第22卷第4期中國給水排水Vol.22 No.4 .2006年2月CHINA WATER & WASTEWATERFeb. 2006美國South Bermuda 污水廠的升級(jí)改造朱石清'，唐建國，周驊”，張善發(fā)”，高允礎(chǔ)”，徐月江’，黃鳴”，:徐鴻德(1.上海市水務(wù)局，上海200003; 2.上海市城投總公司，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200336).摘要:美國South Bermuda 污水廠經(jīng)過工藝升級(jí)改造,污水處理量大為增加(從3.19 x10*m'/d增至5x10* m'/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ASM2D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. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: C文章編號(hào): 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污水廠概況2500項(xiàng)。污水廠的主要化驗(yàn)項(xiàng)目是COD,TSS、TP、South 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。thority(TWA)水務(wù)局下屬最大的污水處理廠,同時(shí)South Bernuda污水廠原設(shè)計(jì)規(guī)模為3. 19 x10*也是TWA的中心污水處理廠、監(jiān)控中心和污泥處m'/d,處理工藝為格柵-→沉砂池- →水量調(diào)節(jié)池-→下理中心。其中設(shè)在South Bermuda 污水廠的化驗(yàn)室魯塞中國煤化工加氯消毒-出水。還是TWA的中心化驗(yàn)室,承擔(dān)TWA下屬其他自來CNMHG;套24h的SCADA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)無線害很余沉,以青僅爾沉形網(wǎng)時(shí)監(jiān)控TWA下屬.31●第4期中國給水排水第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)測控制系統(tǒng)。2 South Bermuda污水廠的升級(jí)改造毛刷擋板隨著服務(wù)范圍內(nèi)污水量的增加,SouthBermuda污水廠需要擴(kuò)建至5x 10* m'/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,Fig.1 Brush pad in sludge outlet of second clarifier應(yīng)用Myralek公司開發(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)A/O系統(tǒng)( BIOS)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7280m'),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 x 10* m'/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2.27x10* m'/d水.一種“以不變應(yīng)萬變"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)( BI-智能優(yōu)化控制系統(tǒng)( BIOS)。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。范圍是迪斯尼樂園區(qū)域,餐飲業(yè)較發(fā)達(dá),故采取如下BIOS系統(tǒng)的核心是在線活性污泥模型,通過將措施以去除進(jìn)人污水廠的動(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)果輸人到系統(tǒng)中,來計(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<0.2 mm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,通過初沉池可以去除部分油脂和比、排泥量等。圖2表示的是BIOS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的過程。BIOS 系統(tǒng)的創(chuàng)新B.加強(qiáng)了對(duì)二沉池浮渣的去除。對(duì)二沉池浮性在中國煤化工基礎(chǔ)來優(yōu)化DO和渣的去除率低是許多污水廠存在的問題,該廠在排|YHCNMHG定的曝氣量或維渣口設(shè)置了“毛刷式擋板”(見圖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●32.第4期朱石清,等:美國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NH/NO;Myratek工程師的介紹,應(yīng)用Myratek BI0S系統(tǒng)能夠的油出、D0在線NH/NO;溫度 工藝過程 的流量,DOSCADA在滿足TWA嚴(yán)格的氮排放要求的同時(shí),減少曝氣分析儀系統(tǒng)BIOS能耗,降低運(yùn)行費(fèi)用。MLVSS4經(jīng) 優(yōu)化后的SRTDO,IRQBIOS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)處理每萬加侖(4.546圖2 BIOS 系統(tǒng)的操作示意圖x 10' m)污水來講每年可節(jié)電120 MW●h, 折合費(fèi)Fig.2 Flow chart of BIOS eystem process用為$9000[以$0.075/(kW●h)]。BIOS系統(tǒng)的安裝包括以下組件: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。- -般來水可達(dá)到氨氮硝酸鹽氮的排放標(biāo)準(zhǔn)。通過實(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。測及在線活性污泥模型邏輯算法模擬生物工藝運(yùn)行分析儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)能說明缺氧區(qū)對(duì)NO3-N的去.狀況,污水廠可在無需重大擴(kuò)建的情況下滿足日益除率和好氧區(qū)對(duì)NH, -N的去除率。分析儀的監(jiān)測嚴(yán)格的排放要求。數(shù)據(jù)和污水廠其他的一.些運(yùn)行數(shù)據(jù)將會(huì)被發(fā)送到控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 Bernuda 污水廠用。經(jīng)BIOS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。水廠能關(guān)閉- -組曝 氣池，從而能使運(yùn)行費(fèi)用顯著降低,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)整來使出水氨氮和硝酸鹽氮達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)⑤預(yù)警系統(tǒng)和工藝恢復(fù)幫助。 BIOS 系統(tǒng)能A-200Mvraek依據(jù)進(jìn)水負(fù)荷來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SouthBermuda污水廠將原有的調(diào)節(jié)池改造成.盟生化反應(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Fig.3 NH, -N and NO; - N on-line analyzer intalld 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PLC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BIOS系統(tǒng)控制中心。其中工業(yè)計(jì)致謝:感謝美國TWA、South Bermuda污水廠以算機(jī)內(nèi)安裝的工藝模型軟件由Myratek 開發(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NHz-N的中國煤化工. com. cn目標(biāo)又能使能耗最小化。MHCNMHG●33●