意大利拉文纳的污水处理厂(WWTP)已被考虑升级，以提高污泥处理能力，能源回收和适应集水区的人口增长manbetxios客户端下载。现有数据有限，对适当的升级解决办法的评价和决策进程受到影响。为了填补这一空白，我们的客户HERA S.p.A.找到我们来开发一个污水处理系统模型。我们设计了一个使用WEST的解决方案，为几个操作场景的评估提供了基础。WEST模型被证明是一个可靠的决策支持工具，可以帮助电力公司确定最合适的优化和升级策略。

挑战

各种因素——包括低进水有机负荷和污泥处理能力的降低——影响了拉文纳污水处理厂的性能。这导致了有限的能量回收和高能耗，由于曝气的要求。

解决方案

使用DHI的建模软件WEST开发、校准和验证污水处理厂模型，用于污水处理厂和其他类型水质相关系统的动态建模和模拟。经过校准和验证的WEST模型被用于评估几个旨在提高拉文纳污水处理厂性能和效率的场景。

结果

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“我们选择了WEST，因为它在描述废水处理系统中的生物过程方面具有强大的能力，并且通过创建标准库中没有的新过程模型和过程单元，它具有很高的定制潜力。此外，直观的图形用户界面和导入我们自己的数据的易用性使我们能够快速构建复杂的工厂布局，例如拉文纳污水处理厂(24万PE)。”

Ida Basta，工艺工程师
赫拉公司

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完整的故事

挑战

拉文纳污水处理厂的操作挑战
拉文纳污水处理厂面临着一些限制其效率的挑战。进水中有机物(COD, BOD)负荷有限影响了反硝化性能。此外，通过废污泥再循环和初级沉淀物的预浓缩以及活性污泥反应器在高固相浓度(高达15 g/L)下的运行，处理了污泥浓缩和厌氧消化的容量降低和运行问题。这种操作策略导致了有限的能量回收和通过曝气的高能量消耗。

除了采用更高效的曝气器外，确定合适的优化解决方案还受到有限的测量可用性的影响。进行了初步评估，并通过额外的监测确定了描述污水处理厂运作的关键数据集。

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拉文纳污水处理厂的西部布局。万搏官网网站©济

解决方案

在西部建立了拉文纳污水处理厂的模型，再现了现有布局和运营策略的复杂性。由于曝气效率有限，在氧扩散受限的絮凝体内模拟了同时硝化-反硝化过程。一种动态进水分馏模型被认为是对原始污水测量的可变性的解释。

在动态条件下，对选定的测量值进行了逐步长期(1年)的WEST模型校准。在初步估算分馏参数后，在模型中加入增量复杂性(废污泥动力学、二次沉降器模型、温度动力学)来描述污水处理厂的运行。需要对操作设置和生物动力学参数进行微小的调整，以使模型输出与可用数据相匹配。

针对来自专门采样活动的数据，对模型进行了进一步验证，从而确定了所使用的方法和参数集。

对缺氧反应器中混合液悬浮物浓度进行了一年的测量和模拟。万搏官网网站©济

情景分析
经过校准和验证的WEST模型被用于评估几个场景，这些场景将提高拉文纳污水处理厂的性能和效率。

考虑了三种污水管网升级方案，并与当前运行情况进行了对比:

• 场景1-降低活性污泥反应器中混合液悬浮物浓度(通过增加废污泥处理能力)


• 场景2-作为方案1，绕过主沉降器(允许增加COD的反硝化可用性)


• 场景3-作为场景1，增加内部污泥再循环，并实施基于出水铵浓度的DO控制(允许提高曝气效率)

结果

情景分析的结果(这里介绍的是出水总氮浓度和沼气产量)表明有可能进行重大改进:

• 降低出水氮浓度(-25%)和磷浓度(-50%)


• 提高沼气回收率(高达+94%)

因此，可以得出结论，污泥处理的升级(提供提高能源效率)应与确保良好出水质量的适当策略相结合。在这种情况下，DO控制的实施被证明特别有用，因为它还为曝气提供了优化的能源消耗。

就污水氮浓度和沼气产量而言，比较当前污水处理厂的运行(“基线”)和三种升级方案。万搏官网网站©济

拉文纳污水处理厂可靠模型的开发为项目工程师提供了一个决策支持工具，以执行有关设施升级的知情决策。

对选定升级方案的分析显示，在性能和能源效率方面有显著改进的潜力。在评价中考虑了多个目标，即出水符合性、能耗和回收。