污水处理中曝气池的溶解氧精准监测

hb大仁

“节能减排”理念已深入人心，国家综合治理力度不断加大，让生态文明发展步入新阶段。作为综合治理工作的重点——污水处理受大家的广泛关注。当前生活污水的处理大多采用活性除淤泥法，具体措施有入口水流量、爆破气压、回流优化控制等。城市污水排量较大，水质水量稳定性调控需求多，致使处理生化池过程中氧气供应量变化频度高。因此，本文工采网小编主要介绍关于污水处理厂溶解氧自动控制系统的运行研究有重要的参考价值。

目前工业废水采用好气微生物处理已较普遍，而好气微生物必须在有氧的条件下才能使有机物分解成二氧化碳、水、硝酸盐。在活性污泥法处理工业废水中，通常采用测定溶解氧DO（溶于处理水中的游离氧）的多少来适当调节微生物的氧气。一般工业废水不含有溶解氧，往往借助于各种曝气器冲气来满足微生物的供氧。溶解氧的作用不仅提供活性污泥的形成（细胞合成），而且提供细胞物质自身的氧化内（骨源呼吸）和微生物的代谢把有机物氧化分解。活性污泥法处理工业废水在曝气区内一般溶解氧控制在(2～4)mg/L（曝气区上、中、下层溶解氧一般误差不大于0.5mg/L）。溶解氧过高或过低都会影响微生物的代谢、降低水处理效果。
溶解氧过高（大于4mg/L）会加速消耗污水中的有机物质，使微生物因缺乏营养而引起活性污泥的老化，丝状菌的大量繁殖。长期过高的溶解氧会降低活性污泥的絮凝性能和吸附能力。溶解氧过低（小于1.5mg/L）会使微生物的生命活动受到抑制，导致微生物的衰亡、解体、变质；影响微生物的呼吸作用和活性污泥的净化能力，出现污泥上浮、腐化直至膨胀。
为了对曝气池溶解氧环境进行精确的控制， 要对DO的动态平衡有充分的认识，其包含两个过 程：一是氧扩散过程，在鼓风曝气系统中主要体 现为空气从曝气池底部的曝气器释放后，空气中的氧气从气相向液相中转移；二是氧消耗过程， 这个过程包含了好氧处理过程的各种环节，包括 有机碳去除、生物脱氮、生物除磷等，DO的消耗 是由上述过程综合作用的结果。由于污水厂的进水水质和水量是变化的，在特定的时间段内其耗氧量也是变化的，只有使该时段内的供氧量和耗氧量相均衡，才能保证处理环境的稳定，最终保 证出水水质。在污水厂实际运行中，要达到这两个过程的动态平衡而不造成能量浪费是一个十分复杂的工程。
溶氧控制方法：
DO控制系统有3个串联控制环路组成。
控制器根据氨氮设定值P3和测定值之间的偏差来 调整好氧区的DO设定值P2，控制器根据P2和DO 实测值调整空气总管上流量设定值P1，最后控制器通过流量偏差调整阀门开度。

为了降低管道风压损失，节省风机曝气耗电量，必须还要实现一个策略，就是风机需根据气量的需求进行供风量的调节，罗茨风机可通过变频器进行变频调节风量，离心风机可以通过进风导叶片的角度进行风量调节。当污水厂进水负荷变化较大（水量负荷、水质负荷），可增加前馈控制单元，以减小或消除负荷变化对系统的干扰，从而保证出水水质。
控制设备：溶解氧传感器
溶解氧传感器：
水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说，了解曝气池的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，会促进除厌氧微生物以外的生物活动，因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子，使污水得到净化。
溶氧仪，是极谱分析仪器，专为锅炉给水和凝结水等ppb级溶解氧测量设计。确保了在（超）低浓度的稳定性和准确性，在测量性能和使用环境等方面有很大的提高。
溶氧仪具有安装方便，标定周期长（3~4个月），对其他物质不敏感等特点，并且能监测覆膜和探头内电解质的使用情况，一般每一至三年更换一次电解质和覆膜。



工采网推荐几款应用在溶氧仪中的溶解氧传感器，由工采网从国外引进的溶解氧传感器 - KDS-25B，汤浅溶解氧传感器KDS-25B是一款独特的原电池式传感器，是专门为水质控制而开发的。这款溶解氧传感器显著的特点就是，使用寿命长，不受CO2影响。溶解氧传感器KDS-25B使用特殊酸性电解液，阴极采用惰性金属金，阳极采用金属铅，氧气以扩散的方式通过氟树脂膜参与氧化还原反应，构成一种氧铅蓄电池，然后由内部电阻将氧化还原反应产生的电流转化成电压输出。产生的电流与溶解氧的浓度成正比，严格地来说是与氧分压成正比（溶解氧含量越高，透过氟树脂膜参与反应的氧分子越多），KDS-25B是环境监测、水质检测的理想传感器之一。


另外，同时美国IN-situ RDO PRO光学溶解氧传感器-工业版 RDO PRO-X和光学溶解氧传感器 RDO BLUE也是很好的选择。
In-Situ RDO PRO传感器使用较新的技术测量苛刻环境中的氧含量。RDO PRO光学DO传感器对于过程应用中DO的监测有几种优势：
耐用：
惰性结构使它在高盐环境中不受腐蚀。
不易受到来自像氢化硫，氯化物，氯，氨及其他很多的普通困扰。
简单：
只是要求直流8~36 V供电-不需要外部昂贵的传送器和控制器。
传感器配置很容易-校准系数被加载在传感器的盖帽中。
物有所值：
包括了带有标准10m电缆的完整设备。
包括了集成的4-20 mA，Modbus RS485和SDI-12信号输出。
不再需要单独昂贵的发送器/控制器。
精度：
从0~8mg/L的DO精度是1mg/L,从8~20 mg/L的DO精度是0.2 mg/Lo
能对氧含量和温度的变化快速响应。
一致的，可重复的结果(< 005 mg/L的重复性)。
美国IN-situ RDO PRO光学溶解氧传感器工作原理：
老二代RDO传感器使用“动态发光熄灭(quenching )"原理测量溶解氧。RDO传感器使用了有生命周期的光学技术，这样能提供很稳定，精，低维护的DO传感器。
IN-situ RDO传感器能够测量反射信号的相位(延迟)，再和发射信号相比较，是基于荧光的“生命周期”而不是“强度”。剂量片中氧的存在能淬灭荧光，使反射信号的相位发生偏移，反射信号通过光电二很管探测到。测量到蓝色发射光和红色反射光的相位差，就能用来定量DO。