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智慧水务系列案例故事 | 智能决策如何有效消减合流制溢流

时间:2020-06-30 14:42

来源:赛莱默

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  美国辛辛那提大都会排水处(以下简称MSD)为俄亥俄州85万居民提供排水管理服务,服务面积约467平方公里。与很多城市一样,MSD运行维护的合流制排水系统,部分设施最早建设时间可追溯至一个多世纪前。无论是设计施工的原因,还是暴雨导致的入流入渗,这些都会成为排水系统发生溢流的诱因。一旦发生溢流,未经处理的污水会直接排入河流中,城市道路容易出现积水,或地下室被淹等情况会相继出现。

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客户的挑战

  辛辛那提每年平均有超过4300万m³的合流制污水排入俄亥俄河及辛辛那提城市流域的支流中。2002年,美国环保署(EPA)与MSD达成一项联邦同意令,强制要求消减排水系统溢流,并有效缓解合流制溢流至河流中。技术团队估算此次溢流消减项目预算达31亿美金,这笔费用对MSD的用户来说无法接受。

  MSD认识到现有的合流制排水系统无法应对暴雨天气的挑战,因此准备了一套全面的雨天改善方案;此外,MSD还意识到将整个排水系统完全分离,或建造深层隧洞都需要大量的资金投入,而且投资回报率低。这些措施只会在排水系统出现高峰流量情况时作用明显,而且投资建成后一般未能得到充分利用,对社区用户来说附加价值也不高。

  MSD改善方案的目标是最大化现有资本投入,比如截污管、调蓄池、污水处理厂及泵站,减少排水系统溢流,通过先进的控制逻辑实现整个排水系统的改善,优化MSD流域的最佳调度。

  赛莱默解决方案

  为了克服这些挑战,MSD与赛莱默合作,借助智能决策的力量,优化现有排水系统性能。MSD与赛莱默重点关注米尔克利克段截流管(以下简称MCI),它是MSD排水系统区域内污水流动的主要载体。MCI的最上游端是SS700调蓄池,容量有1.36万m³,日流量3.78万m³。结合调蓄池及位于MCI下游的四个实时控制(RTC)点,实现多点控制截污管中的污水量,减少河流排水口的溢流。

  从历史情况来看,SS0700 调蓄池和实时控制站点之间没有实现联动控制,MSD需要综合性的解决方案;因此采用赛莱默BLU-X™实时决策支撑系统,结合流量计、液位计等传感器和雨量数据,通过数字孪生建立起排水系统的数字影像,运行实时模型,创建一个实时决策支撑系统(RT-DSS)对现有排水系统实现自动的、优化的联动调度,减少溢流、增加调蓄池存储容量,并在雨天最大化污水厂处理能力。

  基于实时掌握的上下游信息,以及下游不同实时控制点之间发生情况的实时反馈,MSD对SSO-700调蓄池进行调控。由此,MSD在决定污水厂是否采用高效率处理模式,或判断调蓄池何时蓄水或排水时,对整个排水系统做出优化分析和管理决策的可靠性越强。

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  SSO700 流程应用分析仪表盘

  项目成果

  此次项目取得了前所未有的成效。MSD对各站点实时联动调度后,溢流量每年降低93万m³(基于2015年雨量);项目预算与原计划投资相比,转移给MSD用户的费用减少了90%,消除每立方米溢流的成本低于2.7美元。

  综上所述,基于实时数据的监控及厂管网一体化调度,赛莱默BLU-X™实时决策支撑系统帮助MSD显著降低排水管网及污水处理整个排水系统的前期投入和运维费用,减少溢流次数,提高现有基础设施使用效率。

编辑:王媛媛

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