污水廠生化池在線監控的探討（中）

   公眾號上一篇探討了基于生物池的精細化的管理對儀表的需求變化，高標準的出水水質要求帶來了對生物處理過程進行控制需求，人工監測無法滿足生物處理的復雜而變化的工藝過程的參數監測，在線檢測的儀表被用于過程控制來提升工藝管理水平成為污水廠新的管控思路，那么如何在生物池內的設置在線監控來提升過程管控能力呢？

   在實現在線儀表的提升管控能力之前，需要明確工藝管控的內容和現階段能夠被利用的檢測儀表有哪些。只有在對工藝和監測設備的充分了解的基礎之上，才有可能為工藝管控選擇合理的監測方式。對于除磷脫氮來說，生物除磷和生物脫氮是最為經濟和符合自然規律的去除工藝，污水廠現階段常規的除磷脫氮的A2O工藝以功能區進行不同的營養物質的去除，關于生物除磷和生物脫氮的機理在之前的文章中都有探討，這里就不展開，需要了解的可以通過公眾號的專輯《磷門一腳》《脫氮很難么》閱讀。

   在了解生物段的污水處理工藝以后，就需要對現階段能夠利用的儀表進行了解，污水廠生物池上能夠利用的儀表主要有溶氧儀DO，污泥濃度計MLSS，氧化還原電位ORP，硝態氮儀NO3—N，液位計等。這些儀表的監測方式不同的廠家有不同的方式，紫外、熒光、電解液等不一而足，對于用戶來說，不需要了解這些監測的方式，只需要了解它能夠提供什么樣的數據就可以了，下面針對這幾種儀表的在生物池內的應用分別進行探討一下。

   對于生物池內的儀器儀表通用內容是安裝條件滿足，A２O生物池是一個推流式的反應容器，內部的活性污泥處于一個懸浮的混合液的狀態，這需要有不同的設備提供充足的攪拌動力來滿足生物池的懸浮狀態。儀表對水質的監測數據需要一個相對平穩的環境來獲得更為準確的數據，因此儀表的安裝要選擇水流平穩的區域，不要安裝在攪拌設備，內外回流點位這種水流過快處，避免過快的水流帶來的數據波動，產生規律性不強的數據，缺乏指導意義。但要注意的是水流平穩不等于水力死角，在一些生物池中有些局部區域會有水力死角的情況，在水力死角的位置，往往出現泥水分層，活性污泥無法和污水充分接觸進行反應，各項環境參數也具有誤導性，安裝位置要避開可能的水力死角區域。安裝深度一般要在液面下１～１.５米處，這樣的可以避免活性污泥在表層分層沉淀帶來的測量值偏差，對表層的氣流擾動帶來的數據偏差也能較好的規避，在運行中可能會有一些生物池停用后，液位下降的情況，過高的安裝會造成探頭暴露在空氣中；在生物池的表面通常有較多的懸浮雜質、污泥泡沫堆積等運行中出現的工況，避開表面的這些雜質，對探頭可以起到良好的保護作用。

   DO（溶解氧檢測儀），A２O工藝是通過溶解氧的不同劃分了不同的功能區域來滿足除磷和脫氮的工藝要求，因此監測各個功能區的溶解氧是對生物除磷脫氮最基本的一個控制參數，常規的參數要求：厭氧區為０.１mg/L左右，缺氧區≤０.５mg/L，好氧區末端２mg/L左右。當然實際的運行中，溶解氧的范圍可以根據各廠的實際良好出水水質的運行控制情況進行調整，比如越來越多的污水廠因為內回流比調大，對好氧區的出口的位置溶解氧控制要求更低，甚至在１mg/L以下，以滿足內回流帶回的溶解氧含量足夠低，來滿足反硝化的缺氧環境。溶解氧是A2O工藝功能區劃分的基本控制參數，安裝足夠和精準的DO儀，是進行A２O工藝控制的要求，在實際使用中，需要對各個功能區的平穩區各安裝一臺溶氧儀，以便檢測功能區的溶解氧狀態。

   MLSS（污泥濃度計），污泥濃度計可以檢測生物池內的活性污泥的數量，而活性污泥的數量是進行生物池各項運行指標的一項基本的計算參數，包括污泥負荷F/M，污泥指數SVI，有機份MLVSS/MLSS等計算都需要MLSS的數據，先進的檢測技術可以通過探頭來直接檢測MLSS數值，不再需要在實驗室通過兩個小時以上的烘干、恒重、稱量、計算得出數值，直接檢測的MLSS數值可以快速的反應出生物池內的活性污泥的數量的變化，對于通過剩余污泥排放來控制活性污泥濃度，還有對運行中的一些故障，比如在外回流泵故障導致的回流量減少、攪拌器故障和風機故障導致活性污泥分層沉淀等都有快速的數據相應，運行人員可以根據在線的MLSS快速的進行生物池內的活性污泥數量的判斷，來做出相應的工藝調整。理論上是生物池內的污泥濃度是一個均勻分布的，但是由于生物池是一個前端進水和回流混合，全程完全混合推流的過程，實際中存在著前端低，后端高，同時受到內外回流、推流攪拌器設置位置影響的一個復雜的變化情況，為了減少這些不確定的變化因素帶來的數據偏移，一般選擇在出口位置進行污泥濃度的檢測。

   ORP（氧化還原電位儀），對于除磷脫氮都可以通過電子的轉移的氧化還原的化學方式來判斷其進行的條件，通過檢測氧化還原電位，可以間接的判斷除磷脫氮的反應條件能否滿足，因此使用ORP可以提升工藝管理人員對除磷脫氮反應進程的判斷。通過經驗的各反應的ORP范圍值來進行反應的檢測，如下表所示：

   由于ORP主要檢測的是除磷脫氮的生物反應，因此ORP儀主要設置在厭氧區和缺氧區，來檢測生物反應的進行情況。

   NO３－N（硝態氮檢測儀），隨著脫氮工藝的深入開發，檢測脫氮的過程變化的硝態氮在生物池內的存在情況，可以判斷硝化和反硝化反應進行程度（區別在于安裝位置的不同），氨氮轉化為硝態氮是硝化反應，檢測好氧末端的硝態氮可以判斷硝化反應的進行程度；在缺氧區的硝態氮檢測，可以判斷缺氧區硝態氮的去除情況，從而判斷總氮的去除效果，在一些A2O的改良工藝中，分為一段、二段缺氧，分別檢測硝態氮的含量，可以判斷硝態氮的去除效果，更好的確定系統總氮的變化，為碳源的投加，內回流比的控制，溶解氧的控制都有很積極的作用。

   液位計，作為物位儀表，可以檢測生物池的液面高度，特別是在并列的多條處理線，使用同一套供氣管路，并且可以調節出口堰板高度來調節生物池液位的，需要通過檢測生物池的液位來保持并列多條處理線的平衡，這樣才能確保供氣管路的出風壓力的平衡，使供氣量也保持平衡，便于工藝的管控。一般需要在每條工藝線路上都進行安裝。

   除去這些常用的儀表以外，還有一些儀表也在生物池中有一些應用，比如PH計，可以間接的檢測硝化反應后堿度的消耗情況，針對一些高氨氮的污水較為適用；SOUR儀，通過呼吸速率進行判斷生物反應的變化情況可以檢測活性污泥的生物活性，推定生物池的反應效果，現在還有采用最新的一些檢測技術的氨氮探頭，總磷檢測探頭等可以更為直接檢測生物除磷脫氮的反應效果。