Passaic Valley:精确的污泥固体测量意味着大量的节省

帕塞伊克河谷污水处理厂离心浓缩自动控制方案

随着Valmet TS在线测量和自动离心机控制的实施,美国一家废物处理厂每年减少了120万美元的化学和能源成本。

数以百计的瓦尔麦特公司TSinline总固体计量仪已成功安装在北美的污水处理厂,基于聚合物添加率、能源成本、污泥处理和运输成本的节省,提供了良好的投资回报。典型的节省每年可以达到数万美元,但通常情况下,“明星表现”会在节省和投资回报率更高的地方脱颖而出。在美国新泽西州纽瓦克市的Passaic山谷污水处理委员会(PVSC)报道了这样一个案例。Valmet TS仪表测量进料和排出固体到四个离心机浓缩机的可靠读数用于精确控制浓缩操作,响应输入固体的变化并稳定出口。这些测量和控制措施使浓稠污泥量减少了9%,从而节省了120万美元的能源和化学品使用。

固体流量计的安装和控制结果在2014年10月的《水环境与技术》杂志上发表了一篇题为“曾经我是盲人,但现在我能看见”的文章,作者包括PVSC的工作人员。作者提出了一个很好的观点,“在不知道进水和出水中的固体百分比的情况下,操作污泥或生物固体过程就像蒙着眼睛开车一样。这些数据对污泥至关重要,因为处理的相关成本高达水资源和回收操作总成本的50%。”

降低成本的需要促使PSVC寻找新的、更有效的在线测量总固体的方法。操作人员每四小时进行一次测试非常耗时,而且不够及时,无法进行精确、实时的增稠控制。离心进料固体的变化有时会导致过增稠和堵塞。现有的内联光学仪器由于流动中的气泡、不同的颗粒大小和固体颜色差异而麻烦。它们从未用于精确的固体测量和自动控制。PVSC测试了Valmet TS,该TS基于总固体的微波飞行时间测量,并对污泥电导率进行了内部校正测量。PVSC认为,通过可靠的连续测量,可以在不需要操作人员参与的情况下将污泥加厚到可降低运营成本的最佳点。

可变固体意味着更高的能量

PVSC设施处理来自48个城镇130万人口的14.5立方米(330毫克/天)污水,还处理3.4毫升/天(90万加仑/天)由卡车和驳船运送的区外液体废物。污泥混合物在数量和来源上不断变化。不同的污泥、混合比例和季节波动导致离心进料浓度在1.8%至4.8%之间。

在脱水处理之前,Passaic Valley利用湿空气氧化处理对污泥进行调理和挥发性固体减少。每个湿空气氧化处理单元使用固定的能量来独立于饲料污泥固体加热每加仑污泥。因此,较厚的污泥减少了总流量和处理单元的数量,最大限度地减少了能源消耗。操作目标是尽量接近但不超过6.0%,超过6.0%可能发生堵塞和机械损坏。在没有可靠的在线测量的情况下,操作人员在低于最佳厚度的情况下手动运行该过程,导致比所需的能源成本更高。

有效的自动化,节省120万美元

为离心机设计的自动固体厚度控制涉及变化池深度,如图1所示。由于现有仪器从未实现这一点,因此对Valmet TS进行了测试。仪器读数与实验室测试几乎完全相关,相关R2为0.97。在最初的离心机流量测量中存在一个问题,直到Valmet指出,污泥管线压力应增加到1.5 bar,以瓦解离心机中产生的带带气泡。根据文章作者的说法,在这一过程改变后,新的Valmet TS证明了它的价值。相关R2为极好的0.98。问题解决了!

图1:离心浓缩自动控制方案

接下来,在PVSC工作人员和离心机制造商的合作下,在一台离心机上进行了全面控制试验。图2所示的成功试验显示了自动控制是如何稳定排放固体含量的。之后,所有4台离心机都配备了Valmet TS,测量进料和排出量。PVSC指出,这些仪器没有活动部件,因此维护成本最低。

图2,根据池深自动增稠控制(左侧)提高了离心出口固体的稳定性

最终结果是,基于改变进料固体的自动离心机调整平均减少了9%的污泥量。减少流向湿空气氧化处理的流量将为PVSC节省120万美元的能源和化学成本。