第22卷第4期國(guó)給水排水Vol 22 No 4206年2月CHINA WATER WASTEWATERFeb.2006美國(guó) South bermuda污水廠的升級(jí)改造朱石清,唐建國(guó)},周驊2,張善發(fā)2,高允礎(chǔ)',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(qū)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(guó)Sω uth Bermuda污水廠經(jīng)過(guò)工藝升級(jí)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(shè)施的占地面積較小。在升級(jí)改造中采用了以在線活性污泥模型ASMD為基礎(chǔ)的生物工藝智能優(yōu)化系統(tǒng)(BIOS),實(shí)現(xiàn)了出水達(dá)標(biāo)排放和曝氣節(jié)能的雙重目的關(guān)鍵詞:污水處理廠;升級(jí)改造;活性污泥模型;生物工藝智能優(yōu)化系統(tǒng)中圖分類號(hào):X703.文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C文章編號(hào):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污水廠概況2500項(xiàng)。污水廠的主要化驗(yàn)項(xiàng)目是COD,TSS、TPSouth bermuda污水廠是 Tohopekaliga water Au-大腸桿菌和硝酸鹽5項(xiàng),還包括微量物質(zhì)的檢測(cè)。orty(TWA)水務(wù)局下屬最大的污水處理廠,同時(shí)South bermuda污水廠原設(shè)計(jì)規(guī)模為3.19×10也是TWA的中心污水處理廠、監(jiān)控中心和污泥處md,處理工藝為格柵→沉砂池→水量調(diào)節(jié)池→卜理中心。其中設(shè)在 South bermuda污水廠的化驗(yàn)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(yàn)室,承擔(dān)TWA下屬其他自來(lái)South bermuda污水廠設(shè)有一套24h的SADA水廠、污水廠的水質(zhì)化驗(yàn)任務(wù),每月常規(guī)化驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)無(wú)線警報(bào)系統(tǒng),該警報(bào)系統(tǒng)能同時(shí)監(jiān)控TwA下屬31第4期中國(guó)給水排水第22卷其他污水廠的運(yùn)行狀況。由于該污水廠的部分處理這一問(wèn)題出水需用于地下回灌,對(duì)其出水要求非常嚴(yán)格,因此設(shè)置了一套完善的出水濁度和加氯消毒系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)2 South bermuda污水廠的升級(jí)改造毛刷攔板隨著服務(wù)范圍內(nèi)污水量的增加, South bermuda污水廠需要擴(kuò)建至5×10m3/d。美商生化科技有限公司承擔(dān)了該廠工藝改造方案的設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)對(duì)該廠連續(xù)的水質(zhì)分析和系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn),其水量調(diào)節(jié)池作用不明顯,并且該調(diào)節(jié)池有條件改造為生化反應(yīng)池。另外,應(yīng)用國(guó)際水協(xié)的活性污泥模型ASM2D對(duì)各種處理工藝進(jìn)行了模擬和比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)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(shè)毛刷擋板池和相應(yīng)的濾池,并將原調(diào)節(jié)池改造成生化反應(yīng)池,ig. 1 Brush pad in shudge outlet of second clarifier應(yīng)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(jí)AO系統(tǒng)(BOS)后,即可滿足擴(kuò)容需要,為污水廠節(jié)省了統(tǒng)可能出現(xiàn)碳源不足的問(wèn)題,為此在新系統(tǒng)增加了大量改造資金投加甲醇的設(shè)施。為了降低成本,美商生化公司開(kāi)原調(diào)節(jié)池改造后的生化反應(yīng)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(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)能夠處理水量達(dá)2.73×10m3/d,這為進(jìn)一步通常狀況下,污水處理廠的進(jìn)水水量、水質(zhì)是不改造氧化溝和今后擴(kuò)容創(chuàng)造了條件。斷變化的,而實(shí)際上污水廠工藝運(yùn)行本身隨這些變South bermuda污水廠的工藝改造及擴(kuò)建具有化而采取的相應(yīng)變化措施是很少的。許多污水廠盡如下特點(diǎn)管采取了根據(jù)曝氣池中的DO控制曝氣量的措施,①充分利用了原有構(gòu)筑物的容量。該廠的改但由于這種控制也是滯后的,污水廠實(shí)際上是處于造用較小的容積(生化反應(yīng)池在227×10m3/d水一種“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的被動(dòng)局面。量下的停留時(shí)間僅為5h)就實(shí)現(xiàn)了較高的除氮要South bermuda污水廠在此次擴(kuò)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(tǒng)(Bl-智能優(yōu)化控制系統(tǒng)(BlOS)。該系統(tǒng)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(jù)生物處理工藝情況及時(shí)改BIOS系統(tǒng)是前饋控制系統(tǒng),采用該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)變運(yùn)行控制參數(shù)(包括DO、內(nèi)回流比、加藥量),從污水廠“因變而變”的目標(biāo),不但可以保證良好的出而實(shí)現(xiàn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)和曝氣節(jié)能的雙重目標(biāo)。