工业效率

费耶特维尔污水处理厂降低运营成本,提高效率

Fayetteville污水处理厂(WWTP)在田纳西州Fayetteville,是一种治疗厂的一个例子,这些植物不仅仅是谈论实现水质和污水目标的努力 - 同时降低成本。相反,它将单词放入行动中。

费耶特维尔污水处理厂

田纳西州的费耶特维尔污水处理厂每天处理大约150万加仑(MGD)市政污水。

在Fayetteville WWTP,行动已经采取了向植物运营和旨在降低运营成本和提高效率的多项举措的前瞻性思维方法的形式。其举措是涉及安装先进技术的500万美元升级,包括:

  • 监督控制与数据采集(SCADA)系统。
  • 更新的曝气盆,具有发光溶解的氧气(LDO)探针。在工厂升级之前,它还在曝气盆地上使用的机械表面曝气器上安装了变速频率驱动器(VFDS)。
  • 高效曝气鼓风机优化其蒸煮池储罐。
  • 一种最先进的脱水系统,具有高效的离心机和其他旨在节省成本的设备。
    德怀特牛仔裤费耶特维尔污水处理厂主管德怀特·牛仔裤。

    植物升级与进步管理策略相结合,使工厂能够消耗更少的能源,并减少其对外部承包商的依赖,以便拆除生物杀灭剂,导致每年的总运营储蓄约为60,000美元。该工厂还定位以有效地管理该地区的废水,几十年来。

    “作为一个公有的污水处理厂,我们的工作是将优质的水带出在保持国家和联邦法规,同时保持成本,”Fayetteville公用事业(FPU)首席执行官/总经理Britt Dye表示。“这就是为什么我们一直采取积极参与投资未来和升级我们的工厂的方法。对我们来说,这一切都是关于前进的。“

      氧化沟工艺

      Fayetteville田纳西州纳什维尔以南约90英里,是一个大约7,000的城市。FPU管理植物和城市的水服务。

      Fayetteville WWTP每天约有150万加仑(MGD)的城市废水,具有流动的BOD5大约225毫克/升。该厂采用双平行沟列氧化沟工艺处理平均日流量为3.35 MGD,峰值日流量为7.7 MGD。氧化沟是一种利用长固体滞留时间(SRTs)去除可生物降解有机物的改性活性污泥生物处理工艺。

      最终的污水被排放到麋鹿河,按照国家污染物排放消除系统(NPDES)的月度平均排放标准排放BOD5悬浮物浓度为30mg /l。美国环境保护署(EPA)制定了NPDES限值。

      自2009年中期以来,平均日常流量大约为1.5 MGD,但峰值每日流量可能超过五到六个MGD,需要沟渠的操作。该植物始终如一地产生高质量的垃圾5值平均5至8 mg / l。和总悬浮固体(TSS)值平均5-9 mg / L.

      推行能源管理措施

      自植物成立以来,FPU和WWTP运营商连续寻求降低植物运营成本。然而,FPU在2011年EPA(区域4 - 亚特兰大)和田纳西州的环境与保护部(TDEC)组建了一个团队进行能源管理倡议(EMI)时加速其成本节约措施。从那时起,工厂从未回头过回头。

      EMI进程包括能源评估,以及各种研讨会,以帮助植物更有效地运作,更有效地运作。该团队包括EPA R4,TDEC,田纳西州经济和社区发展和田纳西州谷权威(TVA)。它还涉及孟菲斯大学 - 田纳西大学 - 市政技术咨询服务和北卡罗来纳大学环境金融中心的帮助。

      “FPU是一个实用程序的一个例子,其完全欣赏其废水处理厂的测量和控制能源使用的价值,除了在环境管理中实施持续的最佳实践之外,该能源计划管理员为TDEC的能源计划管理员表示。“这是这种类型的承诺,使田纳西州成为一个有吸引力的生活,工作和访问。”

      通过EMI过程,该工厂确定了一些节约能源的机会。其中一个措施包括减少在其有氧消化器上使用的鼓风机的运行时间的决定。这样做允许工厂节省相当大的能源成本。两年后,工厂通过在正常情况下仅在其两个氧化沟列表中操作了一个趋向于能量减少的另一个主要步骤。

      然而,FPU继续看到节省成本的更多机会。因此,它利用国家循环基金的融资优势,推进了一个500万美元的工厂升级项目,以进一步提高工厂效率。该项目还将允许该工厂遵守更严格的EPA污水排放限制。

      氧化沟升级降低能源使用

      植物节能努力的关键重点涉及氧化沟渠。在植物中,重力进料的流水病通过条形筛网并进入主泵站,然后将其泵送通过细筛分过程并进入植物的两个分裂级氧化沟渠。每个氧化沟(或曝气盆)设计用于处理1,959,360加仑的废水。

      氧化沟采用同心环设计,由内环和外环组成,有专门的区域用于特定的处理工艺。该过程还包括使用二级澄清器从混合液中分离活性污泥生物固体。

      在进入内圈之前,沟渠使用机械表面曝气器在外圈的流出物端的混合液中保持1.0至3.0mg / L的溶解氧。总而言之,沟渠使用八个电动表面曝气器,包括四个25马力(HP)单位和四个50-HP单位。

