案例研究:威塞克斯水务公司的实时工厂监测

威塞克斯水公司正在验证一种监测平台，以帮助描述废水蒸汽的流入。亚博全网网页登录通过验证读数，英国自来水公司能够降低有机负荷和最大化曝气效率。汤姆·威廉姆斯。

以污水流为特征的亚博全网网页登录

英国威塞克斯水务公司为英格兰西南部280万客户提供供水和废水处理服务。亚博全网网页登录

其中一个主要的亚博全网网页登录污水处理厂(污水处理厂)管理来自市政和工业客户的联合进水废水流。亚博全网网页登录城市和高强度工业废水流的组合和变化，使得在所有生物活性淹没过滤器(BAFF)电池运行以满足峰值负荷事件时，很难实现曝气效率的最大化。亚博全网网页登录

现场每年的能源消耗约为50万英镑。这些费用主要包括三个处理流程所需的曝气能量和紫外线消毒。

节省10% - 20%的能源的目标提供了潜在的5万- 10万英镑的节约与提高曝气效率。

Wessex Water正试图验证一种用于表征废水流的监测平台，即来自Island Water Technologies (IWT)的SENTRY，以确定关键的生物失衡触亚博全网网页登录发器。

通过验证MET读数，可以将其作为有机碳浓度的替代，然后利用该读数确定设施有机负荷较低的时间段，从而使作业者获得最大的曝气效率。

着手更好地管理营养需求

污水处理厂接收市政和工业废水。亚博全网网页登录处理过程结合活化污泥(AS)处理系统与光明水生物活化淹没过滤器(BAFF)。

• 55%的流量被导向生物活性淹没过滤器(BAFF)系统

• 45%的流量直接流向被激活的污泥(作为)处理系统。

为了更好地管理营养需求，流向第二AS和BAFF的流量处理大部分城市废水。亚博全网网页登录

然而，他们也得到了大约15%的工业贸易流量，而一部分市政流量也被导向第一个Vitox AS工厂。所有离开现场的流体都经过最后的紫外线处理。

SENTRY监测传感器位于Brightwater BAFF单元的上游。这包括五个处理细胞，其中包含用于生物量生长/保持的豌豆大小的塑料珠。这些处理装置的主要优点是它们也包含过滤，所以不需要沉降和/或沉降罐。

这些处理单元每天离线，进入反冲洗，以清除捕获的固体。

项目目标和事件检测

项目有四个主要目标:

• 监测入厂废水状况，确定关键的生物失亚博全网网页登录衡触发因素

• 验证生物活性和设备有机负荷之间的相关性

• 开发历史数据集，显示每周和每天的进水废水生物活性趋势亚博全网网页登录

• 使用生成的微生物活性数据集来预测低有机负荷时间段，并降低BAFF的曝气成本。

在三个月的时间里，SENTRY平台确定了21个生物活性失衡事件。70%以上的事件是由高降水和由此产生的流入和入渗引起的。

这通常表现为微生物活动的下降和进入工厂的更稀释的废水流。亚博全网网页登录

两个事件由未知原因触发，但到达设施时流量很大，四个事件由未知事件触发，流量没有显著变化。这四个事件被认为是由工业贸易排放到收集系统引起的。

传感器安装在生物曝气淹没过滤器的上游。

有机负荷相关性;每日及每周趋势

该平台在24小时内每分钟记录1440次读数。MET读数显示在一个在线仪表盘上，同时一个信号也发送到现场监控和数据采集(SCADA)，以便与该设施收集的其他数据集成。

与现场手工生化需氧量(BOD)样本分析(上图3)和在线化学需氧量(COD)进行相关性分析。

数据从SENTRY平台收集了三个月的时间。在此期间，生物电极传感器平台只需要非常小的维护，产生可靠可靠的数据，且信号漂移非常有限。

每日MET变化。周六，尤其是周日的MET值较低。周三和周五活动较多。

使用识别出关键重复趋势的信号分解对这一历史数据集进行统计分析。与典型的市政场地相比，该场地每周的MET分布范围更广，这表明工业排放对设施的影响。

系统的最高负载发生在晚上8-10点之间。MET从午夜开始呈下降趋势，最低的有机负荷发生在午后12点至3点之间。

有机负荷最低的持续时间在周日和周一(10am-3pm)较大，而周三和周五的有机负荷较大。

在降低任何时间点活性BAFF装置的数量之前，应该考虑BAFF装置的设计信息与当前和预计的污水流量和强度相结合。亚博全网网页登录

有机负荷控制和曝气优化

IWT认为，SENTRY数据与流量信息相结合，可以用来确定进入系统的有机负荷最低的历史时间段。这些确定的时期可以作为任何时候努力减少功能性BAFF单元数量的起点。

设施中有机负荷的每日变化导致MET读数的每日明显响应，与溶解氧浓度呈负相关。低MET期(高DO)被选为工艺优化的关键期。

SENTRY平台的历史趋势显示，在一天的同一时间段内，MET读数下降。从MET读数来看，中午12点到下午3点这段时间被确定为微生物活动的低周期。通过将这些数据与来自AS工厂的现场溶解氧读数叠加，它清楚地显示了高溶解氧读数与MET活动的低周期相关。这些读数显示了一天中设施中空气过量的时间段。

“这种工艺优化策略可以最大限度地提高曝气效率，同时降低工厂的运营成本。”

基于这些读数，Wessex Water将在低有机负荷时期将更多的负荷从BAFF反应器转移到AS处理系统。该工艺优化策略允许最大的曝气效率，同时允许降低工厂的运行成本。

经济原理

现场每年的能源消耗约为50万英镑。这些费用主要包括三个处理流程所需的曝气能量和紫外线消毒。

通过提高曝气效率，10% - 20%的能源节约目标每年可节省10万- 5万英镑。

根据MET读数，威塞克斯水公司计划在低有机负荷时期将更多的负荷从BAFF反应器转移到ASP。

这种气流转向将使操作人员能够最大限度地降低BAFF系统的曝气要求(在低负荷时期关闭鼓风机)，并节约能源。

该策略的价值将导致每年节省10万至5万英镑的能源消耗，以及风机维护和清洁的关键节省。