Page 1
HACH LANGE WTOSWater Treatment Optimization Solutions“Stand alone” oplossingen voor optimalisatie van de biologische zuivering
Industrie & Milieu 2011
AntwerpenAntwerpenF. Demey
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL1
Page 2
Vragen die de verantwoordelijke van een zuivering dagelijks moet beantwoorden
Wat is het optimale DO setpunt in de beluchting?
Wat is het optimale beluchtingvolume / de optimale beluchtingtijd?
Wat is het optimale recirculatie debiet Wat is het optimale recirculatie debiet
Wat is de optimale dosering van externe C ?
? Wat is de optimale dosering van vlokmiddel?
Wat is de optimale polymeer dosering ?
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL2
Page 3
HACH LANGE WTOS: Het antwoord op deze vragen
SRT-RTCControls Sludge
Retention Time
P-RTCOptimizes Phosphate Removal
Minder energie voor de beluchting
Minder slibproductie en
kost voor chemicaliën
DN-RTCOptimises
Denitrification
SD-RTCOptimises
Sludge Dewatering
N-RTC
Minder Externe-C verbruik en stabiele
N-tot waarden in effluent
Minder polymeergebruik
en stabieler bedrijf van de installatie
N RTCOptimises
Nitrification
Minder E kost stabiele NH4
waarden in effluent
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL3
waarden in effluent
Page 4
MEETMODULE
• Specifieke analyser(s)/sonde(s) in functie van applicatie
- fosfaat- ammonium + DOd t f- droge stof
• Bijkomende fysische metingen - temperatuur- debiet
• SC1000 transmitter
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL4
Page 5
REGELMODULE
• Mini PLC tussen de analyser en de bestaande PLC
• Deze wordt bediend vanuit de SC1000 omvormer
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL5
Page 6
Wat doet de WTOSTM regelmodule ?Modulatie of “fuzy logic” regeling ( N-RTC)
Afname NH4 - N Richtwaarde effluent NH4-N bvb. 1 mg/l
Met vast O2 setpunt
g
NH4Flow WTOSTM Control
DO modulationBeluchtingbekkenCODSS
DO modulationBeluchtingbekken
Normale behandelingszone
NH4-N ~ 0 mg/l
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL6
NH4-N ~ 0 mg/l
Page 7
Hoe wordt een modulerende DO controle opgezet?
Controller
opgezet?Instrumentatie voor meting en controle
DO MLSS
Key parameter – Inlet NH4-N
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL77
NH4-N
Page 8
PROGNOSYS Validatie van de meting en terugvallen op “back-up g g p pprofiel” voor een maximale proces stabiliteit
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL8
Page 9
Nutrients
I di t i t t d ti
PROGNOSYS verzekert een maximale stabiliteit van het proces
Indicators ivm status van de meting Meet Indicator: Evalueert de kwaliteit van het signaal
Service Indicator: Informatie over wanneer en welk onderhoud vereist is
L t lib ti Measurement Indicator
Prognosys
Last calibrationReference SignalSlope of probePress. valve blockReagent stock
Measurement Indicatornot usable, doubtful, Reliable.… 50 % …....…75% ……… 100%
g ySoftware application
Service IndictorReagent change in 6 days
Reagent stockLast maintenance...........
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL9
Page 10
Werken met back-up profiel (P-RTC)
PO4-P
OnlineMeasurement
Flow
Measurement IndicatorR li bl d btf l t bl
Measurement
100%............75%..........50%Reliable Doubtful not usable
Reliable, doubtful, not usable
PO4-P FlowPO4-P
Fall back level:Stored historical profiles
Flow
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL10
Page 11
P-RTC automatisch module selectie
Module 4PO4-P / Flow
PO4-P
PO P
Flow
Fl4
Module 3PO4-P
Module 2Flow
PO4-P Flow
Module 1Profiles
PO4-P
PO4-P
Flow
Flow
P-RTC module selectie
Automaticch module selectie afhankelijk van de beschikbare signalen
Manuele pre-selectie van modules is mogelijk
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL11
Page 12
WTOSTM Success Stories
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL12
Page 13
Optimalisatie actief slib systeem met WTOSTM
RWZI in UK:Acht beluchtings straten4 bestaande + 4 nieuwe RWZI in UK:
250.000 ie.
Load:Flow: 60 000 m3/dayFlow: 60.000 m /dayBOD: 13.706 kg/dayNH4-N: 2.165 kg/day
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL13
Page 14
WTOSTM Success Story Pay back period:
14 months !!
Scope of DeliveryTM
14 months !!
