减少液压负载，最大限度地提高效率
了解模拟如何帮助预测污水处理厂改善的处理性能和降低成本
Rønne污水处理厂在冬季期间面临着过量流入的挑战，希望通过投资单独的下水道基础设施来实现更高的处理能力和改善污水质量。为了实施新的基础设施，水务公司需要量化项目的积极影响，并评估新下水道系统投资的潜在补偿。
利用DHI的动态建模和仿真软件WEST建立了Rønne污水处理厂模型并进行了校准。通过模拟过量流入的逐步减少，该模型用于评估不同场景下污水质量的改善和成本节约。
不同水力负荷下污水处理厂性能评价
最多可减少35%的污水负荷和20%的能源消耗
每年可降低高达35万丹麦克朗的运营成本
高液压负荷影响整体污水处理效率
Rønne污水处理厂是丹麦Bornholm岛上的主要污水处理设施。污水处理厂接收来自联合下水道系统的废水，包括生物养分去除和沉淀后处理。此外，废污泥通过脱水和石灰和聚合物的投药来稳定。
污水处理厂传统上一直面临着进水流量每月显著变化的挑战(图1)，主要是由于雨水和渗透的贡献。高水力负荷预计会通过影响生物过程对处理性能产生负面影响，并由于能源消耗增加而对运营成本产生负面影响。
图1所示。Rønne污水处理厂月平均流入流量变化(2018年)。
降低液压负荷:投资和成本节约
作为减少下水道渗透和最大限度减少洪水风险战略的一部分，博恩霍尔姆斯能源和福辛(BEOF)计划实施单独的下水道基础设施和更换老化管道。该解决方案有望降低Rønne污水处理厂的液压负荷，从而提高效率，并可能节省大量成本，从而弥补对新基础设施的投资。然而，要准确量化这些影响，需要适当的建模工具来准确描述Rønne污水处理厂的当前和未来运行情况。
使用DHI的建模软件WEST量化了液压负荷减少对改善处理性能、提高能源效率和节约运营成本的影响。该计划是欧盟资助的Interreg STEP(污泥技术生态进步)项目的一部分，该项目旨在提高波罗的海地区中小型污水处理厂的资源回收和能源效率。
评估当前绩效
为了获得关于Rønne污水处理厂性能的可操作见解，WEST实现了一个污水处理厂模型。该模型包括两条单独的生物处理管线(间歇曝气强化生物除磷)和随后的化学投药。进水特性是基于运营商提供的一年测量数据进行的，并通过独立测量进行了验证。
该模型首先根据COD、N和P组分的进水和出水浓度、活性污泥反应器中混合液悬浮物和总能耗进行校准。该模型随后用污水处理厂在降低水力负荷下运行的一个月的具体测量数据进行了验证。
图2。Rønne污水处理厂西部布局实施及模型校准结果(2018年平均)。欧宝官网开户©济
进行情景模拟，量化液压减载的好处
WEST模型随后用于评估Rønne污水处理厂在不同进水流量下的效率改进。预计最大过量流量(雨水、渗透)为每天3800立方米，未来将会通过实施单独的污水渠而减少。模拟了几种情况，每一种情况代表截留过多流入的不同程度:
出水质量显著改善，运营成本显著提高
不同模拟的结果显示了出水质量、污泥产量、能源消耗(泵送和曝气)和成本。图3显示了一个雷达图，在考虑多个目标的情况下可视化了污水处理系统性能的变化。
据估计，完全减少过量流入将大大改善出水质量(-12%至-50%的出水负荷)、能源消耗(-418千瓦时/天)和运营成本(-34%)。
图3。随着Rønne污水处理厂水力负荷的增加，情景分析结果。欧宝官网开户©济
考虑到高达3800 m3/d的过量水力负荷(占平均日进水流量的40%)，估计该过量流量每减少20%将对应于:
在完全减少液压过载后，估计每年可节省35万丹麦克朗的运营成本，这些成本可进一步再投资于渗透和洪水最小化战略的实施。
博恩霍尔姆能源公司(BEOF)是在丹麦博恩霍尔姆岛运营的管理公用事业公司。水务署提供综合供水和能源服务，并负责运作和维修下水道系统及八个污水处理厂。
