市政污水處理儀表應用方案詹學斌為什么對污水廠進行在線水質監測？出水標準更加嚴格降低系統的運行能耗,增加污水處理系統的穩定性，保證系統的高效運行增加污水廠的處理能力,在現有污水廠反響器容積下充分提高系統的脫氮率,無需改建或擴建污水處理廠保證出水水質穩定并滿足污水排放標準城市污水處理在線監測的國家政策?中華人民共和國水污染防治法實施細那么?第十一條明確要求：總量控制實施方案確定的削減污染物排放量單位，必須按照國務院環境保護部門的規定設置排污口，并安裝總量控制監測設備。2001年國家環保總局下發了第11號令，明確規定：被市〔地〕級以上環境保護行政主管部門列為重點污染源的排污單位或處于環境敏感地區的重點排污單位，應當安裝COD、TOC、pH等主要污染物在線自動監測儀、污水流量計等。2003年6月國家環保總局下發的?環境監測技術路線?中明確要求：廢水排放量≥5000t/d的污染源，安裝pH、化學需氧量〔或TOC〕、氨氮、油類、懸浮物和不同行業排放的特征污染物〔X〕等水質自動在線監測儀，連續自動監測，隨時監控。標準與標準污水綜合排放標準GB18918-2002生活飲用水衛生標準GB5749-2006，共106項指標二次供水設施衛生標準GB17051-1997生活飲用水水源水質標準CJ3020-93地表水環境質量標準GB3838-2002地下水質量標準GB/T14848-93工業用水水質標準其它標準城鎮污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002基本控制項目一級標準二級標準三級標準A標準B標準化學需氧量（COD）5060100120①生化需氧量（BOD5）10203060①懸浮物（SS）10203050總氮（以N計）1520——氨氮（以N計）②5（8）8（15）25（30）—總磷（以P計）2005年12月31日前建設的11.5352006年1月1日起建設的0.5135注：①以下情況下按去除率指標執行：當進水COD大于350mg/L時，去除率應大于60%；BOD大于160mg/L時，去除率應大于50%。②括號外數值為水溫>120C時的控制指標，括號內數值為水溫≤120C時的控制指標單位:mg/L可以通過控制

而不是設計來提高污水廠的處理能力應用DO、ORP、硝氮、氨氮、磷酸鹽、污泥濃度或濁度、污泥界面等在線儀表建立的在線控制提高出水水質基于DO、硝氮、氨氮在線儀表，降低好氧區能耗基于硝氮/氨氮在線儀表，在線控制進水泵降低反硝化對外加碳源的消耗量基于ORP、DO、硝氮、磷在線儀表，優化缺氧和厭氧過程控制，使出水達標排放基于電導率、ORP、磷在線儀表優化除磷減少藥劑投加基于污泥濃度計和污泥界面優化污泥脫水過程代表性的污水處理工藝AAO工藝氧化溝工藝SBR工藝A2/O工藝流程生物好氧缺氧厭氧二沉各處理單元的儀表分布根本測試工程進水〔初沉池出水〕：COD、BOD5、SS、TN、NH4-N、TP、pH、進水流量；工藝過程：MLSS、DO、ORP、pH、溫度、污泥回流比、回流污泥濃度、剩余污泥排放量、二沉池的泥位；出水：COD、BOD5、SS、TN、NH4-N、NOX-N、TP、pH

深入分析需要的測試工程初沉池出水：COD、BOD5、PO4、NOX-N；缺氧段：ORP、DO、MLSS、COD、NOx-N、NH4-N、PO4、厭氧段：ORP、MLSS、COD、NOx-N、NH4-N、PO4、好氧段：DO、MLSS、COD、NOx-N、NH4-N、PO4；二沉池出水：SS、DO、細菌總數物理處理法

去除物質：不溶性的、呈懸浮狀態的污染物。主要工藝：篩濾截留、重力別離、離心別離等。處理設備：格柵和篩網、沉砂池和沉淀池、氣浮裝置、離心機、旋流別離器等。進水出水初沉.初沉污泥格柵格柵前后超聲波液位計沉砂池沉砂池后安裝超聲波流量計或明渠流量計U53U53明渠流量計安裝位置：格柵和曝氣沉砂池之間有的廠以進水流量作為結算的依據，而且流量數據要作為生產運行中計量的依據，因此，一定要選擇質量過硬的產品有些污水廠的瞬時流量和累積流量要通過GPS傳送到環保系統哈希U53高精度超聲波明渠流量計是最正確的選擇調節池pH電導進水水質儀表進廠水儀表監測小屋位置：一般設在格柵和沉砂池之間推薦型號：pH計：P53/pHDpH差分電極

