳定性。 在曝气量和水力容量足够的情况下,DO设置点和IRQ能进行动态调整来使出水氨氮和硝酸盐氮达到排放标准⑤预警系统和工艺恢复帮助。 BIOS 系统能A-200Mvraek依据进水负荷来判断污水厂的处理工艺何时会被破坏，从而让管理人员提早做出相应的安排。4结语SouthBermuda污水厂将原有的调节池改造成.盟生化反应池,然后新增加配套的沉淀池及滤池,并配备了相应的智能优化控制系统,处理出水能达标排放,且节省了部分曝气能耗。South Bermuda 污水厂图3安装在生 化反应池的氨氮、硝酸盐氮在线检测仪的自控系统及报警系统完备,运行管理井井有条,尤Fig.3 NH, -N and NO; - N on-line analyzer intalld in其是改造时安装的生物工艺智能优化系统( BIOS),bioreaction tank保证了处理出水达标排放,并可降低部分能耗,是污②将PLC的控制面板和内嵌操作软件的工水厂自动化控制的发展方向。业计算机封装在BIOS系统控制中心。其中工业计致谢:感谢美国TWA、South Bermuda污水厂以算机内安装的工艺模型软件由Myratek 开发,符合及美商生化科技公司在本次考察中提供的协助。污水厂的运行特征。BIOS 系统控制中心利用分析仪和污水厂其他的运行数据来确定最佳的DO设定电话:(021 )62362384值及其他运行参数,从而既能达到去除NHz-N的中国煤化工. com. cn目标又能使能耗最小化。MHCNMHG●33●