污水厂生化池在线监控的探讨（中）
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公众号上一篇探讨了基于生物池的精细化的管理对仪表的需求变化，高标准的出水水质要求带来了对生物处理过程进行控制需求，人工监测无法满足生物处理的复杂而变化的工艺过程的参数监测，在线检测的仪表被用于过程控制来提升工艺管理水平成为污水厂新的管控思路，那么如何在生物池内的设置在线监控来提升过程管控能力呢？
在实现在线仪表的提升管控能力之前，需要明确工艺管控的内容和现阶段能够被利用的检测仪表有哪些。只有在对工艺和监测设备的充分了解的基础之上，才有可能为工艺管控选择合理的监测方式。对于除磷脱氮来说，生物除磷和生物脱氮是最为经济和符合自然规律的去除工艺，污水厂现阶段常规的除磷脱氮的A2O工艺以功能区进行不同的营养物质的去除，关于生物除磷和生物脱氮的机理在之前的文章中都有探讨，这里就不展开，需要了解的可以通过公众号的专辑《磷门一脚》《脱氮很难么》阅读。
在了解生物段的污水处理工艺以后，就需要对现阶段能够利用的仪表进行了解，污水厂生物池上能够利用的仪表主要有溶氧仪DO，污泥浓度计MLSS，氧化还原电位ORP，硝态氮仪NO3—N，液位计等。这些仪表的监测方式不同的厂家有不同的方式，紫外、荧光、电解液等不一而足，对于用户来说，不需要了解这些监测的方式，只需要了解它能够提供什么样的数据就可以了，下面针对这几种仪表的在生物池内的应用分别进行探讨一下。
对于生物池内的仪器仪表通用内容是安装条件满足，A２O生物池是一个推流式的反应容器，内部的活性污泥处于一个悬浮的混合液的状态，这需要有不同的设备提供充足的搅拌动力来满足生物池的悬浮状态。仪表对水质的监测数据需要一个相对平稳的环境来获得更为准确的数据，因此仪表的安装要选择水流平稳的区域，不要安装在搅拌设备，内外回流点位这种水流过快处，避免过快的水流带来的数据波动，产生规律性不强的数据，缺乏指导意义。但要注意的是水流平稳不等于水力死角，在一些生物池中有些局部区域会有水力死角的情况，在水力死角的位置，往往出现泥水分层，活性污泥无法和污水充分接触进行反应，各项环境参数也具有误导性，安装位置要避开可能的水力死角区域。安装深度一般要在液面下１～１.５米处，这样的可以避免活性污泥在表层分层沉淀带来的测量值偏差，对表层的气流扰动带来的数据偏差也能较好的规避，在运行中可能会有一些生物池停用后，液位下降的情况，过高的安装会造成探头暴露在空气中；在生物池的表面通常有较多的悬浮杂质、污泥泡沫堆积等运行中出现的工况，避开表面的这些杂质，对探头可以起到良好的保护作用。
DO（溶解氧检测仪），A２O工艺是通过溶解氧的不同划分了不同的功能区域来满足除磷和脱氮的工艺要求，因此监测各个功能区的溶解氧是对生物除磷脱氮最基本的一个控制参数，常规的参数要求：厌氧区为０.１mg/L左右，缺氧区≤０.５mg/L，好氧区末端２mg/L左右。当然实际的运行中，溶解氧的范围可以根据各厂的实际良好出水水质的运行控制情况进行调整，比如越来越多的污水厂因为内回流比调大，对好氧区的出口的位置溶解氧控制要求更低，甚至在１mg/L以下，以满足内回流带回的溶解氧含量足够低，来满足反硝化的缺氧环境。溶解氧是A2O工艺功能区划分的基本控制参数，安装足够和精准的DO仪，是进行A２O工艺控制的要求，在实际使用中，需要对各个功能区的平稳区各安装一台溶氧仪，以便检测功能区的溶解氧状态。
MLSS（污泥浓度计），污泥浓度计可以检测生物池内的活性污泥的数量，而活性污泥的数量是进行生物池各项运行指标的一项基本的计算参数，包括污泥负荷F/M，污泥指数SVI，有机份MLVSS/MLSS等计算都需要MLSS的数据，先进的检测技术可以通过探头来直接检测MLSS数值，不再需要在实验室通过两个小时以上的烘干、恒重、称量、计算得出数值，直接检测的MLSS数值可以快速的反应出生物池内的活性污泥的数量的变化，对于通过剩余污泥排放来控制活性污泥浓度，还有对运行中的一些故障，比如在外回流泵故障导致的回流量减少、搅拌器故障和风机故障导致活性污泥分层沉淀等都有快速的数据相应，运行人员可以根据在线的MLSS快速的进行生物池内的活性污泥数量的判断，来做出相应的工艺调整。理论上是生物池内的污泥浓度是一个均匀分布的，但是由于生物池是一个前端进水和回流混合，全程完全混合推流的过程，实际中存在着前端低，后端高，同时受到内外回流、推流搅拌器设置位置影响的一个复杂的变化情况，为了减少这些不确定的变化因素带来的数据偏移，一般选择在出口位置进行污泥浓度的检测。
ORP（氧化还原电位仪），对于除磷脱氮都可以通过电子的转移的氧化还原的化学方式来判断其进行的条件，通过检测氧化还原电位，可以间接的判断除磷脱氮的反应条件能否满足，因此使用ORP可以提升工艺管理人员对除磷脱氮反应进程的判断。通过经验的各反应的ORP范围值来进行反应的检测，如下表所示：
由于ORP主要检测的是除磷脱氮的生物反应，因此ORP仪主要设置在厌氧区和缺氧区，来检测生物反应的进行情况。
NO３－N（硝态氮检测仪），随着脱氮工艺的深入开发，检测脱氮的过程变化的硝态氮在生物池内的存在情况，可以判断硝化和反硝化反应进行程度（区别在于安装位置的不同），氨氮转化为硝态氮是硝化反应，检测好氧末端的硝态氮可以判断硝化反应的进行程度；在缺氧区的硝态氮检测，可以判断缺氧区硝态氮的去除情况，从而判断总氮的去除效果，在一些A2O的改良工艺中，分为一段、二段缺氧，分别检测硝态氮的含量，可以判断硝态氮的去除效果，更好的确定系统总氮的变化，为碳源的投加，内回流比的控制，溶解氧的控制都有很积极的作用。
液位计，作为物位仪表，可以检测生物池的液面高度，特别是在并列的多条处理线，使用同一套供气管路，并且可以调节出口堰板高度来调节生物池液位的，需要通过检测生物池的液位来保持并列多条处理线的平衡，这样才能确保供气管路的出风压力的平衡，使供气量也保持平衡，便于工艺的管控。一般需要在每条工艺线路上都进行安装。
除去这些常用的仪表以外，还有一些仪表也在生物池中有一些应用，比如PH计，可以间接的检测硝化反应后碱度的消耗情况，针对一些高氨氮的污水较为适用；SOUR仪，通过呼吸速率进行判断生物反应的变化情况可以检测活性污泥的生物活性，推定生物池的反应效果，现在还有采用最新的一些检测技术的氨氮探头，总磷检测探头等可以更为直接检测生物除磷脱氮的反应效果。
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