污水廠生化池在線監(jiān)控的探討（中）

   公眾號(hào)上一篇探討了基于生物池的精細(xì)化的管理對(duì)儀表的需求變化，高標(biāo)準(zhǔn)的出水水質(zhì)要求帶來(lái)了對(duì)生物處理過(guò)程進(jìn)行控制需求，人工監(jiān)測(cè)無(wú)法滿足生物處理的復(fù)雜而變化的工藝過(guò)程的參數(shù)監(jiān)測(cè)，在線檢測(cè)的儀表被用于過(guò)程控制來(lái)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(lái)提升過(guò)程管控能力呢？

   在實(shí)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(cè)儀表有哪些。只有在對(duì)工藝和監(jiān)測(cè)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(cè)方式。對(duì)于除磷脫氮來(lái)說(shuō)，生物除磷和生物脫氮是最為經(jīng)濟(jì)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(jìn)行不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除，關(guān)于生物除磷和生物脫氮的機(jī)理在之前的文章中都有探討，這里就不展開(kāi)，需要了解的可以通過(guò)公眾號(hào)的專輯《磷門(mén)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(duì)現(xiàn)階段能夠利用的儀表進(jìn)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(jì)MLSS，氧化還原電位ORP，硝態(tài)氮儀NO3—N，液位計(jì)等。這些儀表的監(jiān)測(cè)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(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，不需要了解這些監(jiān)測(cè)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(duì)這幾種儀表的在生物池內(nèi)的應(yīng)用分別進(jìn)行探討一下。

   對(duì)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(gè)推流式的反應(yīng)容器，內(nèi)部的活性污泥處于一個(gè)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(dòng)力來(lái)滿足生物池的懸浮狀態(tài)。儀表對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的環(huán)境來(lái)獲得更為準(zhǔn)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(diǎn)位這種水流過(guò)快處，避免過(guò)快的水流帶來(lái)的數(shù)據(jù)波動(dòng)，產(chǎn)生規(guī)律性不強(qiáng)的數(shù)據(jù)，缺乏指導(dǎo)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(huì)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(wú)法和污水充分接觸進(jìn)行反應(yīng)，各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)也具有誤導(dǎo)性，安裝位置要避開(kāi)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(lái)的測(cè)量值偏差，對(duì)表層的氣流擾動(dòng)帶來(lái)的數(shù)據(jù)偏差也能較好的規(guī)避，在運(yùn)行中可能會(huì)有一些生物池停用后，液位下降的情況，過(guò)高的安裝會(huì)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(yùn)行中出現(xiàn)的工況，避開(kāi)表面的這些雜質(zhì)，對(duì)探頭可以起到良好的保護(hù)作用。

   DO（溶解氧檢測(cè)儀），A２O工藝是通過(guò)溶解氧的不同劃分了不同的功能區(qū)域來(lái)滿足除磷和脫氮的工藝要求，因此監(jiān)測(cè)各個(gè)功能區(qū)的溶解氧是對(duì)生物除磷脫氮最基本的一個(gè)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(dāng)然實(shí)際的運(yùn)行中，溶解氧的范圍可以根據(jù)各廠的實(shí)際良好出水水質(zhì)的運(yùn)行控制情況進(jìn)行調(diào)整，比如越來(lái)越多的污水廠因?yàn)閮?nèi)回流比調(diào)大，對(duì)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(lái)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(zhǔn)的DO儀，是進(jìn)行A２O工藝控制的要求，在實(shí)際使用中，需要對(duì)各個(gè)功能區(qū)的平穩(wěn)區(qū)各安裝一臺(tái)溶氧儀，以便檢測(cè)功能區(qū)的溶解氧狀態(tài)。

   MLSS（污泥濃度計(jì)），污泥濃度計(jì)可以檢測(cè)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(jìn)行生物池各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)的一項(xiàng)基本的計(jì)算參數(shù)，包括污泥負(fù)荷F/M，污泥指數(shù)SVI，有機(jī)份MLVSS/MLSS等計(jì)算都需要MLSS的數(shù)據(jù)，先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)可以通過(guò)探頭來(lái)直接檢測(cè)MLSS數(shù)值，不再需要在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)兩個(gè)小時(shí)以上的烘干、恒重、稱量、計(jì)算得出數(shù)值，直接檢測(cè)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(duì)于通過(guò)剩余污泥排放來(lái)控制活性污泥濃度，還有對(duì)運(yùn)行中的一些故障，比如在外回流泵故障導(dǎo)致的回流量減少、攪拌器故障和風(fēng)機(jī)故障導(dǎo)致活性污泥分層沉淀等都有快速的數(shù)據(jù)相應(yīng)，運(yùn)行人員可以根據(jù)在線的MLSS快速的進(jìn)行生物池內(nèi)的活性污泥數(shù)量的判斷，來(lái)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(gè)均勻分布的，但是由于生物池是一個(gè)前端進(jìn)水和回流混合，全程完全混合推流的過(guò)程，實(shí)際中存在著前端低，后端高，同時(shí)受到內(nèi)外回流、推流攪拌器設(shè)置位置影響的一個(gè)復(fù)雜的變化情況，為了減少這些不確定的變化因素帶來(lái)的數(shù)據(jù)偏移，一般選擇在出口位置進(jìn)行污泥濃度的檢測(cè)。

   ORP（氧化還原電位儀），對(duì)于除磷脫氮都可以通過(guò)電子的轉(zhuǎn)移的氧化還原的化學(xué)方式來(lái)判斷其進(jìn)行的條件，通過(guò)檢測(cè)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(duì)除磷脫氮反應(yīng)進(jìn)程的判斷。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的各反應(yīng)的ORP范圍值來(lái)進(jìn)行反應(yīng)的檢測(cè)，如下表所示：

   由于ORP主要檢測(cè)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(lái)檢測(cè)生物反應(yīng)的進(jìn)行情況。

   NO３－N（硝態(tài)氮檢測(cè)儀），隨著脫氮工藝的深入開(kāi)發(fā)，檢測(cè)脫氮的過(guò)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(jìn)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(cè)好氧末端的硝態(tài)氮可以判斷硝化反應(yīng)的進(jìn)行程度；在缺氧區(qū)的硝態(tài)氮檢測(cè)，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(cè)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(jì)，作為物位儀表，可以檢測(cè)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(lái)調(diào)節(jié)生物池液位的，需要通過(guò)檢測(cè)生物池的液位來(lái)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(fēng)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(jìn)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(jì)，可以間接的檢測(cè)硝化反應(yīng)后堿度的消耗情況，針對(duì)一些高氨氮的污水較為適用；SOUR儀，通過(guò)呼吸速率進(jìn)行判斷生物反應(yīng)的變化情況可以檢測(cè)活性污泥的生物活性，推定生物池的反應(yīng)效果，現(xiàn)在還有采用最新的一些檢測(cè)技術(shù)的氨氮探頭，總磷檢測(cè)探頭等可以更為直接檢測(cè)生物除磷脫氮的反應(yīng)效果。