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美国印第安纳州印第安纳州的West Lafayette的水资源回收设施(WRRF)与DHI合作,评估技术并在2025年之前将碳足迹减少50%,同时达到更好的废水质量。DHI制定了一项专门的计划,以优化WRRF操作,并通过使用WEST软件进行详细的生物动力学过程建模和仿真来验证它。提出的实时控制,消化酯优化和生物磷去除的解决方案设置为实现60%的能量中性操作。

挑战

西拉斐特(West Lafayette)的WRRF致力于通过在2025年之前将碳足迹减少50%,并不断提高排放到瓦巴什河(Wabash River)的废水质量,从而最大程度地减少城市对气候变化的影响。对现有基础架构的修改最小的修改将进行改进。


解决方案

DHI按照系统范围的方法制定了一项优化计划,以评估WRRF的当前操作。通过使用DHI的仿真软件West,完成了工厂过程建模,以制定和测试虚拟环境中充气的实时控制策略。此外,厌氧消化酯优化的操作修改表明,有可能使沼气收获的功率增加一倍。

结果

提高的废水质量

<10mg/l总氮
<5mg/l总磷

提高效率

60%的能量中性操作可实现

年度储蓄

估计为293,000美元


‘DHI为西拉斐特(West Lafayette)提供了我们目标的路线图。 Our vision of being energy neutral while still maintaining excellent effluent seems achievable now.’

戴夫·亨德森
公用事业目录,水资源回收设施
西拉斐特市,位于


完整的故事

挑战

重新考虑传统的WRRF操作以实现雄心勃勃的目标
2017年,印第安纳州西拉斐特市市长发起了一项气候行动计划,以减少城市的碳足迹。该计划特别关注废水处理,这是碳排放最高的贡献者之一。作为计划的一部分,西拉斐特WRRF的目标设定是到2025年实现50%的碳足迹。这挑战了WRRF重新考虑和转换传统的工作方式,以便运营碳中性过程,同时始终如一地低于允许的范围。极限。

为了实现这一愿景,WRRF专注于优化当前的运营策略,对现有工厂基础设施的修改最小。需要采取新的操作策略来实现废水质量的稳定性,并有可能将近未实现修饰的治疗过程转换为总氮(TN)放电限制。


解决方案

多目标优化计划的绩效评估和开发
DHI对WRRF的当前操作进行了全面评估,以确定提高效率的潜力。使用DHI的WEST软件进行生物过程模拟,在虚拟环境中测试了潜在的解决方案,以量化新的操作策略和过程配置的效果和好处。随后制定了优化计划,并确定了优先级动作。

提供的解决方案确定了以下操作:


  • 基于营养的曝气控制
    使用基于氨的控制器来实施涡轮增压速度控制,以减少曝气所需的特定能量和总能量。

  • 去除生物磷
    废物活化污泥(WAS)储罐转换为侧流式发酵罐,以返回活性污泥(RAS)。

  • 厌氧消化酯和沼气收获优化
    使用实时控件和计时器为VSS破坏创建稳态环境,并优化消化器的热量和能量平衡。

  • 碳足迹分析
    DHI为West Lafayette开发了一个碳足迹计算器,以监测和跟踪整体温室气体排放的改进,以二氧化碳等效量。

图1。在West Lafayette WRRF中充气的电气化器。欧宝官网开户©DHI


结果

首选的解决方案可为WRRF提供显着的废水质量和能量性能改善。

提高的废水质量
仿真结果表明,将现有的硝化过程转换为同时硝化硝化剂或用于去除TN的MLE型的潜力。随着返回污泥的侧向发酵,对于所有投影负载,可以在允许和预期的营养限制内运行是可行的:


<10 mg/l流出的TN浓度
<0.5 mg/l流出的TP浓度


减少化学剂量
由于实施了生物磷的去除,预计几乎完全减排(99%)的化学剂量降水。

提高能源效率
使用高效率曝气设备实施基于营养的曝气控制将使曝气能量需求减少49%。这相当于整个WRRF功耗的22%。该溶液结合了从厌氧消化中优化沼气回收的溶液,将导致60%的能量中立性,包括降低了消化酯加热的天然气依赖性99%。

每年的主要节省
总体而言,实施优化计划将每年节省293,000美元。DHI和West Lafayette现在正在努力确定低成本实施方案,以符合该市的预算,以改进流程和减少碳足迹资金来源。


关于客户

西拉斐特(West Lafayette)WRRF市受到普渡大学学生住房(Purdue University Student)住房的季节性变化而导致的可变负荷。西拉斐特(West Lafayette)是美国人口最密集的城市中,有30,000多名永久居民的所在地。西拉斐特WRRF根据本赛季排入瓦巴什河的季节,以7-9 mgd的速度对待。作为巴黎原始协议的一部分,该市的市长启动了一项计划,以减少该市的碳足迹,重点关注废水处理。


使用的软件


西方- 废水处理厂有效动态建模的最先进软件以及广泛的控制策略的虚拟测试。


DIMS核心- 已提出该软件平台作为实施实时控制,数据同化,自动化异常检测和自动化报告的一种方法,以进行过程监视和优化。

案例故事 - 突出显示传单

在2025年之前实现50%的碳足迹减少

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