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传感器在污水处理中所发挥的作用

      随着政府与公众对环境保护越来越注重,各地方政府也加大对环境的监管力度,水处理设备作为重要的环境保护设备,面临着新时代的机会与挑战。越来越多的水处理设备厂家希望通过物联网技术,一方面监控所售设备的运行情况,另一方面也为终端用户提供更好地水处理监控服务。智物联顺应市场需求,为水处理设备制造商(包括污水处理设备、原水处理设备、纯水设备等制造厂家)提供专业的物联网解决方案。通过专业的营销、产品、实施团队,采用物联网、大数据、云计算等先进技术,打造符合客户行业特征和实际需求的水处理设备物联网解决方案和产品。系统采集水处理系统的设备运营、故障、水质等数据,实现设备、厂家、终端用户的互联互通,实现全覆盖、高智能、实时响应的的水站管理、运营管理、水质统计、能耗评估、环境效益评估等功能。

传感器在污水处理中所发挥的作用

      其中一体化污水处理设备是监测水环境各项指标的重要部分,实时获取水处理的各项工艺参数、设备信息等,通过物联网技术,掌握设备运行情况、为设备改良提供数据支撑。

传感器是关键:

      任何数据的检测都离不开传感器,数据的稳定与否,是否准确都离不开传感器。没有传感器的支撑,一切的功能都是毫无意义的。就拿自动驾驶来说,如果传感器失灵,可能会造成安全事故。养殖来说,传感器不好,可能会死鱼。

什么样的传感器是好的:

      传感器稳定是关键,不稳定就不能发现变化趋势。要精准,数据精准,才有可信度。低维护,如果一个传感器,需要三天两头的去维护,那么还不如不用,因为用了之后反而工作量更多了。简单易用,不用说明书,用户也知道怎么操作,一切合符规律。能带来便捷性,能节省成本,对用户有帮助。

目前主要有以下几类传感器主要应用于污水处理中:

1,PH值监测

      pH亦称氢离子活度指数,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强,反之,越趋向于14表示溶液碱性越强,在常温下,pH-7的溶液为中性溶液。

      常见的污水处理方法有物理法、化学法、物理化学法、生物法。在这些处理方法中有很多化学反应需要在特定的阈值下进行,否则得不到所期望的产物,pH值对物理化学法的影响用于污水处理的物理化学法包括混凝、气浮、吸附、磁吸附、电化学法等,其中气浮法、混凝沉淀法较为常用。

      pH值对生物处理法的影响生物法处理废水分为好氧生物法和厌氧生物法。废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程,也称为厌氧消化,好氧生物法在有氧的条件下利用好氧微生物的新陈代谢作用,将废水中的各种复杂有机物氧化分解为二氧化碳和水。

      pH对好氧生物处理的影响影响好氧生物处理的因索主要是营养物、温度、pH.水中的溶解氧、毒物和废水中有机物的性质等。一般好氧微生物的最适宜pH在6.5~9之间pH6.5抗真菌将占优势,引起污泥膨胀,这时可采取投加石灰、控制进水量和减少曝气来抑制污泥膨胀。

      pH对厌氧微生物的影响厌氧消化过程划分为3个连续的阶段水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。第一阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外商的作用下水解为小分子。溶解性有机物渗入细胞体内,分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。第二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下,第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和Hz。碳酸以及新的细胞物质。第三阶段为产甲烷阶段,产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO,和H,等转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

      目前常见的PH传感器有球泡和平面PH玻璃技术,同时也可以根据要求选择单或双接界设计,扁平或凹陷的测量面。同时针对一些强酸(HF),耐高温杀菌,CIP清洗等场合都有相对应的产品,目前大多数PH电极的外壳材料是玻璃,PVC,不锈钢等外壳材料中。下图给大家介绍常见PH的结构原理图:

传感器在污水处理中所发挥的作用

传感器在污水处理中所发挥的作用

传感器在污水处理中所发挥的作用

      在一般的工作环境中,一般选用S200C图(1)这种传感器,该传感器是低成本PH传感器,在废水监测中,由于使用环境的需求,推荐使用S272CD图(3)这类外壳坚固的传感器。该传感器可以带NTC或者PT100/PT1000进行温度补偿。

