影像測(cè)量儀
2.3、能源審計(jì)
作為參與EPA項(xiàng)目的一部分，需要對(duì)處理工藝進(jìn)行能源審計(jì)。不包含在此次研究的內(nèi)容是建筑能源審計(jì)，包括評(píng)估照明、加熱、制冷和通風(fēng)系統(tǒng)，建筑也有節(jié)省資金和能源的潛力。
美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)(ASHRAE)定義能源審計(jì)有3個(gè)級(jí)別。審計(jì)級(jí)別的區(qū)別是復(fù)雜程度和提供信息的詳細(xì)程度。
對(duì)于克雷斯特德比特市，執(zhí)行了級(jí)別1的審計(jì)，包括污水廠現(xiàn)場(chǎng)考察，著重處理工藝流程的能源使用。
級(jí)別1審計(jì)：˙通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，評(píng)估能源消耗和效率，以確定維護(hù)和（或）運(yùn)營需求，以及裝備的不足；˙利用能耗信息，了解使用模式和建立能源基準(zhǔn)；˙重點(diǎn)采取低成本或無成本的措施，來估計(jì)可以節(jié)省的能源和成本。
2.4、搜集信息
工藝流程的能源審計(jì)始于整理圖紙、運(yùn)營記錄、賬單和設(shè)備庫存，來理解污水廠的能源使用模式。評(píng)估小組檢查圖紙，尋找污水廠物理上的設(shè)計(jì)引起的運(yùn)行或能源問題。例如，圖紙顯示目前的溶解氧（DO）計(jì)量裝置位于氧化溝的缺氧位置，這個(gè)設(shè)置對(duì)控制氧量或氧化溝運(yùn)行不會(huì)有正確的反饋，典型的更有效位置是讓測(cè)量裝置位于有氧的位置，如靠近溝的排水處。
運(yùn)行記錄和參數(shù)，如BOD和TSS用來辨別進(jìn)水和污水廠運(yùn)行質(zhì)量。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的明顯不同，污水廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)被用來建立三個(gè)“工作季”，反映了臨時(shí)人口和入滲引起的收集系統(tǒng)全年的變化。三個(gè)季的條件總結(jié)如下：˙季節(jié)1（10月—3月）：低流量，低負(fù)荷[BOD、TSS每天基于1磅(0.45kg)]，低污水溫度；˙季節(jié)2（4月—6月）：低流量，平均負(fù)載，較低污水溫度；˙季節(jié)3（7月—9月）：平均流量，高負(fù)荷，高污水溫度。評(píng)估小組審查設(shè)備，以確定設(shè)備的年齡和功率，并在廠內(nèi)確定主要的能源消耗者。主要的能源消耗設(shè)備，包括它們的典型運(yùn)行和控制信息，簡要總結(jié)在表1。這些信息用來著重審計(jì)主要的能源消耗工藝，最大化能源節(jié)省機(jī)會(huì)。
2.5、現(xiàn)有的工藝性能
評(píng)估小組和工廠運(yùn)營人員對(duì)每個(gè)工藝都進(jìn)行了詳細(xì)的討論，了解性能趨勢(shì)和關(guān)注點(diǎn)。對(duì)污水處理廠的工藝性能和運(yùn)營策略的一般性意見如下。
（1）進(jìn)水泵送/前端處理
進(jìn)水系統(tǒng)包括3臺(tái)泵：泵1，功率為3.5kW；泵2和3（一用一備），功率均為13kW。泵2根據(jù)監(jiān)測(cè)污水井的液位連續(xù)運(yùn)行。所有的泵都帶變頻器。
（2）曝氣/氧化溝
