Мониторинг процесса сточных вод имеет решающее значение для эффективного управления объектами по рекуперации воды (WRRF).Лабораторные измерения проб, взятых вручную или смешанных, являются основным методом мониторинга соблюдения. Тем не менее, мониторинг процесса все чаще осуществляется с помощью инструментов онлайн - анализа. Непрерывный мониторинг предоставляет критически важную информацию для принятия решений и уменьшает нагрузку на операторов в отношении параметров многочастотного процесса отбора проб и измерения на ежедневной основе, позволяя очистным сооружениям минимизировать химические и энергетические затраты и избежать технологических аномалий. За последнее десятилетие выбор и надежность сенсорных технологий значительно улучшились. Например, датчики, основанные на спектрофотометрии, теперь могут использоваться для непосредственного измерения важных параметров без использования дорогостоящих реагентов, которые требуют частого пополнения.

Как правильно выбирать, отлаживать, поддерживать, эксплуатировать и применять датчики, основанные на спектрофотометрии при мониторинге процесса очистки сточных вод? Многие важные вещества в сточных водах, включая нитраты, нитриты и органические углеродные параметры, могут быть измерены на основе поглощения ультрафиолетового и видимого света (UV - Vis). В качестве примера можно привести ультрафиолетово - видимый датчик, входящий в систему мониторинга процессов WTW IQ SensorNet, принадлежащую фирме Salemer, которая описывает принципы измерения, дизайн и работу.

Мониторинг очистки сточных вод

Мониторинг очистки сточных вод имеет решающее значение для проверки качества воды, поступающей после каждого этапа процесса, и для оценки эффективности обработки. Муниципальные водоочистные сооружения в основном используют технологию активной обработки ила. Активный осадок - это биологический процесс, который удаляет растворенные и твердые загрязнители путем преобразования органического углерода в углекислыйгаз (CO2b) и, если происходит деазотирование, азот аммиака в азот (N2b).

БОД и КОД представляют собой комплексные параметры для многих различных веществ, и отдельное измерение требует большой аналитической работы. BOD и COD являются индикаторами количества кислорода, необходимого для окисления органического углерода в образцах. Единицей измерения является мг Oneneneek / L. В случае БОД реакция катализируется бактериями. В дополнение к ограничению тестирования в лаборатории из - за точных условий, необходимых для длительной (5 дней) культивирования, метод очень чувствителен к технологии, поэтому могут возникнуть проблемы с точностью. Метод COD является более интенсивным химическим окислением, и почти весь органический углерод окисляется. Он быстрее, чем BOD, но его внедрение в онлайн - анализаторе дорого из - за необходимости сбора проб, оборудования для подготовки проб и пополнения реагентов. Общий органический углерод (TOC) используется меньше, но становится все более популярным в качестве дополнения или даже замены BOD в управлении процессом. Метод TOC представляет собой прямое измерение органического углерода в пробах в мг C / L. Измерения TOC быстрее и проще, чем BOD или COD, и не требуют использования ртути, как метод COD. Измерения TOC также могут быть более точными, особенно для образцов с очень низким содержанием органических веществ, таких как выход воды из современных установок по рекуперации воды.

Полное удаление азота из сточных вод становится все более важным. Азот является ключевым обычным питательным веществом, поддерживающим биологический рост, включая водоросли. В богатых питательными веществами водах рост и гибель водорослей ускоряются, что приводит к гипоксии, низкому уровню кислорода, который не подходит для рыб и других водных организмов. Очищенные сточные воды являются важным источником питательных веществ в некоторых водосборных бассейнах. Поэтому мониторинг и контроль всех видов азота имеют огромное значение. Нитраты и нитриты в неочищенных сточных водах, как правило, незначительны. Таким образом, любое из этих двух явлений в очищенных сточных водах является результатом бионитрификации, которая превращает аммиак из сточных вод в нитраты. Высокоэффективное нитрирование обеспечивает максимальную концентрацию нитратов. Сумма нитритов и нитратов (в совокупности называемых NOx) преобразуется в азот и удаляется из сточных вод в результате другой биологической реакции, называемой антинитрификацией. Если антинитрификация происходит в аэрационных бассейнах, это хорошо для установок по рекуперации водных ресурсов, поскольку она уменьшает общий азот (TN), выходящий из очищенной воды, и снижает требуемую интенсивность энергии, поскольку реакция может быть достигнута без ввода кислорода. Однако было бы плохо, если бы антинитрификация произошла в осадочном слое конечного отстойника. Полученные азотные пузырьки могут привести к тому, что твердое тело всплывет, нарушив контроль обратного потока шлама и увеличив общее количество взвешенных твердых веществ (TSS) и БОД, выходящих из воды после обработки, когда твердое тело сливается через водослив, что может привести к нарушению предельных значений выбросов.

Ограничения в процессе нитрификации или денитрификации могут привести к накоплению нитритов или даже к большему количеству проблем с соблюдением. Увеличение спроса на хлор сразу же будет замечено на объектах с хлорной дезинфекцией, поскольку 1 мг / л нитритного азота потребляет 5 мг / л хлора. Неспособность идти в ногу с дозой хлора может привести к недостаточной дезинфекции и повышению уровня бактерий в воде после обработки. Другие эффекты могут быть более тонкими, но есть те же проблемы. Нитриты являются более токсичными для водных организмов, чем нитраты. Нитрат азота 1 мг / л или выше может привести к провалу теста на токсичность для всей воды (WET). Последствия повышения уровня азота не ограничиваются этим. Как ни странно, бактерии, которые производят и потребляют нитриты (в совокупности называемые нитрифицирующими бактериями), чувствительны к нитритам, что создает разрушительный цикл обратной связи, в котором небольшие помехи могут привести к нитрификации смертельных спиралей и технологических аномалий, что приводит к длительному несоответствию предельным значениям азота из воды. С другой стороны, накопление нитритов может быть использовано для повышения эффективности очистки сточных вод. Понимание и развитие короткой азотной деазотизации нитритов стимулирует развитие инновационных процессов, которые направлены на сокращение процесса азотной деазотизации с помощью нитритов и, следовательно, на снижение энергетических и химических затрат.

Формы азота могут быть измерены различными методами, включая ионную хроматографию, колориметрию и потенциал. хроматография очень точна, но ограничивается лабораторным применением. Метод колориметрии также обеспечивает высококачественные измерения, но требует вспомогательного оборудования для отбора проб и их подготовки, а также дополнительных реагентов.