Fayetteville污水处理设备降低了运营成本，提高了效率
田纳西州费耶特维尔的费耶特维尔污水处理厂(WWTP)就是一个例子，它不仅仅是在降低成本的同时，努力实现水质和污水排放目标。相反，它把语言变成了行动。
费耶特维尔污水处理厂，田纳西州，零食约150万加仑（MGD）每天城市污水。
在费耶特维尔污水处理厂，采取了前瞻性的方式来运营工厂，并采取了多项旨在降低运营成本和提高效率的措施。其中一项措施是耗资500万元进行工厂升级，包括安装先进技术，包括:
- 监控和数据采集(SCADA)系统。
- 更新的曝气池具有发光溶解氧(LDO)探针。在工厂升级之前，还在曝气池使用的机械表面曝气器上安装了变速频率驱动器(VFDs)。
- 高效曝气鼓风机其消化储罐的优化。
- 最先进的脱水系统，配有高效离心机和其他设备，旨在节省成本和更多。
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费耶特维尔污水处理厂主管德怀特牛仔裤。该工厂的升级，结合先进的管理策略，使工厂消耗更少的能源，减少对外部承包商去除生物固体的依赖，导致每年总运营节省约6万美元。该工厂还将在未来几十年有效地管理该地区的废水。
费耶特维尔公共事业公司(FPU)首席执行官兼总经理布里特·戴伊说:“作为一家国有废水处理厂，我们的工作是提供符合州和联邦法规的优质水，同时降低成本。”“这就是为什么我们总是采取积极的方式投资未来和升级我们的工厂。对我们来说，一切都是为了前进。”
氧化沟工艺
费耶特维尔位于田纳西州纳什维尔以南约90英里处，是一个人口约7000人的城市。FPU负责管理工厂和城市供水服务。
费耶特维尔污水处理厂每天处理大约150万加仑的城市污水，其中有进水的按需生化需氧量5.约225毫克/升。该厂采用具有两个平行的沟列车氧化沟工艺处理在每日平均流动条件3.35 MGD和7.7 MGD峰的每日流动。氧化沟是经修饰的活性污泥的生物处理过程，其利用长的固体保留时间（SRT中）以去除可生物降解的有机物。
最终出水排放到麋河与月平均全国污染物排放消除系统（NPDES）两个BOD废水的限制5.以及30毫克/升的悬浮物。美国环境保护署(EPA)确定了NPDES的限制。
自2009年年中以来，平均日流量约为1.5米高，但高峰日流量可超过5至6米高，需要两列沟车同时运行。该工厂持续生产高质量的废水与BOD5.值平均5至8毫克/升。总悬浮固体(TSS)值平均为5-9毫克/升。
能源管理活动推出
自工厂成立以来，FPU和WWTP运营商一直在寻求降低工厂运营成本。然而，在2011年，当美国环保署(4区-亚特兰大)和田纳西州环境与保护部(TDEC)组建了一个团队来实施能源管理倡议(EMI)时，FPU加快了工厂的成本节约措施。从那以后，这家工厂再也没有回头。
电磁干扰过程包括能源评估，以及各种研讨会，以帮助工厂更有效和成本效益。该团队包括EPA R4、TDEC、田纳西州经济和社区发展部和田纳西州河谷管理局(TVA)。它还得到了孟菲斯大学土木工程系、田纳西大学市政技术咨询服务中心和北卡罗来纳大学环境金融中心的帮助。
TDEC的能源项目主管Ben Bolton说:“除了在环境管理方面实施持续的最佳实践外，FPU是一个充分重视测量和控制废水处理厂能源使用价值的公用事业公司。”“正是这种承诺使田纳西州成为一个吸引人的居住、工作和参观的地方。”
通过EMI过程，工厂发现了许多节省能源的机会。其中一项措施包括决定减少好氧消化器所用鼓风机的运行时间。这样做可以让工厂节省相当大的能源成本。两年后，该工厂又向节能迈进了一大步，在正常情况下只运行两列氧化沟列车中的一列。
然而，FPU继续看到成本节约更多的机会。因此，它利用了融资的通过状态周转基金，并用500万$厂升级改造工程向前推进，进一步提高工厂效率。该项目也将允许工厂遵守更严格的EPA废水排放限值。
氧化沟升级减少能源使用
该厂节能工作的一个重点是氧化沟。在核电站内，由重力输送的污水通过一个条形筛管进入主泵站，在那里经过精细的筛选过程，然后进入核电站的两个错层氧化沟。每个氧化沟(或曝气池)设计用于处理1,959360加仑的废水。
氧化沟渠包含一个同心环形设计，其包括具有专用区域的内环和外圈，用于特定处理过程。该方法还包括使用二次澄清剂以将活性污泥生物溶解剂与混合液分离。
沟槽采用机械表面曝气器，使混合液在进入内环之前，外环出水端保持1.0 ~ 3.0 mg/L的溶解氧。这些沟渠总共使用8个电动表面曝气器，包括4台25马力(hp)和4台50马力(hp)。
为了节省能量，在氧化沟电厂安装LDO探头监测溶解氧（DO）水平，并传输数据到工厂的新的SCADA系统。另外，它增加了变频驱动到表面曝气器。现在，该工厂不再运行其所有的表面曝气机在任何时候都。相反，SCADA系统自动启动和停止的基础上，建立DO设定值单位需要适当数量。
Fayetteville WWTP的分割级氧化沟渠使用VFD控制的表面曝气器来节省能源并确保适当的通气。