2,溶解氧监测

      溶解在水体中的氧被称溶解氧。水体中的生物与好氧微生物,它们所赖以生存的氧气就是溶解氧。不同的微生物对溶解氧的要求是不一样的。好氧微生物需要供给充足的溶解氧,一般来说,溶解氧应维持在3mg/L为宜,最低不应低于2mg/L;兼氧微生物要求溶解氧的范围在0.2-2.0mg/L之间;而厌氧微生物要求溶解氧的范围在0.2mg/L以下。

      溶解氧(DO)表示水中氧的溶解量,单位用mg/L表示。不同的生化处理方式对溶解氧的要求也不同,在兼氧生化过程中,水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之间,而在SBR好氧生化过程中,水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之间。因此,兼氧池操作时曝气量要小,曝气时间要短;而在SBR好氧池操作时,曝气量和曝气时间要大得多和长得多,而我们用的是接触氧化,溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。污水处理中荧光法溶解氧更为适合,因为他不会受到污水中其他离子的干扰,不消耗氧,不受流速限制,无需频繁校准,低维护,使用寿命更长,可以长期在线监测。

      目前监测溶解氧主要是基于原电池原理和荧光法原理来测量溶解氧下面为大家解析下两种不同原理的传感器的区别:

(1)原电池原理:

传感器在污水处理中所发挥的作用

      该传感器是典型的浸入式安装的溶解氧传感器DO6400系列,大容量电解液,可长期部署,可带或不带温度传感器,易于安装和维护,mV或4-20mA输出型号。适用于水产养殖和废水监测应用,这些传感器所需的维护量极小。可提供PTFE或高密度HDPE隔膜。

尺寸大小如下图:

传感器在污水处理中所发挥的作用

(2)光学溶解氧传感器:

      荧光法溶解氧传感器是基于物理学中特定物质对活性荧光的猝熄原理。来自一个发光二极管(LED)发出的蓝光照射在荧光帽内表面的荧光物质上,内表面的荧光物质受到激发,发出红光,通过检测红光与蓝光之间的相位差,并与内部标定值比对,从而计算出氧分子的浓度,经过温度和气压自动补偿输出最终值。

传感器在污水处理中所发挥的作用

      基于荧光淬灭技术的光学氧测量,与流量无关、快速响应的光学氧传感器。无需极化,传感器元件可更换。不受硫化物等化学物质干扰,内置温度传感器,自动温度补偿,荧光帽更换简单。

传感器在污水处理中所发挥的作用

针对于高温高压环境,以及一些CIP清洗条件下。也有相应的不锈钢外壳的溶解氧传感器:

      许多溶解于水中的有机物对紫外光具有吸收作用。因此,通过测量这些有机物对254nm波长紫外光的吸收程度,可衡量水中有机污染物的总量。传感器采用两路光源,一路254nm紫外光,一路850nm红外光,能自动对光路衰减及浊度影响进行补偿,从而实现更稳定可靠的测量值。

      目前市场上基于紫外线检测的水质传感器能检测的参数包括NO3-N, COD, BOD, TOC, DOC, UV254, NO2-N, SAC, AOC等,主要特点有:

1)全波段紫外可见光全光谱 (200-750 nm 或 200-390 nm)

2)可调节光程口径

3)适用于地表水、地下水、饮用水和污水

4)长期稳定、维护量低

5)出厂前与校准,可以现场多点校准

6)可直接浸没安装在介质中(现场) 或旁通式安装 (微型水站)

传感器在污水处理中所发挥的作用

上图所示的传感器均是基于光学紫外线原理来检测COD/BOD传感器,无污染,经济环保。自动补偿功能,均可以选择RS-485等输出方式。

用于污水处理中,COD的检测范围一般选择0.75~340mg/L比较合理。

4、电导率传感器

      所有测量原理:二电极,四电极,电感式。适用于所有测量范围,从超纯水到浓酸和浓碱溶液,适合在线式、直通式和浸入式安装。

      电导率会根据其测量范围来选择K值,现在大部分传感器工作环境可以归纳为一下几类:

(1)低电导率和极低电导率环境(超纯水中)

(2)一般的水和废水处理中电导率的测量

(3)适用于高压和高温应用的四电极传感器,大测量范围(从纯水到高电导率物质)

(4)用于重度污染介质,强氧化介质的环形电导率传感器

(5)高温高压环境中耐腐蚀性的电导率测量

通过一个图标来展示合理的K值选择:

传感器在污水处理中所发挥的作用


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