HACH RTC污泥脫水即時監控系統優化肯德基州民生污水處理廠作業
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HACH RTC污泥脫水系統提高效率，優化美國肯德基州民生污水處理廠的聚合物劑量投放作業
RTC Sludge Dewatering Improves Efficiency, Optimizes Polymer Feed at Bowling Green
CASE STUDY: RTC-SD OPTIMIZATIONS AT BGMU WWTP
(BGMU WWTP, 美國肯德基州 Bowling Green Municipal Utilities 民生污水處理廠)
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背景介紹
肯德基州Bowling Green民生（BGMU）污水處理廠（WWTP）是一個日處理12 MGD 每日百萬加崙 (million gallons per day)，採用序列間歇式活性污泥法工法 (Sequencing Batch Reactor, SBR) 的污水處理廠。每輛污泥池輸送車平均每天輸送130,000加侖的廢棄量到三個污泥貯槽。貯槽僅為控制氣味而通氣，並不用於厭氧消化。 在流經研磨機之前，污泥貯槽會定期排放以使得固體變濃稠1.5~3.0％，然後泵送到兩個離心機進行脫水。
Measuring Feed Sludge測量進料污泥
2012年，BGMU污水處理廠進行升級，以提高整個處理週期的容量，同時將許多流程升級為自動化。 然而，脫水操作仍然是人工手動作業。 為了確定污泥脫水的最佳聚合物劑量，操作人員仰賴抓取樣品並目視檢查濃縮物。 每位操作員於每次輪值班中進行兩次進料污泥抓取樣品，但由於污水處理廠內有其他工作事項，每次抓取樣品之間的間隔並不一致。 每當污泥貯槽滿量時，污泥的濃度也會下降。 一旦每個貯槽的離心機失去壓力強度，操作員就會切換貯槽的進量，因而導致污泥濃度增加。
污泥進量取樣過程導致諸如不一致的污泥餅量和處理過程中低效率處理聚合物劑量的問題。 此外，由於無法預測離開貯槽後的污泥濃度，離心機的脫水過程需要人工手動操作以因應調整 – 這讓操作員沒有時間處理其他更重要優先的事項。
為解決減少人工操作，提高效率和降低聚合物成本的問題，BGMU污水處理廠決定研究污泥進量中的連續固體測量。 因為如果污水處理廠能夠對於進量污泥固體濃度有更高的掌握度和了解的話，它就可以優化離心機的操作和脫水過程中的聚合物劑量的使用。
Solution and Improvements
最初，污水處理廠希望安裝Hach Solitax TSS水中濁度與懸浮固體線上分析儀，以取代其進量污泥抓取取樣。 Mr. Neighbor說 :“當討論到儀器時，因為我們已經使用Hach很長一段時間，”, “(且)由於我們已經在SBR池已使用Hach，我們決定繼續與Hach合作。”不過，因為Solitax TSS水中濁度與懸浮固體線上分析儀的數據仍需要進行分析，而聚合物的劑量也仍然需要由操作人員手動設定和調整，因此無助於BGMU污水處理廠優化其聚合物劑量作業，或是減少操作員的工作量。 “於是我連絡了Hach服務代表，想要了解透過分析儀的懸浮固體探頭來計算並設定控制程式，嘗試透過我們自己的控制系統來針對聚合物劑量投放的部分編寫程式，” Mr. Neighbors說。 “然後我們得知Hach已經開發出可以完成上述工作的RTC系統。”
BGMU污水處理廠最後並沒有用SCADA系統建立自己的分析程式，而是決定採用Hach的污泥脫水即時控制系統（RTC-SD）進行試驗。 “這聽起來很容易，但如果已經有人花費時間去研究和開發系統，他們可能可以解決我們根本沒有預料到的問題，” 污水處理廠資深專案經理表示。 “你在哪裡控制？ 在聚合物進料或離心機？ 有很多不同的面向需要考慮。 一旦我們發現有一些可開箱即用的東西，我們就選擇了更簡單的選項。“
