Veolia水务技术与方案

鉴于原有ZeeWeed*MBR膜的出色使用寿命,雷德兰兹市决定通过LEAPmbr*升级来提高生产力和可持续性

厂房视图

 

价值主张

 

挑战

位于洛杉矶以东约50英里(80公里)的半干旱地区雷德兰兹,每年降雨量仅有约15英寸(38厘米),在夏季用电高峰期需要在一定程度上依靠水井为该地区的75,000名居民供水。持续的开发和预计将低于平均水平的降雨量持续挑战着该地区的供水系统。

为了保护珍贵的地下水资源,雷德兰兹于2000年向加州能源委员会 (CEC) 提出建议,倡导为1,056兆瓦的Mountainview Power Company (MPC) 发电厂冷却塔供应循环水。MPC原本计划使用一系列大型水井提供冷却水,而这将对该地区未来的地下水供应造成巨大压力。雷德兰兹向CEC提议,以一种环保且经济的方法来处理城市废水,并生产必要的高质量工艺冷却水。

解决方案

2000年,雷德兰兹市四处寻求最佳的可用技术以实施这一概念,并升级其现有的9.5 MGD(35,960 m3/天)二级废水处理厂(WWTP)的处理能力,使其能够产出6 MGD(22,710 m3/天)的高质量循环水,从而实现水回用(加州法规第22篇标准)。该市与Carollo Engineers的圣贝纳迪诺办事处以及CH2M Hill合作,审查了多项替代方案。

该市最终选择了膜生物反应器 (MBR) 技术对工厂进行升级。在对三家制造商的膜系统提案进行评估后,该市决定选择Veolia的ZeeWeed*超滤膜,因为这种膜的出水质量优异,性能稳定,而且该系统曾为雷德兰兹市和MPC提供了出色的整体价值。

向发电厂输送冷却水的14,000英尺(4,270米)配水管道配备了多个道岔,以便为沿途的其他潜在客户提供服务。自启动以来,该循环水系统已经得到扩大,现可为其他多家客户供水,包括城市内的灌溉用户,邻近垃圾填埋场的粉尘控制,以及当地企业的工厂用水。

按照计划,雷德兰兹废水处理厂的MBR系统于2004年投入使用,可处理全厂9.5MGD(35,960米3/天)废水流量的60%,以满足水回用的质量要求。其余部分则继续由先前已有的常规系统处理。该项目的设计当中还包含了未来的系统升级,在增加3个膜设备组后,MBR技术将有能力处理9.5 MGD的全部工厂流量。

在最初安装时,MBR环境中的膜仍然是一个相对较新的概念,其预期寿命为7-8年。而事实情况远远超过最初的预期——在15多年之后,工厂于2020年才第一次安装了替换膜。随着MBR膜技术的新发展,雷德兰兹再次评估了多家膜供应商的提案,认为最好的选择是升级到最新的Veolia ZeeWeed ZW500D MBR膜和LEAPmbr*曝气技术。

将6 MGD MBR系统升级为新的ZW500D膜后,增加的过滤表面积和改进的渗透性不仅能够继续处理6 MGD MBR的流量,而且还为原有的6个膜设备组提供了充足的生产能力,最终使雷德兰兹依靠原有膜罐实现了9.5 MGD的全部流量要求。这将为该市节省掉最初计划中增加3个补充设备组的费用。

表1:典型的雷德兰兹废水处理厂处理水结果

典型的雷德兰兹废水处理厂处理水结果

结果

在最初的工厂调试后,创建出了一项高效且有效的水质和回收计划,满足了雷德兰兹市和MPC发电厂的环境和经济需求。原有的MBR膜只需15年更换一次,而最初的预期是每7-8年更换一次,更长的使用寿命为该市带来了~100%的成本节约。

升级后的LEAPmbr膜使膜池的水处理效率提高了~60%,这将最终使雷德兰兹能够处理全部9.5 MGD的工厂设计容量,而不需要额外的空间或资本支出来添加新的膜设备组。

节能是通过提高设备效率和改进鼓风机控制实现的,同时,由于减少了需采购的设备,操作和维护成本也相应下降。新的LEAPmbr膜系统需要较少的膜空气冲刷曝气,与原始装置相比能耗更低。节能MBR系统的核心是控制器,它与新的鼓风机集成在一起,可以根据实际需求调节空气流量,而不是像以前那样不加区分地进行清洁。这种新的控制方法可以通过不断监测鼓风机的运行情况,使系统以较低的转差流速运行,从而令能源效率达到前所未有的水平。

6 MGD MBR更换项目使总节能量超过了150万千瓦时/年,相当于减少了600吨的CO2排放。据估计,该项目每年可为该市节省$152,000的能源,同时还获得了由南加州爱迪生公司管理的WISE计划提供的$290,000奖励。

雷德兰兹市的6个MBR设备组

图1:雷德兰兹市废水处理厂的6个MBR设备组

了解Veolia如何降低您的拥有成本