WTOSTM: N-RTC, DN-RTC, SRT-RTC
Value delivered 20% reductie beluchtingsenergie 20% reductie beluchtingsenergie
resulting 80.000 GBP*1 savings per year 50% reductie in Methanol
resulting in 50 000GBP*1 savings per yearresulting in 50.000GBP 1 savings per yearVerhoogde process stabiliteit door een
betere reactie op piekbelastingen
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL14
*1 Compared to standard control strategy
Page 15
Southern Water wwtp with HACH LANGE WTOSTM
Standaard controle in bestaande bekkens
Vast DO set-punt
Fluctuerende NH4effluent concentratie
WTOSTM controleWTOSTM controle Variabele DO set-
punten gebaseerd op de actuele belastingg
Stabiele NH4 effluent concentraties
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL15
Page 16
WTOSTM N-RTC achieves high energy savings
Aeration reduction
160.000
90%
100%
100.000
120.000
140.000
m3 /d
]
60%
70%
80%
90%
gs
Standard control
40.000
60.000
80.000
Aer
atio
n [m
30%
40%
50%
Savi
ng
WTOSTM control
0
20.000
08.09.08 13.09.08 18.09.08 23.09.08 28.09.08 03.10.08 08.10.08 13.10.08 18.10.08 23.10.08 28.10.08 02.11.080%
10%
20%
WTOSTM N-RTC gemodelleerde controle realiseert 20 % besparingen = 120.000€ /jaar
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL16
Page 17
WTOSTM DN-RTC achieves high chemical savings
Methanol reduction
1.000
600
700
800
900
se (l
/d)
Standard control
300
400
500
Met
hano
l dos
0
100
200
08.09.08 13.09.08 18.09.08 23.09.08 28.09.08 03.10.08 08.10.08 13.10.08 18.10.08 23.10.08 28.10.08 02.11.08
WTOSTM control
WTOSTM DN-RTC realiseert 50 % vermindering van de methanol dosering = 75.000 €/jaar
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL17
Page 18
High process stability during peak loads
Peak load reaction
20,0 60,0
12 0
14,0
16,0
18,0
l]
40,0
50,0
g/h]Inlet load NH4-N
Standard control
6 0
8,0
10,0
12,0
NH
4-N [m
g/
20,0
30,0
NH
4-N lo
ad [k
g
WTOSTM control
0 0
2,0
4,0
6,0
0 0
10,0
0,027.10.2008 28.10.2008 29.10.2008 30.10.2008 31.10.2008 01.11.2008 02.11.2008
0,0
WTOSTM N-RTC gemodelleerde controle verzekert hoge process stabiliteit
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL18
Page 19
Optimalisatie P verwijdering met WTOS P-rtc
RWZI in OostenrijkRWZI in Oostenrijk Grootte: 30.000 ie Debiet: 5 000 m3/dag gemiddeld
29 000 m3/dag (max) P ingang Pges ingang
(min/moy/max): 5 mg/l Pges uitgang: 1 mg/l Doseerpunt: Uitgang biologie Précipitant: Pacco 91 (VTA)p ( ) Dosering: 11l/h (gemiddeld)
PPOWirkanteil
1Dichte
1PhosphorMolmasseFällmittel MolmasseβQQ
:llungSimultanfä
Ist4ZuFM
hl11Q
WirkanteilDichtePhosphor Molmasse
FM
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL19
Page 20
P-RTC“Closed loop” controle van PO4-P
Precipitation
Qprec
PO4-Pload Precipitationagent
Dosing Set pointXpump
QPrec PO4-P
pX
Q
waste waterPrecipitation Process
AdvantageRequirements gHigh process control
qPO4-P and flow [Q] online
measurementsSet point w:
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL20
pw = Limit - cSS · cP,SS - safety
Page 21
P-RTC“Closed loop” controle van PO4-P
40 2,00
30
35
40
1,50
1,75
,00
Flow [1000m3/h]
[l/h] [mg/l][1000 m3/h]
20
25
30
1 00
1,25
1,50
10
15
20
0 50
0,75
1,00
PO4-P
Set point
average manual dosing
0
5
10
0 00
0,25
0,50
dosing [l/h]
029.8.09 0:00 29.8.09 8:00 29.8.09 16:00 30.8.09 0:00 30.8.09 8:00 30.8.09 16:00 31.8.09 0:00
0,00
Snelle reactie op piekbelasting – stabiele effluent waarden
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL21
Page 22
Resultaten10
Manual
6,56
6
8RTC
1,792,39
1,19
3,583,82
1,05 1,390,69
2,082
4
Voordelen :
0Precipitant
[t/month]Cost precipitant
[k€/month]Precipitation
Sludge [t/month]Cost sludge
disp. [k€/monthe]Total cost[k€/month]
De P-RTC module verzekert aanzienlijke besparingen en zonder risico op overschrijden van grenswaarden dan een
• 8880,-€/jaar minder chemicaliën • 6000,-€ / jaar minder voor slibverwerking
Kosten :PHOSPHAXsc + P-RTC : 21 000,-€ van grenswaarden dan een
manuele controleExploitatiekosten /jaar : 390,-€Onderhoudskosten / jaar : 900,-€
Terugverdientijd : 18 maanden
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL22
Page 23
Water Treatment Optimization Solutions
WTOS Real Time Control• Berekening van de optimale
process set-punten in real Respecteren
van de effluentPROGNOSYS• Geadvanceerde signaal
validatie
time van de effluent normen
Significante Significante vermindering in OPEX, energie, chemicaliën, slib
Instrumenten• Fundamentele data voor
process controle
Eenvoudig te plaatsen
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL23
process controle
Page 24
Dank UVragen ?
AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL24