WTW IQ SensorNet智能(néng)監測係統憑借對水質(zhì)關鍵參數的持續可(kě)靠監測,贏得了塞內卡運營團隊的信任,助力該水資源回收設施優(yōu)化營養物去除,守護灣區清水。 WRRF通常需要(yào)處理的營養物是氮和磷,這(zhè)兩種天然存在的元素是健(jiàn)康生態係統的重要組成部分。氨、亞(yà)硝(xiāo)酸鹽(yán)和硝酸鹽是自然界中常見的氮形態,其(qí)濃度通常較低——低於(yú)1 mg/L。另一方麵,WRRF的排放物可能含有高達(dá)30 mg N/L的氮,主要以硝酸(suān)鹽(NO3-)形式存在,對於任何水生生態係統都是嚴重威脅。適量硝(xiāo)酸鹽是植物健(jiàn)康生長的必要(yào)條(tiáo)件,但河口和水體中過量的(de)硝酸鹽會刺激藻類大量繁殖,導致水生植物暴發性增長(zhǎng),進而影響溶解氧(DO)水平(形成缺氧死亡區,使海洋生物窒息)、水溫和其他參數。切薩皮克灣(wān)就是(shì)典型案例,由於營養物(主要是(shì)磷和氮(dàn))的過度富集,該海灣水質持續惡化。 為落實切薩皮克灣計劃中的氮負荷削減目標,華盛頓郊區衛生委(wěi)員會(WSSC)收到了新的出水(shuǐ)硝(xiāo)酸鹽排放限值要求。WSSC塞內卡汙(wū)水處理廠需要通(tōng)過升(shēng)級改造新增反硝化工藝,實現強化營養物去除(ENR)。該反硝化工藝的主要目標是將出水總氮(TN)降至4.0 mg N/L以下,並盡可能降低(dī)運行成本(běn)。為此設計建造了采用四級Bardenpho工藝並輔以外(wài)加碳(tàn)源(甲醇)的脫氮係統。 塞內卡是WSSC擁有和運營的最大規模WRRF之一。為滿足嚴格的處理要求,塞內卡(kǎ)團(tuán)隊需要能夠提供(gòng)準確(què)實時的數據監測(cè)技術,以便持續監控工藝過程。這也為後續(xù)實施更多的自動化控製奠定了基礎。雖然該(gāi)廠多年來(lái)一直使用在線紫外硝酸鹽監測(cè)技術,但現有設備(bèi)可靠(kào)性逐漸降低。經過綜(zōng)合評估,WTW NitraVis®紫外可見分光光度(dù)法硝酸鹽傳感器成為首選技術。 WTW IQ SensorNet係統的可堆疊模塊和單(dān)電纜設計
輕鬆(sōng)之選
WTW IQ SensorNet係統不僅滿足測量性能要求,更(gèng)具有(yǒu)其顯著優勢。例如,UV-Vis探頭的UltraClean技術是主(zhǔ)要決(jué)定因素之一。UltraClean是一種內置的超聲(shēng)波清潔技術,可以防止生物汙垢並降低維護要(yào)求(qiú)。係統的模塊化(huà)設計(jì)也是一個重(chóng)要因素。網絡(luò)的可堆(duī)疊模塊和單電纜設計減少了所需的(de)布線,使設置更加方便。這也(yě)極(jí)大地簡化了監測係統未來的擴展。這很重要,因為塞內卡團隊計劃後續擴(kuò)展係統,以更換設施中其他老化的監測設(shè)備(bèi)。控製器(qì)顯示屏也是(shì)顯著優勢之(zhī)一,尺寸更大且可便攜使用。任何終端都可接(jiē)入模(mó)塊(kuài),可編(biān)程顯示(shì)網絡(luò)中的所有傳(chuán)感器或(huò)僅顯示物理連接到該(gāi)特定位(wèi)置的傳感器。

圖1. WTW IQ SensorNet NitraVis傳感器

圖2. WTW IQ SensorNet紫外探頭堅固精確,專為現場而(ér)設計。
通過UltraClean技術保持光學元件清潔,傳感器(qì)的256波長掃描確保了測量精度。
圖為1 mm間隙傳感器。
圖 1 是在汙水中發現不同類型固體可能性的概念性圖示。堅硬且近似球形(xíng)的物體位於左側,而柔軟且細長的物體位於右側。與許多係(xì)統(tǒng)一(yī)樣,發現極大物體(無論是(shì)球形還是細長形)的概率非常低。重要的特(tè)征是這條分布曲線是(shì)不對稱的——偏向於柔軟、細長的物體,這(zhè)些是當今汙水中最常見(jiàn)的(de)類型。
WTW IQ SensorNet應用
塞內卡團隊快速部署了WTW智能監測係統(tǒng),但優化工作仍(réng)在繼續。維護工作十分(fèn)簡便(biàn),UltraClean係統有效預防生物汙垢。不過,為了進一步減(jiǎn)少操作人員負擔,對該係統進(jìn)行了(le)一些調整。將垂直安裝的探頭調整為測量通道與水流平行,以衝刷(shuā)固體和碎屑。為了清除偶(ǒu)爾會纏繞在探(tàn)頭上並遮擋光學元(yuán)件的毛發或碎布(bù),塞(sāi)內卡團隊安裝了一(yī)套空氣清潔係統。接入工藝空(kōng)氣管路,並在每個探頭位置加裝了一個空氣清潔(jié)閥模(mó)塊(型號MIQ/CHV)。該閥門會定期啟動,向測量間隙(xì)噴射氣流以清除碎屑。
經驗共享
隨著首套監測係統(tǒng)的成功應用,塞內卡團隊迅速將剩餘(yú)3條ENR處理線(xiàn)的硝酸鹽探頭更換為WTW IQ SensorNet NitraVis探頭(tóu)。此外,還新增了FDO溶解氧(DO)探頭和SensoLyt氧化還原電位(ORP)探頭。
WTW IQ SensorNet係統安裝便捷、整(zhěng)體操作簡單直觀(guān)、校準(zhǔn)程序十分簡便(biàn)——尤其(qí)是傳感器能(néng)長期保持(chí)校(xiào)準狀態。從氨氮到正磷酸(suān)鹽,從溶解氧到混(hún)合液懸浮固體(MLSS),汙水處理廠成功利用(yòng)傳感器技術,構建起一套真正意(yì)義上(shàng)的智能監控係統。WTW IQ SensorNet係統(tǒng)幫助他們實現了工藝優(yōu)化和成本節約,並能基於實時監(jiān)測數(shù)據執行精準控製方案。
塞內卡團(tuán)隊繼續尋求進步,專注於更大限度地(dì)提高生物除(chú)磷。WTW IQ SensorNet SensoLyt ORP可對(duì)厭氧(yǎng)區進行持續監測,該(gāi)區域會促進發酵反應並引發磷釋放。可以通過間歇性運行攪拌器(qì),在不犧牲處理性能的情況下,大幅(fú)減少明礬的使用,甚至實現部分節(jiē)能。塞內卡團隊已經實現(xiàn)了低(dī)至0.04 mg N/L的出(chū)水濃度,切實保護了切薩皮克(kè)灣和周邊環境。
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