Hach Prognosys線上預測維護診斷系統應用實績 - Nereda® 好氧顆粒生物質法廢水處理工法
Reliable Process Control With Prognosys
The Nereda® Process – Wastewater Treatment with Aerobic Granular Biomass
| Application Notes (點進下方標題下載) | Type | Language | Size | Date | Edition |
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The Nereda® Process – Wastewater Treatment with Aerobic Granular Biomass DOC043.52.30252 |
English UK | 240 KB |
2015-06 |
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Introduction
1995年由代爾夫特理工大學（DUT）的Mark van Loosdrecht發現並進一步開發的好氧顆粒狀生物質進行廢水處理的工法，日後已擴大並設計成適合荷蘭工程顧問公司Royal Haskoning DHV的商業應用並以Nereda®技術作為商標品牌。
Nereda®技術已應用於各種工業和縣市應用，並展示其堅固性和穩定度。 第一次全面的工業應用可追溯到2005年，同時這項技術也進一步擴大到縣市應用層面。 繼南非和葡萄牙的第一個採用Neredae工法之示範處理廠，2011年荷蘭Epe污水處理廠（59,000 PE）啟動了一個全面性採用Nereda®的縣市污水處理廠，隨後在2013年Garmerwolde污水處理廠（140,000 PE）也啟動。相較於傳統的活性污泥工法，兩個處理廠在工法穩定度都有顯著的改進，出水品質（例如Epe達到TN <5 mg / L，TP <0.3 mg / L）和節能效果（> 30％）可證明。同時間，總共有25個採用Nereda®工法之廠址以及8處工法改進單位正在運行或正在設計之中，處理能量範圍從15,000到950,000個PE。
控制Nereda®工法
為了滿足污水處理廠的排放要求和能源效率要求，透過線上分析儀測量氨，磷酸鹽，氧氣和氧化還原電位（ORP）的控制能夠優化Nereda®的工法。 對於較不嚴格的排放要求，通常主要工法的控制參數是氧氣和ORP。 如同所有先進的控制一樣，也是非常需要高度可靠的測量值的。
在Epe污水處理廠中，透過Hach Prognosys的預測性診斷系統確保氨，磷酸鹽和硝酸鹽測量的可靠度，Prognosys系統監測並將儀器的內部信號通知用戶以了解儀器狀況。 顯示讀值是以百分比值表示，目的是在測量結果出現問題並可能影響工法之前就預先通知操作員即將發生的維護需求。
氨和磷酸鹽是透過(Hach)戶外型的Amtax sc (NH 4 +)或Phosphax sc (PO 4 3-)分析儀分別進行測量。 這些分析儀不直接在過程介質中進行測量，但分析水樣從Nereda®反應器中抽出，在自清潔模組中預過濾（<0.45微米）並輸送至分析儀。 兩台分析儀都有大約5分鐘的分析時間。 氧氣(LDO sc)和pH / ORP(pHD-S sc)感測器可以直接放置在介質中，進而提供即時測量值。
在圖2中，曝氣階段期間感測器和分析儀的不同測量信號顯示為趨勢線。可以看出，在曝氣循環過程中，氧濃度保持恆定，並且氨和正磷酸鹽濃度降低。
ORP信號根據氧化還原物質的增加比例而增加。在Epe和Garmerwolde處理廠，Nereda®工法的曝氣階段過程控制的重要參數是Amtax sc分析儀提供的NH 4 +濃度值。 NH₄+和其他測量值的可靠度是由Prognosys系統持續監測，並按百分比值分類為所謂的測量指標值。如果測量指標值從100％開始下降，那麼在結果出現問題之前仍會有足夠的時間採取行動。如果指標值降至50％以下，則使用從ORP感測器所提供的mV值作為備用信號來做為控制曝氣的替代策略。
數據傳輸和通訊
一個反應器的所有測量信號都由一台SC1000控制器即可取得。 TCP / IP用於控制器與AquaSuite® Nereda® PLC之間的通訊。 SC1000控制器和連接的儀器可透過網絡進行遠端監控。即儀器的測量值以及Prognosys所提供的儀器狀態資訊都可擷取，而維護步驟（如校正）也可遠端啟動。
荷蘭Epe污水處理廠的結果
Epe污水處理廠是由Royal HaskoningDHV於2010-2011設計和建造的全面Nereda®工法的處運理廠，自2011年9月起投入營運。Nereda®反應器設計為平均日流量為8,000立方公尺/天，峰值流量為36,000立方公尺/天。 廢污泥透過重力帶濃縮機增稠並運輸離開處理廠。該處理廠之效能於表1列出。
Nereda®工法的一個關鍵優勢是降低功耗。 在Epe處理廠，原本處理廠的能源消耗約為3,500 kWh / d。 採用Nereda®工法，平均每日消耗量為2,000 kWh - 2,500 kWh。 這比荷蘭所有類型的傳統大型處理廠減少大約35％。
結論
現有採用Nereda®工法的處理廠示範了此技術能夠有效處理廢水以去除氨，總氮和磷。 此工法有效地將這些參數降至低水位，符合在歐盟水框架指令下未來可能實施的污水排放許可限制。 值得注意的是，與市場上的傳統技術相比，此污水處理技術能夠顯著降低CAPEX（處理廠規模，佔地面積）和OPEX（能源，化學品）。
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