世界一流污水处理厂展示最新创新技术:微波UV消毒
美国特拉华州肯特县地方污水处理厂是国际公认的模范污水处理厂。许多国家公用工程的代表,包括巴西、南非、德国和俄罗斯,都参观过这个工厂,考察其运营方法。因此,当Milford Del.-plant宣称他们又新添一项荣誉,工厂采用了世界上最大的微波UV系统时,就毫不奇怪了。
肯特县污水处理厂是特拉华州第二大处理厂,处理服务区域为肯特县、纽卡斯尔和苏塞克斯部分地区,服务人口130,000人,日处理水量48,000吨污水。处理过的污水排放到Murderkill河的支流。工厂原建于1973年,多次获得创新和卓越运营大奖,包括首届USEPA地区II环保成就奖。工厂还是美国首个经过ISO 14001EMS(环境管理系统)标准、OSHA评估系统18001系统和全国生物固体工程EMS项目认证的污水处理厂。
选择微波UV技术反映了创新和持续改进的文化
环境工程经理Jim Newton认为,改进污水处理厂的性能是一个持续不断的过程,该厂鼓励每个员工持续不断地探索各项创新技术。Newton还说污水处理厂的安全和环境影响一直是肯特县的管理重点。“我们的目标是减少我们的环境、卫生和安全的影响范围,特别是对我们的员工和邻居的影响。这就驱使我们努力转向可持续能源、降低能源消耗、不再使用氯气。”
肯特污水处理厂成功地使用氯气对废水进行消毒已经将近40年。但是,污水处理厂的环境、卫生、安全和可持续管理系统(EHSS-MS)的目标是用UV消毒代替这项工艺,因为氯气工艺带来了卫生、安全和法规方面的负担。
与其创新企业盛名相符的是,肯特县决定以马里兰大学环境管理系的一些硕士研究生进行的比较所有的消毒工艺的研究为基础,探索使用微波UV技术的可能性。这项突破性技术,水环纯水务技术公司(Severn Trent Services)的MicroDynamics 微波UV系统,使用微波激发无电极灯产生单色UV光。使用无电极灯,与传统的UV灯相比,不会发生电气连接故障、腐蚀或泄漏,极大地提高了系统有效性和灯的寿命。MicroDynamics为模块化系统,可以在环境水温下运行,这样就不易受到枯水期较高温度的影响。并且灯还能在空气内运行,因此系统就不需要将灯浸没到水槽内,因而无需考虑水位精确控制方面的问题。
与使用氯气相比,UV消毒对污水处理厂来说具有许多优点。它减少了化学品的使用、简化了法规符合性问题、提高了员工和社区的安全。
中试装置的成功造就了微波UV全负荷系统
在肯特县公用工程部决定采用MicroDynamics系统之前,Severn Trent Services公司已订立合同,提供4000吨/天中试装置并确保该设备达到国家污染物排放清除系统消毒许可条件。2008年,经过35天的试验,系统达到了肠道球菌33.0菌落/100ml的许可限制。系统在150%设计流量1-mgd 下运行时,能够产生几何均数为3.5菌落/100ml的流出水。
Newton说,“灯能保证使用3年,根据我们对所有UV技术的评估,MicroDynamics系统的整体运行成本和维护需求最低。这项创新技术的另一个亮点就是与传统的UV系统和灯相比,其可靠性大为提高。系统的无限开关能力非常适应我们的高峰处理容量要求。MicroDynamics无电极灯在水中没有电气连接,其安全性无与伦比。”
全负荷系统于10月7日投入运行,用来处理污水厂的正常和峰值流量(分别为48000吨/天和72000吨/天)。系统配置了24个微波UV模块,每4个为一组,一共6组。在安装根据流量进行自动运行的控制面板之前,系统是手动运行的。
微波UV技术比氯气消毒具有更多的好处
很快,全负荷微波UV系统就运行起来。Newton说其功效已得到证明。“肠道球菌的许可范围是33.0菌落/100ml,我们的出水持续控制在2.0-10.0/100ml”
另外,由于没有使用氯气消毒,现在肯特县每年在氯气和二氧化硫上节省了100,000美元。并且还省去了风险规划培训和文件工作。“我们将危险品工作服捐给了当地的危险品团队,”Newton说,“因为我们再也不需要在发生氯气泄漏保留1/2英里的疏散路线,我们就可以彻底地取消USEPA风险管理计划。”
在资产平衡表上未显示的微波UV系统的一个好处就是安全。因为无电极灯在水下没有电线,因而无需考虑与电极或线路腐蚀相关的安全问题。
在计算(损益表的)末行数字时,也能反映无电极灯的益处。“因为与传统UV灯相比,无电极灯可以在较低的温度时运行,没有传统灯管所常见的固体堆积。并且与传统UV灯相比,无电极灯达到满功率所需的时间也较短。”
该县正在规划另外建设8个微波UV系统,因为当前的系统以85%的额定容量运行,而国家自然资源和环境控制部规程要求在达到该使用率后应增加系统的容量。
为了获得设施升级的费用,公用工程部接受州立循环基金的低息刺激资金,包括再建设一个1.2兆瓦的太阳能电厂,为UV系统和部分生物固体处理工程供电。太阳能系统计划于2011年2月上网。
“太阳能电厂的原计划是补偿电力成本。当太阳能系统在2月份并网后,预计肯特县所有污水处理厂的电力将由这6000个太阳能电池板提供。”
新的太阳能电厂和微波UV消毒系统只是肯特县污水处理厂使用创新技术改善卫生、安全和环境可持续发展、提高客户满意度的一个最新的例子。该县最受赞誉的废水处理厂极有可能需要在其奖杯提箱内腾出一点地方,以安放另外一个即将到来的奖杯。
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