水水質(zhì),實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,也降低了能耗,獲得了很好②重視對(duì)浮渣和動(dòng)植物油的去除。由于服務(wù)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。范圍是迪斯尼樂(lè)園區(qū)域,餐飲業(yè)較發(fā)達(dá),故采取如下BOS系統(tǒng)的核心是在線活性污泥模型,通過(guò)將措施以去除進(jìn)入污水廠的動(dòng)植物油和浮渣。SCADA系統(tǒng)收集的在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和最新的化驗(yàn)室A.增加初沉池。初沉池能耗極低,可去除25%分析結(jié)果輸入到系統(tǒng)中,來(lái)計(jì)算活性污泥工藝的最左右的有機(jī)物,而且也去除了粒徑<0.2mm的砂佳運(yùn)行條件,如DO目標(biāo)設(shè)定值、內(nèi)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(tǒng)利用污水廠浮渣,有利于后續(xù)二沉池及濾池的運(yùn)行。的信息優(yōu)化DO和IRQ的過(guò)程。BlOS系統(tǒng)的創(chuàng)新B.加強(qiáng)了對(duì)二沉池浮渣的去除。對(duì)二沉池浮性在于以進(jìn)水的動(dòng)態(tài)變化特性為基礎(chǔ)來(lái)優(yōu)化DO和渣的去除率低是許多污水廠存在的問(wèn)題,該廠在排RQ,而傳統(tǒng)方法只是設(shè)置一個(gè)固定的曝氣量或維渣口設(shè)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(shè)定值,或DO和IRQ的變化是第4期朱石清,等:美國(guó) South bermuda污水廠的升級(jí)改造第22卷不相互關(guān)聯(lián)的。根據(jù) South bermuda污水廠運(yùn)行管理人員及NW/NO污水和污泥Myratek工程師的介紹,應(yīng)用 Myratek BIOS系統(tǒng)能夠在線NH/NO溫度中是的流量,DOSCADA在滿足TWA嚴(yán)格的氮排放要求的同時(shí),減少曝氣能耗,降低運(yùn)行費(fèi)用BOS系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):實(shí)驗(yàn)室分析①降低電耗。BIOS系統(tǒng)能降低污水廠曝氣系統(tǒng)能耗約20%~30%。對(duì)處理每百萬(wàn)加侖(4.546圖2B0s系統(tǒng)的操作示意圖103m3)污水來(lái)講每年可節(jié)電120MW·h,折合費(fèi)Fig 2 Flow chart of BIOSem processBOS系統(tǒng)的安裝包括以下組件用為89000[以80.075/(kW·h)]。①實(shí)時(shí)、在線的氨氮及硝酸鹽氮分析儀/傳感②在污水廠少量甚至無(wú)需擴(kuò)建的情況下,出器。分析儀的數(shù)量取決于污水廠的配置。一般來(lái)水可達(dá)到氨氮、硝酸鹽氮的排放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)講,分析儀安裝在缺氧區(qū)的末端或好氧區(qū)的前端。測(cè)及在線活性污泥模型邏輯算法模擬生物工藝運(yùn)行狀況,污水廠可在無(wú)需重大擴(kuò)建的情況下滿足日益分析儀的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能說(shuō)明缺氧區(qū)對(duì)NO3-N的去除率和好氧區(qū)對(duì)NH3-N的去除率。分析儀的監(jiān)測(cè)嚴(yán)格的排放要求。③能增加污水廠的處理容量和減少基建費(fèi)制面板。圖3是直接安裝在 South bermuda污水廠用。經(jīng)B0S系統(tǒng)對(duì)生物處理工藝進(jìn)行優(yōu)化后,污生化反應(yīng)池上的在線氨氮和硝酸鹽氮分析儀。低,并降低了污水廠的擴(kuò)建需求。④提高了工藝的可控性及穩(wěn)定性。在曝氣量和水力容量足夠的情況下,DO設(shè)置點(diǎn)和IRQ能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整來(lái)使出水氨氮和硝酸鹽氮達(dá)到排放標(biāo)⑤預(yù)警系統(tǒng)和工藝恢復(fù)幫助。BIOS系統(tǒng)能M依據(jù)進(jìn)水負(fù)荷來(lái)判斷污水廠的處理工藝何時(shí)會(huì)被破壞,從而讓管理人員提早做出相應(yīng)的安排。4結(jié)語(yǔ)South bermuda污水廠將原有的調(diào)節(jié)池改造成生化反應(yīng)池,然后新增加配套的沉淀池及濾池,并配備了相應(yīng)的智能優(yōu)化控制系統(tǒng),處理出水能達(dá)標(biāo)排放,且節(jié)省了部分曝氣能耗。 South bermuda污水廠圖3安裝在生化反應(yīng)池的氨氮、硝酸鹽氮在線檢測(cè)儀的自控系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)完備,運(yùn)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(tǒng)(BIOs),bioreaction tank保證了處理出水達(dá)標(biāo)排放,并可降低部分能耗,是污②將PC的控制面板和內(nèi)嵌操作軟件的工水廠自動(dòng)化控制的發(fā)展方向。業(yè)計(jì)算機(jī)封裝在Bos系統(tǒng)控制中心。其中工業(yè)計(jì)致謝:感謝美國(guó)TWA、 South bermuda污水廠以算機(jī)內(nèi)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。污水廠的運(yùn)行特征。BIOS系統(tǒng)控制中心利用分析儀和污水廠其他的運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)確定最佳的DO設(shè)定電話:(021)62362384值及其他運(yùn)行參數(shù),從而既能達(dá)到去除NH3-N的emtech. com. en目標(biāo)又能使能耗最小化。收稿日期:2005-08-33·