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工業污水處理廠實現自動化的優勢

【摘要】:
自動化污水處理工藝過程越來越得到各行各業的關注。尤其是化學加工工業的各個領域,自動化工業污水處理開始出現一種典型變化,如:食品加工(尤其是糧食加工、蔗糖、甜味劑和食用油)、飲料加工(主要指軟飲料生產商和啤酒廠)、烴類和化學加工(尤其是原油和石油化工裝置)。這種演變背后的驅動力是經濟效益。優化污水處理工藝過程能夠提高化學品的使用效率、降低能耗和減少固體廢物產量。?  大多數污水處理系統利用一種常規步
 自動化污水處理工藝過程越來越得到各行各業的關注。尤其是化學加工工業的各個領域,自動化工業污水處理開始出現一種典型變化,如:食品加工(尤其是糧食加工、蔗糖、甜味劑和食用油)、飲料加工(主要指軟飲料生產商和啤酒廠)、烴類和化學加工(尤其是原油和石油化工裝置)。這種演變背后的驅動力是經濟效益。優化污水處理工藝過程能夠提高化學品的使用效率、降低能耗和減少固體廢物產量。
 
  大多數污水處理系統利用一種常規步驟順序(見圖1),首先清除進水中的固體物質,回收損失的產品,清除固體、脂肪、油和油脂(FAG),利用生物和化學方法加強絮凝、凝聚作用,通過物理方法清除生物固體和污泥。澄清和倒出的污水是指在經過三級處理進一步氧化或消毒,或者在經過其他凈化措施(包括顆粒活性炭(GAC)或薄膜分離)處理后的出口水,然后被循環利用或排放至公共下水道或開放水域。
 
大多數水處理系統采用一種常規步驟順序處理進水然后按照地方規定排放、儲存和再利用。這種自動化污水處理方法有利于操作人員更加有效地管理和處理污水、節約處理時間和處理成本。
 
  一座經過全面優化的工業污水處理廠,在通過以下操作步驟后,可降低所需的材料、人工和能源總成本:
 
  清除或減少大的固體和顆粒物(初級處理)。
 
  清除或減少脂肪、游離油(和油脂)、分散油和乳液。
 
  通過設置各種強化、生物活性污泥系統,有效清除有機物(二級處理)和承受更高的可變荷載:
 
  a. 調節溶解氧含量,最大限度地減少曝氣所需能量。
 
  b. 保持食物/質量比、pH和營養物平衡,最大限度地減少化學品用量和系統波動。
 
  生成穩定可沉淀的生物絮狀物(小的微生物質);減少絮凝和分離的能量(圖2)。
 
  產生少量污泥和生物固體,進行脫水,最大限度地降低能量、化學品用量和處置成本。
 
  消滅病原體,確保出水質量滿足再利用或低于開放水域、河道或公共污水處理廠的排放限制。
污水處理通常涉及如上圖所示水池中的固體沉淀
 
  為滿足循環利用要求,可采用更先進的一體化技術,不管是設施內部用水(例如:洗滌水)、灌溉和農業用水,還是更高的純水應用,如:自來水公司。根據再利用應用和相關水質要求,可能需要病原體三級消毒和最終顆粒活性炭和/或反滲透精制步驟。
 
  實施工藝過程控制
 
  在一般行業中,工藝過程自動化無處不在,且與上游控制機制和產出率一體化。統計工藝過程控制(SPC)可利用工藝過程分析技術實時和近實時生成高價值數據,并且對密切控制工藝過程、質量和最大產出率來說十分關鍵。每個行業都對通過了解排出水的工藝處理過程獲得工藝過程知識非常感興趣。這些污水在匯合后變成污水處理進水。許多公司投資購買許多工具、儀器、分析儀和傳感器,將這些測量儀表集成到污水處理廠(WWTP)的工藝過程自動化和控制系統中。通過采集有用數據和正確參數、和使用事先保存的生產用SPC工具,繼續分析和優化污水處理工藝過程。實驗的合理設計和實施有利于顯示多個產生最佳工藝過程性能的參數之間的關系。這種工藝過程知識和經驗的應用可顯著提高工藝過程的性能和效率。
 
  工藝過程參數
 
  根據污水的物理和化學性質,可利用一系列處理模塊清除、減少和改變樣品污水的成分,包括但不限于以下模塊:
 
  沙礫和顆粒用格柵和粗濾器
 
  游離油脂用API(美國石油學會)分離器和波紋板分離
 
  含油固體和乳化油用化學品和溶氣浮選或氣浮選裝置
 
  有機物、氮氣和重金屬用生物活性污泥和先進薄膜
 
  微生物絮狀物用物理和化學澄清及先進薄膜
 
  微量有機物和病原體用氯(氯氣、次氯酸鹽和二氧化氯溶液)和臭氧消毒
 
  有機物用顆粒活性碳(GAC)
 
  病原體用化學品消毒(通常采用氯化消毒法)
 
  病原體、微量有機物和殘余臭氧降解用UV(紫外線)消毒
 
  化學品pH中和
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