污水廠生化池在線監控的探討（上）

    作為污水處理廠來說，核心的處理構筑物是生物反應池，生物反應池承載了大部分的有機污染物質、營養物質的去除，水質的達標與否和生物反應池的管理有著直接的聯系，運行人員對生物池的理解和管理也在不斷的加強，也希望通過更精細的數據來對生物池進行管理，但是現階段傳統的污水廠對生物池可依賴的數據較少，形不成有效的精細化管理，隨著在線設備的制作工藝和測量水平越來越高，如何利用在線監控儀表實現污水廠的工藝人員對生物池的精準化管理呢？

    在了解在線儀表的應用之前，我們先來看看沒有在線的情況下，污水廠能夠掌握的生物池的數據都有哪些。污水廠內建有化驗室，化驗室會對每天的進出水水質、生物池內的活性污泥參數等進行化驗，得出運行數據以供工藝人員調整使用，受到化驗方法的限制，以及化驗人員的工作時間等，一般這些數據每天化驗一次。

    污水廠化驗室針對管理重點的生物池的活性污泥控制化驗參數，比較常用的有污泥濃度、揮發性污泥濃度MLVSS、沉降比SV、溶解氧、微生物鏡檢等，受到人工取樣的時間、周期以及生物池內水流的推動流向的限制，一般會選擇生物池的末端進行取樣，這個點位的化驗數據主要監測的是生物池內活性污泥對污水中各種污染物質的最終反應的結果，一般的傳統的專業書籍也在用這個點位的數據對生物池的常規檢測參數進行確定。比如溶解氧常規的說法是2mg/L，但是在整個好氧池中，前段的溶解氧由于進水中的有機物較多，微生物大量的吸附降解有機物，消耗大量的氧氣，這樣就出現了前段的溶解氧遠遠低于2mg/L，但是隨著曝氣區域的延伸，污水中的有機污染物逐步被微生物降解完畢，微生物不再需要氧氣，水中剩余的溶解氧會逐步增多，為了避免氧氣的浪費，一般在生物池曝氣區的末端控制溶解氧在2mg/L，這樣可以減少不必要的能源消耗，也對活性污泥的老化有良好的控制。

    因此在生物池末端的監測，可以以傳統的數據來評判生物池內的活性污泥對污水的處理程度，工藝人員使用這些數據進行日常的工藝調整和管理等。但是在末端檢測和以日為單位的頻次對出水水質結果對整體的工藝調控也存在很大的滯后性，化驗室手工檢測其實也是一種結果檢測，不過是將出水水質的結果檢測提前到了生物池的末端，并沒有形成生物反應的過程檢測，提前預判也就更無能為力，在現階段出水水質的嚴格管控下，對工藝運行的有了更高層次的要求，原有的結果檢測需要向前進入到過程中進行檢測，甚至需要具備預判的能力，在現有的手工檢測的模式下是很難實現這個目標的。

    同時數據的檢測密度也帶來了工藝控制的不準確性，污水廠的生物處理流程是一個流動性的過程，流動的處理過程，水質數據，過程數據是一個隨著時間、空間位置實時變化的狀態，而取樣時，僅能取到一個固定地點的瞬時的水樣，瞬時水樣要代表整個生物池內的所有的變化時不可能的。只有當取樣點的密度或者數量足夠大的時候才會有比較貼合實際的數據，所以這需要一個長期的穩定的檢測，并且保證工藝、進水、環境等都處于一個較為穩定的狀態下才會有，但實際上這時不可能的，因此手工取樣的化驗結果，要盡可能積累更多的數據量，在大數據量中消除取樣的偶然性，才會具備判斷的依據，下面是幾張不同檢測頻次的數據曲線圖，我們可以對比下數據監測頻次的不同：

    從圖中可以的看到監測頻次(周、日、時)的不同，對過程變化的響應程度也有很大的不同，越密集的監測數據，對過程中出現的變化監控的越及時，對工藝調控的措施采取的也就越有效，從而更好的對生物處理工藝進行管理。而這種高密度的監測，僅僅依靠人工手段是無法完成的，只能依靠在線儀表，因此在線儀表起到了非常重要的人工化驗的替代功能。

    在線儀表在數據的密集度上，是完全可以取代人工的，那么工藝管理人員除去具備了更密集的數據以外，通過使用在線儀表，有沒有可能把控制向前移動呢？先前移動的控制需要對工藝運行的各個階段進行監控，把生物池由原來的末端出水監測向前移動到過程中的監測，生物池以空間推流式工藝較多（SBR及其變種以時間變化為主），在不同的流程中的點位監測數值是不一樣的，而且在不同的時段監測的數據也是會發生變化的，在實時變化的工況下，人工檢測的頻次低，周期長的弊病就明顯的顯現出來，而在線儀表的實時監測的優勢就顯而易見。因此希望采取先前進行工藝的過程控制污水廠，越來越需要在線儀表在工藝運行中的實時監測的作用。下面以生物池的各項控制點來說明下在線儀表在生物池工藝控制中的應用。

    污水處理的生物池形式多樣，不同的工藝要求有不同的工藝池體，下面就以A２O的工藝控制點來進行在線儀表的應用探討?，F有的除磷脫氮工藝中A2O及其改良工藝越來越多的在實際中得到應用，A２O工藝中比較重要的特點就是將過量吸附磷的厭氧段（A）和反硝化的缺氧段（Ａ）分離出來單獨的控制區域進行控制，在工藝管理中具有明確的管理參數，便于實際的運行管理。對于工藝管理人員來說，僅僅在出水口安裝的溶解氧和污泥濃度的在線儀表就不再能檢測到除磷脫氮的效果了，這需要更多更新的設備，或者通過一些常用的表征參數比如溶解氧、ORP、硝態氮儀表等來評估除磷脫氮的效果，以便在后期的管理中進行調控。