NH4－N：AmtaxcompactTP：PHOSPHAXΣSIGMA總磷/正磷SS：SOLITAXsc

COD：CODmax全天候自動采樣器：Sigma900U53明渠流量計配置儀表的必要平安防護手段IP68:井下儀表和浸泡在污水里的儀表IP65:露天的水池上的儀表防雷：變送器的電源和送信號到PLC的輸出端應接防雷器防爆：厭氧消化池產沼氣的要考慮防爆化學需氧量〔COD〕COD:chemicaloxygendemand用化學方法氧化分解廢水水樣中有機物過程中所消耗的氧化劑量折合成氧量〔O2〕〔mg/L〕。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀K2Cr2O7〔稱CODCr)和高錳酸鉀KMnO4(稱CODMn)酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強。廢水中無機的復原性物質同樣被氧化。如果廢水中有機物的組成相對穩定，那么化學需氧量和生化需氧量之間應有一定的比例關系：生活污水通常在0.4-0.5。生化需氧量〔BOD〕BOD:biologicaloxygendemand在規定條件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機物所需要的氧量〔20℃，5d〕。反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機物的量主要污染特性〔以mg/L為單位〕。有機污染物被好氧微生物氧化分解的過程，一般可分為兩個階段：第一個階段主要是有機物被轉化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20-100d完成。實際中，常以5d作為測定生化需氧量的標準時間，稱5日生化需氧量〔BOD5〕；通常以20℃為測定的標準溫度。總有機碳〔TOC〕和總需氧量〔TOD〕TOC:totalorganismcarbon在950℃高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測定氣體中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。測定中應該去除無機碳的含量。TOD:totaloxygendemand在900-950℃高溫下，將污水中能被氧化的物質〔主要是有機物，包括難分解的有機物及局部無機復原物質〕，燃燒氧化成穩定的氧化物后，測量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量〔TOD〕。TOD測定方便而快速。各種水質之間TOC或TOD與BOD不存在固定的相關關系。在水質條件根本不變的條件下，BOD與TOC或TOD之間存在一定的相關關系含氮化合物污水中的氮有四種，即有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。危害：消耗水體中溶解氧；促進藻類等浮游生物的繁殖，形成水華、赤潮；引起魚類死亡，導致水質迅速惡化。關于氮的幾個指標：有機氮：主要指蛋白質和尿素。TN：一切含氮化合物以N計量的總稱。TKN：TN中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。氨氮：有機氮化合物的分解，或直接來自含氮工業廢水。NOx-N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。脫氮過程一般包括：氨化、硝化和反硝化三個過程。①氨化〔Ammonification〕：廢水中的含氮有機物，在生物處理過程中被好氧或厭氧異養型微生物氧化分解為氨氮的過程；②硝化〔Nitrification〕：廢水中的氨氮在硝化菌〔好氧自養型微生物〕的作用下被轉化為NO2和NO3的過程；③反硝化〔Denitrification〕：廢水中的NO2和NO3在缺氧條件下在反硝化菌〔兼性異養型細菌〕的作用下被復原為N2的過程。

生物脫氮的根本原理含磷化合物

磷：是有機物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長的重要元素。主要來自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養場及含磷工業廢水。危害：促進藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復氧平衡；使水質迅惡化含磷化合物有機磷有機磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無機磷磷酸鹽:正磷酸鹽(PO43-)、磷酸氫鹽(HPO42-)、磷酸二氫鹽（H2PO4-)、偏磷酸鹽(PO3-)聚合磷酸鹽:焦磷酸鹽(P2O74－)、三磷酸鹽(P3O105-)、三磷酸氫鹽(HP3O92-)污水除磷-化學除磷化學法除磷廢水中磷的存在有3種形態:正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷。在二級生化處理中,能將聚磷酸鹽和有機磷轉化成正磷酸鹽,然后在廢水中參加藥劑與磷酸根進行反響生成沉淀去除,同時生成的絮凝體對磷也有吸附去除的作用。現在常用的化學試劑為含鐵離子、含鈣離子或含鋁離子等金屬化合物。污水除磷-生物除磷生物法除磷的機理生物法除磷的核心是聚磷菌的超量吸磷現象：在厭氧條件下，聚磷菌將其體內的有機磷轉化為無機磷并加以釋放，并利用此過程產生的能量攝取廢水中的溶解性有機基質以合成聚-β-羥基丁酸鹽〔PHB〕顆粒；在好氧條件下，聚磷菌將PHB降解以提供攝磷所需能量，從而完成聚磷過程。可見，生物除磷是系統中污泥在厭氧-好氧交替運行的條件下通過磷的釋放和對磷的攝取，最終通過剩余污泥的排放而完成的。活性污泥：將空氣連續鼓入曝氣池的廢水中，經過一段時間后，水中就形成大量好氣性微生物的絮凝體，這絮凝體就是“活性污泥〞。主要設備是曝氣池和二沉池。

