廢水處理過程監(jiān)測應用 | 紫外-可見分光光度傳感器的校準和維護

WTW IQ SensorNet紫外-可見分光光度傳感器用特殊算法編程，算法將原始吸光度信號轉(zhuǎn)換為濃度測量值。編程使每個傳感器能夠作為工廠校準的精確多參數(shù)監(jiān)測設備運行。對應將測量的吸光度值轉(zhuǎn)換為濃度值的算法，其硬件因傳感器類型而異。構建算法的數(shù)據(jù)通過記錄從整個設施收集的大量廢水樣品的光譜數(shù)據(jù)，并將其與所需廢水參數(shù)的參考測量值匹配而獲得。先進的多變量數(shù)學技術，如主成分回歸（PCR）或偏最小二乘法（PLS）（Martens，1989；Otto，2007），用于將光譜數(shù)據(jù)映射到參考測量值。最終結果通過硬件加載到傳感器。

 01 操作和維護 

圖1所示的IQ SensorNet紫外-可見傳感器的測量周期包括3個自動步驟：

 02 校準 

紫外-可見分光光度傳感器在工廠進行校準?？梢暂斎肟蛇x的用戶校準，以提高與默認校準不同樣品的測量可靠性，添加或替代相關碳參數(shù)。IQ SensorNet支持1點或2點數(shù)據(jù)對校準。

 03 清潔 

測量透鏡的自動和手動清潔可確保紫外-可見傳感器的最佳性能。在典型條件下，UltraClean™自動超聲波清潔可使IQ SensorNet紫外-可見透鏡保持足夠清潔，無需手動清潔長達一周至一個月。手動清潔包括用清水沖洗測量間隙、應用清潔溶液和擦拭透鏡。

 04 更換 

 05 碳和氮參數(shù)監(jiān)測的應用 

廢水處理的過程控制需要監(jiān)測關鍵參數(shù)的輸入和輸出，如BOD、TSS和硝酸鹽。典型的每日變化以及短期峰值可能對生物過程的運行產(chǎn)生重大影響。瞬時高負荷可能影響處理系統(tǒng)，導致許多不良后果，包括處理后出水中的高BOD、硝化作用喪失、污泥沉降性降低以及污泥處理過程過載。因此，紫外-可見光譜傳感器的一個常見應用是在預處理部分甚至更上游的收集系統(tǒng)中監(jiān)測廢水COD，以便為高負荷提供早期預警，甚至幫助追蹤來源。

在生物營養(yǎng)物去除（BNR）設施中監(jiān)測硝酸鹽是紫外-可見光譜傳感器的另一個常見應用。硝酸鹽是硝化反應的終點，在反硝化過程中被消耗。因此，硝酸鹽的在線監(jiān)測為脫氮過程優(yōu)化提供了幾個機會：

• 監(jiān)測好氧區(qū)的硝酸鹽可確保硝化反應的有效完成，這是脫氮的關鍵第一步。

• 監(jiān)測缺氧區(qū)的硝酸鹽對于控制昂貴的外部碳源輸入至關重要。

• 監(jiān)測二級處理出水的硝酸鹽可確保符合氮限值。

如果測量亞硝酸鹽，通常會將其與硝酸鹽一起歸為綜合參數(shù)NOx。然而，僅測量硝酸鹽或NOx會錯失其他重要數(shù)據(jù)。對于硝化作用，在溫度和溶解氧（DO）的特定條件下，氨氧化速率超過亞硝酸鹽氧化速率。

如果亞硝酸鹽開始增加，操作人員可采取的過程控制選項包括：

• 減少浪費，暫時“保留”更多固體以提高SRT；

• 增加曝氣速率；

• 激活好氧擺動區(qū)。

對于反硝化作用，碳或生物質(zhì)不足會限制亞硝酸鹽向氮氣的還原，導致亞硝酸鹽積累。在過程控制方面，可選擇的方案包括將上游的硝化作用限制在該工藝能夠完全反硝化的程度，和（或）提高外部碳源的投加率。另一方面，實際上希望限制亞硝酸鹽氧化，以減少通過亞硝酸鹽短程脫氮進行反硝化的工藝的氧氣和碳需求。在這種情況下，一定量的亞硝酸鹽是必不可少的。然而，較高的亞硝酸鹽濃度會對工藝有害。連續(xù)監(jiān)測有助于操作人員避免破壞工藝的情況。

 06 總結