美国South Bermuda污水厂的升级改造

第22卷第4期国给水排水Vol 22 No 4206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2,张善发2,高允础',徐月江2,黄呜,徐鸿德1.上海市水务局,上海ˆ200003;2.上海市城授总公司,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20036)摘要:美国Sω uth Bermuda污水厂经过工艺升级改造,污水处理量大为增加(从3.19×10m3d增至5l0°m3/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ASMD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.文献标识码:C文章编号: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污水厂概况2500项。污水厂的主要化验项目是COD,TSS、TPSouth 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。orty(TWA)水务局下属最大的污水处理厂,同时South bermuda污水厂原设计规模为3.19×10也是TWA的中心污水处理厂、监控中心和污泥处md,处理工艺为格栅→沉砂池→水量调节池→卜理中心。其中设在 South bermuda污水厂的化验室鲁塞尔氧化沟→二沉池→滤池一加氯消毒→出水。还是TWA的屮心化验室,承担TWA下属其他自来South bermuda污水厂设有一套24h的SADA水厂、污水厂的水质化验任务,每月常规化验项目达无线警报系统,该警报系统能同时监控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拦板随着服务范围内污水量的增加, South bermuda污水厂需要扩建至5×10m3/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,ig. 1 Brush pad in shudge outlet of second clarifier应用 Myratek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AO系统(BOS)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7280m3),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2.73×10m3/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227×10m3/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(Bl-智能优化控制系统(BlOS)。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BOS系统的核心是在线活性污泥模型,通过将措施以去除进入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%分析结果输入到系统中,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<0.2mm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BOs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。BlOS系统的创新B.加强了对二沉池浮渣的去除。对二沉池浮性在于以进水的动态变化特性为基础来优化DO和渣的去除率低是许多污水厂存在的问题,该厂在排RQ,而传统方法只是设置一个固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NW/NO污水和污泥Myratek工程师的介绍,应用 Myratek BIOS系统能够在线NH/NO温度中是的流量,DOSCADA在满足TWA严格的氮排放要求的同时,减少曝气能耗,降低运行费用BOS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%。对处理每百万加仑(4.546图2B0s系统的操作示意图103m3)污水来讲每年可节电120MW·h,折合费Fig 2 Flow chart of BIOSem processBOS系统的安装包括以下组件用为89000[以80.075/(kW·h)]。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。一般来水可达到氨氮、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状况,污水厂可在无需重大扩建的情况下满足日益分析仪的监测数据能说明缺氧区对NO3-N的去除率和好氧区对NH3-N的去除率。分析仪的监测严格的排放要求。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 bermuda污水厂用。经B0S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。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⑤预警系统和工艺恢复帮助。BIOS系统能M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South bermuda污水厂将原有的调节池改造成生化反应池,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Fig3NH- N and NO3- N on-line analyzer installed 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PC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Bos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NH3-N的emtech. com. en目标又能使能耗最小化。收稿日期:2005-08-33·