污水廠(chǎng)生化池在線(xiàn)監控的探討（上）

    作為污水處理廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，核心的處理構筑物是生物反應池，生物反應池承載了大部分的有機污染物質(zhì)、營(yíng)養物質(zhì)的去除，水質(zhì)的達標與否和生物反應池的管理有著(zhù)直接的聯(lián)系，運行人員對生物池的理解和管理也在不斷的加強，也希望通過(guò)更精細的數據來(lái)對生物池進(jìn)行管理，但是現階段傳統的污水廠(chǎng)對生物池可依賴(lài)的數據較少，形不成有效的精細化管理，隨著(zhù)在線(xiàn)設備的制作工藝和測量水平越來(lái)越高，如何利用在線(xiàn)監控儀表實(shí)現污水廠(chǎng)的工藝人員對生物池的精準化管理呢？

    在了解在線(xiàn)儀表的應用之前，我們先來(lái)看看沒(méi)有在線(xiàn)的情況下，污水廠(chǎng)能夠掌握的生物池的數據都有哪些。污水廠(chǎng)內建有化驗室，化驗室會(huì )對每天的進(jìn)出水水質(zhì)、生物池內的活性污泥參數等進(jìn)行化驗，得出運行數據以供工藝人員調整使用，受到化驗方法的限制，以及化驗人員的工作時(shí)間等，一般這些數據每天化驗一次。

    污水廠(chǎng)化驗室針對管理重點(diǎn)的生物池的活性污泥控制化驗參數，比較常用的有污泥濃度、揮發(fā)性污泥濃度MLVSS、沉降比SV、溶解氧、微生物鏡檢等，受到人工取樣的時(shí)間、周期以及生物池內水流的推動(dòng)流向的限制，一般會(huì )選擇生物池的末端進(jìn)行取樣，這個(gè)點(diǎn)位的化驗數據主要監測的是生物池內活性污泥對污水中各種污染物質(zhì)的最終反應的結果，一般的傳統的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍也在用這個(gè)點(diǎn)位的數據對生物池的常規檢測參數進(jìn)行確定。比如溶解氧常規的說(shuō)法是2mg/L，但是在整個(gè)好氧池中，前段的溶解氧由于進(jìn)水中的有機物較多，微生物大量的吸附降解有機物，消耗大量的氧氣，這樣就出現了前段的溶解氧遠遠低于2mg/L，但是隨著(zhù)曝氣區域的延伸，污水中的有機污染物逐步被微生物降解完畢，微生物不再需要氧氣，水中剩余的溶解氧會(huì )逐步增多，為了避免氧氣的浪費，一般在生物池曝氣區的末端控制溶解氧在2mg/L，這樣可以減少不必要的能源消耗，也對活性污泥的老化有良好的控制。

    因此在生物池末端的監測，可以以傳統的數據來(lái)評判生物池內的活性污泥對污水的處理程度，工藝人員使用這些數據進(jìn)行日常的工藝調整和管理等。但是在末端檢測和以日為單位的頻次對出水水質(zhì)結果對整體的工藝調控也存在很大的滯后性，化驗室手工檢測其實(shí)也是一種結果檢測，不過(guò)是將出水水質(zhì)的結果檢測提前到了生物池的末端，并沒(méi)有形成生物反應的過(guò)程檢測，提前預判也就更無(wú)能為力，在現階段出水水質(zhì)的嚴格管控下，對工藝運行的有了更高層次的要求，原有的結果檢測需要向前進(jìn)入到過(guò)程中進(jìn)行檢測，甚至需要具備預判的能力，在現有的手工檢測的模式下是很難實(shí)現這個(gè)目標的。

    同時(shí)數據的檢測密度也帶來(lái)了工藝控制的不準確性，污水廠(chǎng)的生物處理流程是一個(gè)流動(dòng)性的過(guò)程，流動(dòng)的處理過(guò)程，水質(zhì)數據，過(guò)程數據是一個(gè)隨著(zhù)時(shí)間、空間位置實(shí)時(shí)變化的狀態(tài)，而取樣時(shí)，僅能取到一個(gè)固定地點(diǎn)的瞬時(shí)的水樣，瞬時(shí)水樣要代表整個(gè)生物池內的所有的變化時(shí)不可能的。只有當取樣點(diǎn)的密度或者數量足夠大的時(shí)候才會(huì )有比較貼合實(shí)際的數據，所以這需要一個(gè)長(cháng)期的穩定的檢測，并且保證工藝、進(jìn)水、環(huán)境等都處于一個(gè)較為穩定的狀態(tài)下才會(huì )有，但實(shí)際上這時(shí)不可能的，因此手工取樣的化驗結果，要盡可能積累更多的數據量，在大數據量中消除取樣的偶然性，才會(huì )具備判斷的依據，下面是幾張不同檢測頻次的數據曲線(xiàn)圖，我們可以對比下數據監測頻次的不同：

    從圖中可以的看到監測頻次(周、日、時(shí))的不同，對過(guò)程變化的響應程度也有很大的不同，越密集的監測數據，對過(guò)程中出現的變化監控的越及時(shí)，對工藝調控的措施采取的也就越有效，從而更好的對生物處理工藝進(jìn)行管理。而這種高密度的監測，僅僅依靠人工手段是無(wú)法完成的，只能依靠在線(xiàn)儀表，因此在線(xiàn)儀表起到了非常重要的人工化驗的替代功能。

    在線(xiàn)儀表在數據的密集度上，是完全可以取代人工的，那么工藝管理人員除去具備了更密集的數據以外，通過(guò)使用在線(xiàn)儀表，有沒(méi)有可能把控制向前移動(dòng)呢？先前移動(dòng)的控制需要對工藝運行的各個(gè)階段進(jìn)行監控，把生物池由原來(lái)的末端出水監測向前移動(dòng)到過(guò)程中的監測，生物池以空間推流式工藝較多（SBR及其變種以時(shí)間變化為主），在不同的流程中的點(diǎn)位監測數值是不一樣的，而且在不同的時(shí)段監測的數據也是會(huì )發(fā)生變化的，在實(shí)時(shí)變化的工況下，人工檢測的頻次低，周期長(cháng)的弊病就明顯的顯現出來(lái)，而在線(xiàn)儀表的實(shí)時(shí)監測的優(yōu)勢就顯而易見(jiàn)。因此希望采取先前進(jìn)行工藝的過(guò)程控制污水廠(chǎng)，越來(lái)越需要在線(xiàn)儀表在工藝運行中的實(shí)時(shí)監測的作用。下面以生物池的各項控制點(diǎn)來(lái)說(shuō)明下在線(xiàn)儀表在生物池工藝控制中的應用。

    污水處理的生物池形式多樣，不同的工藝要求有不同的工藝池體，下面就以A２O的工藝控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行在線(xiàn)儀表的應用探討?，F有的除磷脫氮工藝中A2O及其改良工藝越來(lái)越多的在實(shí)際中得到應用，A２O工藝中比較重要的特點(diǎn)就是將過(guò)量吸附磷的厭氧段（A）和反硝化的缺氧段（Ａ）分離出來(lái)單獨的控制區域進(jìn)行控制，在工藝管理中具有明確的管理參數，便于實(shí)際的運行管理。對于工藝管理人員來(lái)說(shuō)，僅僅在出水口安裝的溶解氧和污泥濃度的在線(xiàn)儀表就不再能檢測到除磷脫氮的效果了，這需要更多更新的設備，或者通過(guò)一些常用的表征參數比如溶解氧、ORP、硝態(tài)氮儀表等來(lái)評估除磷脫氮的效果，以便在后期的管理中進(jìn)行調控。