“该LDO探针和上表面曝气机使用变频驱动器的总制成感”，Fayetteville的WWTP主管德怀特牛仔裤说。“现在，我们现在还没有遇到他们敞开，过度通气。相反，我们的表面曝气机只用来维持DO水平，这导致节省大量能源，需要的能量的具体数额“。
优化的有氧消化器增加能源节约
除了其曝气池，FPU选择优化工厂的好氧消化池操作，以进一步降低能源成本，尽管作为EMI过程的一部分，它在2011年的消化池节能方面取得了良好的开端。
在工厂，废活性污泥（WAS）从澄清池流入两个有氧消化器，其中的每一个的额定处理污泥296,000加仑。每个槽配有大气泡的扩散器的空气在曝气过程中提供帮助。
EPA和tdec领导的EMI过程确定了该工厂的蒸煮池已经过度曝气。FPU随后选择减少鼓风机运行时间，允许它节省能源，同时也提供所需的适当水平的曝气。
显示的是在费耶特维尔污水处理厂使用的两个有氧沼气池之一。
在计划升级时，FPU确定通过更新的曝气鼓风机来提供污泥中有机物代谢所需的氧气，同时满足BOD，可以实现更多的成本节约5.的水平。因此，它取代了它的两个125马力鼓风机与三个，新的75马力积极置换鼓风机作为其工厂升级的一部分。每个风机额定在6psig下提供1500 CFM。
在正常负荷条件下，工厂以50%到75%的容量运行消化器。在36小时曝气期间，工厂操作人员手动启动一台鼓风机，为两个蒸煮器提供所需的曝气。曝气策略要求操作人员在罕见的情况下启动第二个鼓风机，即当工厂达到日流量峰值，两个消化池都已满负荷运转。第三个鼓风机提供系统冗余。一次鼓风机在无曝气期间关闭。
“只要这些新的鼓风机中的一个不工作的两名年龄较大的鼓风机组合相同数量，但它使用较少的马力和消耗更少的能量。今天，我们不把更多的精力放到沼气池曝气过程比需要的，我们有可靠的风机，使我们能够满足我们的水质目标，”牛仔说。
Jeans说，工厂为其持续的进步和工厂和FPU所有相关人员的努力感到自豪。
“保持植物的有效运行和管理成本是一个团队的努力,其中包括每个人都在工厂,达纳·波洛克等人在政府能够学习和收集信息的成本节约,积累了FPU自WWTP新技术的部署,“牛仔裤说。
最近安装的曝气鼓风机在帮助费耶特维尔污水处理厂优化其好氧消化池和实现节能方面发挥了关键作用。
脱水系统节约成本，自给自足
除了通过使用升级的装置控制、优化的氧化沟和沼气池来提高效率外，FPU还采用了一种新的污泥脱水和生物固体去除方法。
在工厂继曝气工艺，沼气池污泥进入操作的脱水阶段。在过去，FPU依靠当地的承包商脱水污泥，并拖走了污泥。然而，作为服务费用继续升级，并最终增加了一倍FPU决定，探讨如何消除其对脱水污泥和去除外部承包商的依赖。
经过深入的分析，FPU选择建造一个新的设备脱水大楼，包括高速离心机，输送系统，混泥土机和储存仓。
离心机以每分钟55加仑(GPM)的速度处理湿污泥，从而将处理过的污泥转化为生物固体。然后，生物固体被输送到混泥厂，混泥厂将窑灰与污泥混合，以稳定物料的碱性水平，并启动生化加热过程。然后，这些生物固体被输送到存储区域，在72小时的时间内，最终形成a类生物固体产品。
总体而言，该工厂生产250吨每年A级生物固体。生物固体可为当地农民和社区的其他人谁可以使用它作为肥料。
图中为费耶特维尔污水处理厂脱水过程中使用的高速离心机。
“当脱水接触的最低出价从每吨491美元攀升到914美元时，我们需要找到一个更具有成本效益的方法来管理工厂的这一部分，”Jeans说。“新的脱水系统解决了这个问题，尽管它抵消了我们节省的一些能源，但它每年在脱水成本上节省了8万美元。”
一种眼光来看续效率
自建厂完成在2017年升级，该厂节省估计$ 60,000个业务得益于先进的节能技术和FPU的决定生产A级生物固体在整个社区使用成本英寸
据染料，在工厂的成本节约措施是一个前瞻性的思维方式的结果和持续改进的承诺。作为一个例子，他说，污水处理厂正在制定计划期间电力公用事业非高峰时段运行其脱水过程中节约能源。
“我们早就决定要在废水处理的领导者，”染料说。“Thanks to the help of the EPA, TDEC and other organizations in the community, as well as our knowledgeable staff, we’ve been able to make substantial improvements that not only save on energy and help us reduce costs, but also enhance the plant’s ability to protect the environment for decades to come.”
所有照片由费耶特维尔公用事业公司提供。
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