      为了节约能源,工厂在氧化沟中安装了LDO探头,以监测溶解氧(DO)水平,并将数据与工厂新的SCADA系统通信。此外,它还在表面曝气器中添加了vfd。如今,这家工厂不再一直运行所有的表面曝气器。相反,SCADA系统会根据既定的DO设定值自动启动和停止所需的适当数量的设备。

      Fayetteville WWTP的分裂级氧化沟渠

      费耶特维尔污水处理厂的错层氧化沟采用vfd控制的表面曝气器,以节约能源和确保适当的曝气。

      费耶特维尔污水处理厂主管Dwight Jeans说:“LDO探测器和在表面曝气器上使用vfd是完全合理的。”“现在,我们不会把它们开得太大,也不会过度通气。相反,我们的表面曝气器只使用维持DO水平所需的特定能量,这导致了大量的能源节约。”

      优化的有氧消化器增加了节能

      除了曝气盆地之外,FPU还选择优化植物的有氧蒸煮器操作,以进一步推动能源成本,即使它在2011年的Decester能量减少时,它也是EMI过程的一部分。

      在工厂,废水活性污泥(WAS)从澄清池流入两个好氧消化池,每一个额定处理29.6万加仑的污泥。每个水箱都配有粗泡空气扩散器,以帮助曝气过程。

      EPA和TDEC LED EMI进程确定该植物已经过度充气其消化炉。FPU随后选择减少鼓风机运行时间,使其能够节省能源,同时还提供所需的适当曝气水平。

      有氧的消化器

      图中显示的是费耶特维尔污水处理厂使用的两个好氧消化器之一。

      计划升级时,FPU确定它可以实现更新的曝气鼓风机,用于提供所需的更新曝气鼓风机,以便在污泥中代谢有机化合物,同时也会达到5水平。因此,它将其两种125-HP鼓风机用三个新的75-HP正排量鼓风机取代,作为其植物升级的一部分。每个鼓风机都被评定为在6 psig下提供1,500厘米。

      在正常载荷条件下,该工厂在50%至75%的容量下操作消化器。在36小时的曝气期间,工厂运营商手动激活单个鼓风机,以提供两种消化器所需的所有通气。曝气策略要求运营商在植物达到每日峰值的罕见情况下激活第二个鼓风机,并且两种消化器都充分容量。第三个鼓风机提供系统冗余。在非曝气期间,主鼓风机关闭。

      “这些新鼓风机中的一个所做的功与两个旧鼓风机加在一起的功相同,但它使用更少的马力和消耗更少的能源。今天,我们没有在消化池曝气过程中投入比需要更多的能量,我们有可靠的鼓风机,使我们能够达到我们的水质目标,”牛仔裤说。

      牛仔裤表示,该工厂为其继续取得的进展感到自豪,以及所有参与植物和FPU的努力。

      “保持植物有效地运行并管理成本是一个团队努力,其中包括在工厂这里的每个人,以及能够学习和收集的Dana Pollock等人士,因为它以来的成本节省了成本节省的信息牛仔裤说,在WWTP上部署新技术。

      Aerzeb曝气鼓风机

      最近安装的曝气式鼓风机在帮助Fayetteville WWTP优化其有氧消化器并实现节能方面发挥关键作用。

      脱水系统节省成本,创造自给自足

      除了通过使用升级的植物控制来改善效率,以及优化的氧化沟渠和消化罐,FPU采用了一种新的污泥脱水和去除生物溶解的方法。

      在工厂曝气过程之后,消化池污泥进入操作的脱水阶段。过去,FPU依靠当地承包商对污泥进行脱水,并将生物固体运走。然而,由于该服务的成本不断上升,最终增加了一倍,FPU决定寻找方法,以消除对外部承包商的脱水和生物固体去除的依赖。

      经过彻底的分析,FPU选择使用新设备建造脱水建筑,包括高速离心机,输送系统,哈巴格磨机和储存筒仓。

      离心机通过处理每分钟55加仑(GPM)的速率处理湿污泥,这基本上将处理过的污泥转化为生物溶解剂。然后将生物溶胶串联到塔柱磨机中,将窑粉体与污泥混合,以稳定材料的碱水平并引发生化加热过程。然后将生物溶胶输送到储存区域以进行72小时,这导致阶级 - 生物溶胶末端产物。

      该工厂每年总共生产250吨a类生物固体。当地农民和社区其他人可以利用这些生物固体作为肥料。

      高速离心机

      显示是在Fayetteville WWTP的脱水过程中使用的高速离心机。

      “当脱水接触的最低出价攀升至每吨914美元,我们需要找到更具成本效益的工厂的成本效益的方法,”牛仔裤说。“新的脱水系统是答案,即使它抵消了一些节能,其节能每年可节省80,000美元的脱水成本。”

      着眼于持续的效率

      自2017年完成工厂升级后,由于先进的节能技术和FPU决定生产a级生物固体供整个社区使用,工厂节省了约6万美元的运营成本。

      据Dye说,工厂的成本节约措施是前瞻性的方法和持续改进的承诺的结果。他说,例如,污水处理厂正在制定计划,在电力公司非高峰时段运行脱水流程,以节省能源。

      “我们很久以前就决定要成为废水处理领域的领导者,”戴伊说。”由于EPA的帮助下,TDEC和其他组织在社区里,以及我们知识渊博的员工,我们已经能够做出实质性的改进,不仅节省能源和帮助我们降低成本,但也加强植物保护环境未来几十年的能力。”

      所有照片由Fayetteville公用事业提供。

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