HACH RTC-SD (污泥脫水即時控制系統) 即時優化聚合物投放劑量的方式是透過在進料污泥管線中使用Hach Solitax探頭測量進量污泥的流量，與既有的流量計和固體濃度來改善操作。 基於BGMU污水處理廠既有的設備，RTC-SD設定為前饋系統。 “一旦探頭和接線就定位，用不到一天的過程。 那對我們來說是非常的容易，“ Neighbors說。 Solitax探頭讀取總懸浮固體的數據並將此測量結果傳送到SC1000控制器。操作員能夠透過SC1000控制器查看所有關鍵測量與儀器診斷，包括BGMU污水處理廠的參數，訊號驗證以及Hach的Prognosys系統的讀值。 透過此方式，污水處理廠得以優化聚合物的投放用量，同時增加儀器正常運作時間和提升維護需求方面的知識。
More Measurements, More Clarity
圖1 強調即時連續監測和分析總懸浮固體的數值。 RTC-SD (污泥脫水即時控制系統) 連續分析 : 流量（藍線），總懸浮固體（黑線）和聚合物劑量（綠線）。 每次的下降和尖峰代表污水處理廠污泥變化的時刻。 將這些訊息量與每班兩次人工抓取樣本來進行比較。 很容易看出BGMU污水處理廠的污泥全天變化量很大，如果沒有連續測量和自動控制，操作人員就無法優化聚合物的處理。
Finding Clarity in TSS Measurement
圖2 顯示出RTC-SD (污泥脫水即時控制系統) 於四星期內抓取BGMU污水處理廠的流量（藍線），聚合物劑量（綠線）和總懸浮固體（灰線）。 根據總懸浮固體TSS和聚合物進料速率趨勢，顯然RTC-SD基於即時的總懸浮固體讀數而準確地投放聚合物。 “操作人員以人工手動方式啟動，然後進入RTC自動模式，讓系統接管，”Mr. Neighbors說。 “然後他們透過降低RTC系統中每噸劑量設定點的磅數來控制RTC中的聚合物劑量。 操作人員在每次輪值班中僅需要設定更新一次。 聚合物量得以減少，並且每個人也都更加了解固體的變化。 此系統為你節省金錢，同時也幫助操作人員掌握固體變化的頻率。“
結論
透過即時連續監測RTC-SD的TSS濃度，BGMU污水處理廠對污泥濃度，流量和聚合物需求有了更深入的掌握度和清晰度，達到更佳的程序控制和效率。 具體而言，BGMU污水處理廠報告指出RTC-SD (污泥脫水即時控制系統)協助將人工操作離心機處理污泥的操作量降低了70％。 這使得操作人員得以專注於其他更關鍵的廠內運作，RTC-SD的優化（以及其他變化，如: 聚合物的轉變）讓BGMU在RTC-SD (污泥脫水即時控制系統) 運作時得以將聚合物消耗量降低58％（見圖3）。
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問題與挑戰
在BGMU污水處理廠內面對的營運挑戰是無法預測的污泥濃度, 高聚合物成本, 以及兩台高度人工手動操作的離心機，以上導致高昂的成本和低效率的營運。
解決方案
BGMU污水處理廠安裝了Hach® RTC-SD污泥脫水即時控制系統，以即時測量流量和固體量來取代進料污泥中的抓取取樣，更好地配製聚合物。
方案優勢
RTC-SD (污泥脫水即時控制系統) 提供的連續分析有助於BGMU污水處理廠在脫水過程中優化處理污泥，使污水處理廠更加穩定地運行。 這使得離心機的人工手動操作作業減少了70％，並將聚合物的花費降低了58％。
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| Application Notes (點進下方標題即可詳閱原文) | Type | Language | Size | Date | Edition |
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RTC Sludge Dewatering Improves Efficiency, Optimizes Polymer Feed at Bowling Green DOC043.53.30393 |
English US | 706 KB | 2017-04 | Apr17 |