污水廠的氧化溝采用好氧法去除BOD和氨，溝內(nèi)存在厭氧區(qū)提供反硝化、恢復(fù)堿性和降低需氧量。氧化溝使用55kW馬力曝氣機(jī)，帶變頻器，根據(jù)每天的溶解氧濃度手動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行。按道理，變頻器應(yīng)該通過取得系統(tǒng)信息自動(dòng)調(diào)節(jié)來節(jié)省能源，而不是通過手工調(diào)整。在氧化溝的厭氧區(qū)有兩個(gè)自動(dòng)運(yùn)行的攪拌器。目前的DO測(cè)量儀位于厭氧位置，沒有運(yùn)行。
（3）澄清
污水廠有兩個(gè)澄清池，一個(gè)連續(xù)運(yùn)行，另一個(gè)在高流量時(shí)輔助運(yùn)行。
（4）紫外消毒
紫外消毒的設(shè)計(jì)流量為1.3MGD（4900m3/d）(是污水廠最大流量的兩倍)。系統(tǒng)目前兩組同時(shí)運(yùn)行。污水廠操作人員每年更換一次紫外線燈，做預(yù)防性維護(hù)。
自從2008年以來，排水中的糞大腸桿菌平均濃度為8.3個(gè)/100mL，7d平均值為214.3個(gè)/100mL。規(guī)定允許排放的菌群濃度為1372個(gè)/100mL(30d平均值)和2744個(gè)/100mL(7d平均值)。從目前的運(yùn)行結(jié)果來看，大腸桿菌水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于允許值。
（5）污泥處理
污水廠有一套自熱式高溫好氧消化（ATAD）系統(tǒng)，由于臭氣原因沒有運(yùn)行。所以，目前污泥在污泥罐濃縮后，送到濃縮污泥存儲(chǔ)罐暫存。由于目前污水廠在更改管道，污泥必須泵送到ATAD存儲(chǔ)罐，然后進(jìn)入離心機(jī)脫水。盡管這樣可以提供更多的存儲(chǔ)量，減少去填埋的次數(shù)，但卻要求ATAD存儲(chǔ)罐的鼓風(fēng)機(jī)（功率為11kW）一直運(yùn)行。另外，離心機(jī)的功率為30kW，變頻控制，但是主要以一個(gè)速度運(yùn)行。離心機(jī)每周裝滿一個(gè)20立方碼（15m3）的垃圾箱。離心機(jī)出水經(jīng)過管路送到氧化溝，可能會(huì)影響氧化溝工藝性能。
2.6、污水廠實(shí)地觀察
根據(jù)這些運(yùn)行參數(shù)，評(píng)估小組執(zhí)行了級(jí)別1的污水廠實(shí)地觀察。這項(xiàng)工作包括目視檢查來識(shí)別操作或維護(hù)問題，從污水廠主要設(shè)備上收集能源數(shù)據(jù)。這些信息被該市用來評(píng)估運(yùn)行和維護(hù)產(chǎn)生的成本節(jié)省，以及資金投入改善污水廠設(shè)施的優(yōu)先次序。
GCEA在審計(jì)過程中與評(píng)估小組協(xié)作，測(cè)量主要設(shè)備實(shí)際降低的用電量，包括污泥轉(zhuǎn)運(yùn)泵和鼓風(fēng)機(jī)增加15min運(yùn)行時(shí)間來記錄實(shí)際電耗。使用一致的時(shí)間間隔來測(cè)量功耗，允許足夠時(shí)間確定開關(guān)機(jī)時(shí)的電耗。這些信息被該市用來確定設(shè)施改善的優(yōu)先次序。
審計(jì)過程中，測(cè)量了氧化溝的溶解氧濃度來確定曝氣效率。利用這些濃度數(shù)值創(chuàng)建了一個(gè)溶解氧濃度模型，用來更好地理解污水廠的運(yùn)行。
圖5測(cè)量溶解氧
根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、溫度、歷史溶解氧濃度、通常曝氣速度、溶解氧測(cè)試結(jié)果，建立BioWin模型。使用這個(gè)工藝模型，評(píng)估小組確定了現(xiàn)在的曝氣機(jī)已經(jīng)使用了15年左右，與新的曝氣機(jī)相比，轉(zhuǎn)換效率很低，這意味著根據(jù)現(xiàn)在的溶解氧水平，污水廠使用了更多的能量來驅(qū)動(dòng)這個(gè)曝氣機(jī)。
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