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污水處理廠的 “智慧大腦” ? WTW IQ SensorNet 簡化營養(yǎng)物去除,守護灣區(qū)清水
發(fā)布時間:2026-02-27

WTW IQ SensorNet智能監(jiān)測系統(tǒng)憑借對水質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)的持續(xù)可靠監(jiān)測,贏得了塞內(nèi)卡運營團隊的信任,助力該水資源回收設(shè)施優(yōu)化營養(yǎng)物去除,守護灣區(qū)清水。

WRRF通常需要處理的營養(yǎng)物是氮和磷,這兩種天然存在的元素是健康生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽是自然界中常見的氮形態(tài),其濃度通常較低——低于1 mg/L。另一方面,WRRF的排放物可能含有高達30 mg N/L的氮,主要以硝酸鹽(NO3-)形式存在,對于任何水生生態(tài)系統(tǒng)都是嚴重威脅。適量硝酸鹽是植物健康生長的必要條件,但河口和水體中過量的硝酸鹽會刺激藻類大量繁殖,導(dǎo)致水生植物暴發(fā)性增長,進而影響溶解氧(DO)水平(形成缺氧死亡區(qū),使海洋生物窒息)、水溫和其他參數(shù)。切薩皮克灣就是典型案例,由于營養(yǎng)物(主要是磷和氮)的過度富集,該海灣水質(zhì)持續(xù)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(qū)衛(wèi)生委員會(WSSC)收到了新的出水硝酸鹽排放限值要求。WSSC塞內(nèi)卡污水處理廠需要通過升級改造新增反硝化工藝,實現(xiàn)強化營養(yǎng)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,并盡可能降低運行成本。為此設(shè)計建造了采用四級Bardenpho工藝并輔以外加碳源(甲醇)的脫氮系統(tǒng)。


塞內(nèi)卡是WSSC擁有和運營的最大規(guī)模WRRF之一。為滿足嚴格的處理要求,塞內(nèi)卡團隊需要能夠提供準確實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù),以便持續(xù)監(jiān)控工藝過程。這也為后續(xù)實施更多的自動化控制奠定了基礎(chǔ)。雖然該廠多年來一直使用在線紫外硝酸鹽監(jiān)測技術(shù),但現(xiàn)有設(shè)備可靠性逐漸降低。經(jīng)過綜合評估,WTW NitraVis?紫外可見分光光度法硝酸鹽傳感器成為首選技術(shù)。

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WTW IQ SensorNet系統(tǒng)的可堆疊模塊和單電纜設(shè)計




輕松之選


WTW IQ SensorNet系統(tǒng)不僅滿足測量性能要求,更具有其顯著優(yōu)勢。例如,UV-Vis探頭的UltraClean技術(shù)是主要決定因素之一。UltraClean是一種內(nèi)置的超聲波清潔技術(shù),可以防止生物污垢并降低維護要求。系統(tǒng)的模塊化設(shè)計也是一個重要因素。網(wǎng)絡(luò)的可堆疊模塊和單電纜設(shè)計減少了所需的布線,使設(shè)置更加方便。這也極大地簡化了監(jiān)測系統(tǒng)未來的擴展。這很重要,因為塞內(nèi)卡團隊計劃后續(xù)擴展系統(tǒng),以更換設(shè)施中其他老化的監(jiān)測設(shè)備??刂破黠@示屏也是顯著優(yōu)勢之一,尺寸更大且可便攜使用。任何終端都可接入模塊,可編程顯示網(wǎng)絡(luò)中的所有傳感器或僅顯示物理連接到該特定位置的傳感器。

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圖1. WTW IQ SensorNet NitraVis傳感器

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圖2. WTW IQ SensorNet紫外探頭堅固精確,專為現(xiàn)場而設(shè)計。

通過UltraClean技術(shù)保持光學(xué)元件清潔,傳感器的256波長掃描確保了測量精度。

圖為1 mm間隙傳感器。

圖 1 是在污水中發(fā)現(xiàn)不同類型固體可能性的概念性圖示。堅硬且近似球形的物體位于左側(cè),而柔軟且細長的物體位于右側(cè)。與許多系統(tǒng)一樣,發(fā)現(xiàn)極大物體(無論是球形還是細長形)的概率非常低。重要的特征是這條分布曲線是不對稱的——偏向于柔軟、細長的物體,這些是當(dāng)今污水中最常見的類型。 

WTW IQ SensorNet應(yīng)用

塞內(nèi)卡團隊快速部署了WTW智能監(jiān)測系統(tǒng),但優(yōu)化工作仍在繼續(xù)。維護工作十分簡便,UltraClean系統(tǒng)有效預(yù)防生物污垢。不過,為了進一步減少操作人員負擔(dān),對該系統(tǒng)進行了一些調(diào)整。將垂直安裝的探頭調(diào)整為測量通道與水流平行,以沖刷固體和碎屑。為了清除偶爾會纏繞在探頭上并遮擋光學(xué)元件的毛發(fā)或碎布,塞內(nèi)卡團隊安裝了一套空氣清潔系統(tǒng)。接入工藝空氣管路,并在每個探頭位置加裝了一個空氣清潔閥模塊(型號MIQ/CHV)。該閥門會定期啟動,向測量間隙噴射氣流以清除碎屑。

經(jīng)驗共享

隨著首套監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用,塞內(nèi)卡團隊迅速將剩余3條ENR處理線的硝酸鹽探頭更換為WTW IQ SensorNet NitraVis探頭。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系統(tǒng)安裝便捷、整體操作簡單直觀、校準程序十分簡便——尤其是傳感器能長期保持校準狀態(tài)。從氨氮到正磷酸鹽,從溶解氧到混合液懸浮固體(MLSS),污水處理廠成功利用傳感器技術(shù),構(gòu)建起一套真正意義上的智能監(jiān)控系統(tǒng)。WTW IQ SensorNet系統(tǒng)幫助他們實現(xiàn)了工藝優(yōu)化和成本節(jié)約,并能基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)執(zhí)行精準控制方案。


塞內(nèi)卡團隊繼續(xù)尋求進步,專注于更大限度地提高生物除磷。WTW IQ SensorNet SensoLyt ORP可對厭氧區(qū)進行持續(xù)監(jiān)測,該區(qū)域會促進發(fā)酵反應(yīng)并引發(fā)磷釋放??梢酝ㄟ^間歇性運行攪拌器,在不犧牲處理性能的情況下,大幅減少明礬的使用,甚至實現(xiàn)部分節(jié)能。塞內(nèi)卡團隊已經(jīng)實現(xiàn)了低至0.04 mg N/L的出水濃度,切實保護了切薩皮克灣和周邊環(huán)境。


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