Passaic Valley:精确的污泥固体测量意味着大量的节省

帕塞伊克谷污水处理厂离心浓缩自动控制方案

美国一家废物处理厂通过实施Valmet TS在线测量和自动离心机控制,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TS直列总固体计量仪已成功安装在北美的污水处理厂,通过节约聚合物添加率、能源成本、污泥处理和运输成本,提供了良好的投资回报。典型的节省可能是每年数万美元,但通常情况下,“明星业绩”脱颖而出,节省和投资回报率更高。美国新泽西州纽瓦克的帕塞伊克山谷污水处理委员会(PVSC)报告了这样一个案例。Valmet TS仪表的可靠读数用于测量四个离心机增稠机的进料和排出固体,用于精确控制增稠操作,响应输入固体的变化并稳定出口。这些测量和控制使稠化污泥体积减少了9%,从而节省了120万美元的能源和化学品使用。

固体计量仪的安装和控制结果在2014年10月的《水环境与技术》(WE&T)杂志上发表了一篇题为“曾经我是盲人,但现在我能看见了”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,“在不知道流入和流出物中的固体百分比的情况下操作污泥或生物固体工艺就像蒙着眼睛开车一样。这些数据对污泥至关重要,因为相关的处理成本高达整个水资源和回收作业成本的50%。”

由于需要降低成本,PSVC开始寻找新的、更有效的方法来在线测量总固体含量。操作人员每隔4小时进行一次测试很费时,对精确、实时的增厚控制不够及时。离心进料固体的变化有时会导致过稠和堵塞。现有的内联光学仪器由于流动中存在气泡、颗粒大小不同和固体颜色差异等问题而存在麻烦。它们从未用于精确的固体测量和自动控制。PVSC对Valmet TS进行了测试,该TS基于微波飞行时间对固体总量的测量,并对污泥导电性进行了内部校正。PVSC认为,通过可靠的连续测量,可以在无需操作人员参与的情况下将污泥浓缩到最佳程度,从而降低操作成本。

可变的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,也处理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。污泥混合物的数量和来源不断变化。不同的污泥、混合比例和季节波动导致离心饲料浓度在1.8%到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减少挥发性固体。每个湿-空气氧化处理单元使用固定数量的能量来加热每加仑独立于饲料污泥固体的污泥。因此,较厚的污泥减少了总流量和处理单元的数量,最大限度地降低了能源消耗。操作目标是尽量接近但不超过6.0%,超过6.0%会发生堵塞和机械损伤。在没有可靠的在线测量的情况下,操作人员在最佳厚度以下手动操作,导致不必要的能源成本。

有效的自动化,节省120万美元

如图1所示,为离心机设计的自动固体厚度控制涉及改变池深度。由于现有仪器无法实现这一点,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。最初离心机排放测量有一个问题,直到Valmet指出,污泥管道压力应该增加到1.5 bar,以消除离心机中产生的夹带气泡。经过该过程的改变,新的Valmet TS证明了它的价值,根据文章的作者。相关系数R2为0.98。问题解决了!

图1:离心增稠自动控制方案

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尺寸对照试验。图2所示的成功试验显示了自动控制如何稳定排放固体含量。之后,所有四台离心机都安装了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,根据池深度自动增稠控制(左侧)提高了离心机出口固体的稳定性

最终的结果是,基于改变进料固体的自动离心机调整平均减少了9%的污泥体积。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。