活性污泥法好氧池儀表安裝位置:根據需要安裝在曝氣池末端1/3處和進水口DO：LDO/SC100

MLSS：SOLITAXscpH：P53+pHDPH差分電極

PO4-P:Phosphaxsc正磷

NH4-N：NH4Dsc/AmtaxCompactNO3-N：NITRATAXsc為什么要精確控制DO節能角度：過高的DO增加能耗〔曝氣區DO<2mg/L)工藝角度：內回流系統把大量溶解氧帶入缺氧區，將嚴重影響反硝化的效果(DO濃度<0.5mg/L)厭氧區DO高不適合聚磷菌的生存〔0.2mg/L左右〕曝氣過大或太小引起污泥上浮，影響出水水質DO控制對曝氣進行優化可以獲得最大程度的能量節約物理處理污泥處理過濾曝氣基礎設施傳統DO控制

：根據負荷的變化調整DO濃度紅線以上的能量消耗都是浪費性能量消耗閉環DO控制：推流式反響器中監測點的選擇如果只有一個可控區在曝氣的后1/3處設置DO傳感器最適宜根據可控區的數量每個區域都應安裝一個DO傳感器曝氣池中的溶解氧濃度：前段濃度低，后段濃度高；如果僅僅由中間的探頭控制溶解氧的濃度是不夠的。DO變化圖

根據負荷的變化調整DO濃度

一段時間的比較D.O.曲線趨勢比較

無自清洗裝置(池1)

帶自清洗裝置(池2)D.O.contentAerationBasin1D.O.contentAerationBasin2(time)(time)Regulatedlevel1,5-2,2mg/lDO曲線趨勢SC100標準控制器和LDO傳感器LDO熒光法溶解氧在線分析儀優化硝化過程通過DO控制NH4-N濃度控制僅僅通過DO的控制是不全理想的

污水水質多變，處理系統復雜，DO檢測控制滯后，根據滯后的結果控制工藝過程，造成出水不合格。溶解氧指標并不能直接反映系統的氧氣需求量，只是反映了反響池中氧氣的剩余程度，無法根據它的數值和變化直接計算氣量。

因此：僅僅通過DO的控制是不全理想的

NH4濃度控制的優點考慮所有影響硝化的因素：當前負荷、污水溫度、pH值、污泥齡、抑制物等降低曝氣能耗保證穩定的硝化優化反硝化氨的控制：基于負荷確定曝氣設定值空氣O2NH4相比控制線節約27.7%的曝氣量銨的濃度〔mg/lNH4-N〕DO的濃度〔mg/l〕實際值設定值設定值8區DO回流污泥硝化生物除磷反硝化回流空氣O2NH4-NNH4-NO2需求值當前值NH4濃度的控制：保證穩定的硝化/節約能量氨氮在線儀器性能的比較NH4Dsc AMTAXscCompactInter2 原理離子選擇電極氣敏電極逐出比色法水楊酸次氯酸鈉比色法量程mg/L0.2-10000.05-20;1-100;10-10000.2-12;2-120;20-12000.02-2.00;0.1-20.0;1.0-80精度5%或0.23%2.5%或0.22%反應時間min<2513-120可選5、10、15、20、30預處理不需要Filterprobefiltraxfiltrax輸出SC1000SC10004-20mA4-20mA缺氧池最重要功能：反硝化反硝化的影響因素1.微生物：反硝化細菌〔異養菌〕。

2.BOD/N比：BOD/N>3。

3.DO＜0.5mg/L。

4.pH值：適宜pH為6.5－7.5，過高過低〔＞8或＜6〕都將受到影響。

5.溫度：適宜20-38℃，當t＜15℃明顯下降、＜3℃停止。

6.HRT：由于反硝化速度快，5－10min根本完成，30min能到達85-90%左右。故缺氧段或反硝化段HRT＝1－1.5h優化反硝化過程的方法

通過NO3-N控制通過回流量控制通過外加碳源控制通過ORP控制概念：

監測ORP的拐點，說明NO3-N濃度趨近0好處：投資低；缺點：拐點-檢測往往不準確；優化反硝化：根據氧化復原電位AAO厭氧池儀表推薦型號:MLSS：SOLITAXscpH、ORP：P53/pHDORP差分電極PO4-P:Phosphaxsc正磷NO3-N:NITRATAXsc污泥界面:SONATAXsc什么是ORP?ORP(氧化復原電位)：指示整個系統的氧化復原狀態，表達水中溶解形氧化復原物質的多少。ORP與溶解氧有關，氧含量高，ORP高；氧含量低，ORP低。ORP與NO3-N：ORP高，說明硝化能力好；ORP低，說明反硝化能力強。ORP與磷酸鹽：磷酸鹽含量越高，ORP越低，反之那么越高ORP用于脫氮除磷控制用于脫氮除磷控制，好于溶解氧控制根據ORP曲線上的斷點或拐點解釋ORP測量值。最著名的ORP斷點聯合DO斷點意味著富氧階段NH4+的消失(硝化終點),而ORP斷點聯合NO3-斷點意味著缺氧過程NO3-的消失