污水廠生化池在線監(jiān)控的探討（中）

摘自微信公眾號：原創(chuàng) 治污者說  2021-04-11 19:05

 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(zhì)要求帶來了對生物處理過程進行控制需求，人工監(jiān)測無法滿足生物處理的復雜而變化的工藝過程的參數(shù)監(jiān)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(nèi)的設(shè)置在線監(jiān)控來提升過程管控能力呢？

在實現(xiàn)在線儀表的提升管控能力之前，需要明確工藝管控的內(nèi)容和現(xiàn)階段能夠被利用的檢測儀表有哪些。只有在對工藝和監(jiān)測設(shè)備的充分了解的基礎(chǔ)之上，才有可能為工藝管控選擇合理的監(jiān)測方式。對于除磷脫氮來說，生物除磷和生物脫氮是經(jīng)濟和符合自然規(guī)律的去除工藝，污水廠現(xiàn)階段常規(guī)的除磷脫氮的A2O工藝以功能區(qū)進行不同的營養(yǎng)物質(zhì)的去除。

在了解生物段的污水處理工藝以后，就需要對現(xiàn)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(tài)氮儀NO3—N，液位計等。這些儀表的監(jiān)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(jiān)測的方式，只需要了解它能夠提供什么樣的數(shù)據(jù)就可以了，下面針對這幾種儀表的在生物池內(nèi)的應(yīng)用分別進行探討一下。

對于生物池內(nèi)的儀器儀表通用內(nèi)容是安裝條件滿足，A２O生物池是一個推流式的反應(yīng)容器，內(nèi)部的活性污泥處于一個懸浮的混合液的狀態(tài)，這需要有不同的設(shè)備提供充足的攪拌動力來滿足生物池的懸浮狀態(tài)。儀表對水質(zhì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)需要一個相對平穩(wěn)的環(huán)境來獲得更為準確的數(shù)據(jù)，因此儀表的安裝要選擇水流平穩(wěn)的區(qū)域，不要安裝在攪拌設(shè)備，內(nèi)外回流點位這種水流過快處，避免過快的水流帶來的數(shù)據(jù)波動，產(chǎn)生規(guī)律性不強的數(shù)據(jù)，缺乏指導意義。但要注意的是水流平穩(wěn)不等于水力死角，在一些生物池中有些局部區(qū)域會有水力死角的情況，在水力死角的位置，往往出現(xiàn)泥水分層，活性污泥無法和污水充分接觸進行反應(yīng)，各項環(huán)境參數(shù)也具有誤導性，安裝位置要避開可能的水力死角區(qū)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(shù)據(jù)偏差也能較好的規(guī)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(zhì)、污泥泡沫堆積等運行中出現(xiàn)的工況，避開表面的這些雜質(zhì)，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(qū)域來滿足除磷和脫氮的工藝要求，因此監(jiān)測各個功能區(qū)的溶解氧是對生物除磷脫氮基本的一個控制參數(shù)，常規(guī)的參數(shù)要求：厭氧區(qū)為０.１mg/L左右，缺氧區(qū)≤０.５mg/L，好氧區(qū)末端２mg/L左右。當然實際的運行中，溶解氧的范圍可以根據(jù)各廠的實際良好出水水質(zhì)的運行控制情況進行調(diào)整，比如越來越多的污水廠因為內(nèi)回流比調(diào)大，對好氧區(qū)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(nèi)回流帶回的溶解氧含量足夠低，來滿足反硝化的缺氧環(huán)境。溶解氧是A2O工藝功能區(qū)劃分的基本控制參數(shù)，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(qū)的平穩(wěn)區(qū)各安裝一臺溶氧儀，以便檢測功能區(qū)的溶解氧狀態(tài)。

MLSS（污泥濃度計），污泥濃度計可以檢測生物池內(nèi)的活性污泥的數(shù)量，而活性污泥的數(shù)量是進行生物池各項運行指標的一項基本的計算參數(shù)，包括污泥負荷F/M，污泥指數(shù)SVI，有機份MLVSS/MLSS等計算都需要MLSS的數(shù)據(jù)，先進的檢測技術(shù)可以通過探頭來直接檢測MLSS數(shù)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(shù)值，直接檢測的MLSS數(shù)值可以快速的反應(yīng)出生物池內(nèi)的活性污泥的數(shù)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(shù)據(jù)相應(yīng)，運行人員可以根據(jù)在線的MLSS快速的進行生物池內(nèi)的活性污泥數(shù)量的判斷，來做出相應(yīng)的工藝調(diào)整。理論上是生物池內(nèi)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，全程混合推流的過程，實際中存在著前端低，后端高，同時受到內(nèi)外回流、推流攪拌器設(shè)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)進程的判斷。通過經(jīng)驗的各反應(yīng)的ORP范圍值來進行反應(yīng)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(yīng)，因此ORP儀主要設(shè)置在厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，來檢測生物反應(yīng)的進行情況。

NO３－N（硝態(tài)氮檢測儀），隨著脫氮工藝的深入開發(fā)，檢測脫氮的過程變化的硝態(tài)氮在生物池內(nèi)的存在情況，可以判斷硝化和反硝化反應(yīng)進行程度（區(qū)別在于安裝位置的不同），氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮是硝化反應(yīng)，檢測好氧末端的硝態(tài)氮可以判斷硝化反應(yīng)的進行程度；在缺氧區(qū)的硝態(tài)氮檢測，可以判斷缺氧區(qū)硝態(tài)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(tài)氮的含量，可以判斷硝態(tài)氮的去除效果，更好的確定系統(tǒng)總氮的變化，為碳源的投加，內(nèi)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(diào)節(jié)出口堰板高度來調(diào)節(jié)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(yīng)用，比如PH計，可以間接的檢測硝化反應(yīng)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(yīng)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(yīng)效果，現(xiàn)在還有采用新的一些檢測技術(shù)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(yīng)效果。