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生物耗氧量呼吸计的详细资料
生物耗氧量呼吸计
ASP-Con（activated sludge plant controller）仪表是一台应用在污水厂处理过程中可以自动清洗、自动校准和自动测量多参数的监测系统。这些数据包括活性污泥活性指标——呼吸速率曲线；可提供连续监测数据，如溶解氧、pH、MLSS、SVI、钾和氨氮等等。
溶解氧是影响污水厂出水水质和运行能耗的关键参数， ASP-Con技术的zui大创新点是建立以呼吸速率为溶解氧控制系统，ASP-Con 既可以作为一个独立的监测系统进行数据分析，也可直接连接到污水厂的控制系统（如PLC）进行动态优化处理控制，从而使污水厂达到更好出水水质和节约曝气成本。 
■ 耗氧速率生物耗氧量呼吸计
ASP-Con测量16种不同的参数，包括12种直接参数和4种间接参数：
| • 溶解氧 | • OUR |
| • 氨氮 | • SOUR |
| • pH | • TSS（检测） |
| • MLSS | • 毒性 |
| • 钾 | • F/M |
| • SVI | • 碳化临界氧浓度 |
| • SSVI | • 硝化临界氧浓度 |
| • 温度 | • 硝化反应（%） |
■ 控制污水厂曝气优化系统
如果要ASP-Con处于*运行水平，需要通过污水厂PLC/SCADA系统接受ASP-Con实时监测到的数据输入用来控制污水厂工艺参数。
ASP-Con安装在污水厂曝气系统中心位置，方便它获得活性污泥混合液样品，在连续运行的基础上分析以下数据：
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测量参数 |
优点 |
| 溶解氧 | 提供溶解氧水平，并通过软件分析呼吸速率曲线，比单独使用该参数更具有意义。 |
| 温度 | 提供混合液悬浮固体的温度，该温度影响活性污泥法中微生物性能。 |
| 氨氮 | 该参数结合临界氧浓度连续监测，并为设置厂内好氧曝气程度和DO值提供依据。 |
| 钾 | 确保氨氮去除不被高浓度的钾干扰。 |
| pH | 该参数为连续测量，以确保需维持中性pH值的任何试剂可被检测出，从而确保硝化反应不被抑制。 |
| MLSS | 该参数被用于控制产泥率和确定进水的F/M比。 |
| SVI/SSVI | 反映污泥沉降性能，并预测经沉降后的污水厂出水情况。 |
| TSS | 该参数通过测试出水上清液浊度得到，并指示出水是否满足沉降要求。 |
| 硝化反应 | 通过曝气系统的调整，以保证氨氮的去除。 |
| 耗氧速率 | 该参数表明微生物活性、污水厂内的负荷和*MLSS的浓度。 |
| 比耗氧速率 | 通过使用MLSS数据，该参数用于反映实时微生物性能，以维持微生物活性，或反应污水厂存在问题。这是分析微生物是否中毒的首要参数。 |
| 临界氧浓度 | 这种分析提供了完整的有机物生物降解所需碳化临界氧浓度和硝化临界氧浓度。该参数允许用户动态设置污水厂内DO设置点，优化曝气和减少能源消耗。 |
| 毒性管理 | 通过OUR、硝化作用和MLSS浓度三个参数的比较，分析表明微生物的毒性来源。 |
■ 曝气优化
• 曝气池控制区划分：根据污水厂的工艺流程和控制需求，将曝气池划分成相对独立的控制区，方便仪表的布置和控制方案的制定。
• 曝气优化ASP-Con仪表安装：根据实现各功能区的控制目标的参数要求，确定仪表类型、数量和安装位置。
• 曝气优化机制：根据曝气池OUR变化情况确定进水的污染物负荷和实际的处理量，进而调整曝气池的溶解氧控制水平，可通过ASP-Con软件数据分析确定。
• 曝气优化系统构建：通过PLC/SCADA对现场采集的数据和ASP-Con软件数据计算分析，得到满足工艺控制要求的参数，并指导各控制设备的运行。对于改造项目，建立与现行控制平台平行的系统，建设过程中原有系统可正常运行，两个控制系统可灵活进行切换，充分保障污水厂运行安全。
• ASP-Con实时监测到的数据输入污水厂过程中，对控制系统PLC/SCADA软件进行修改，或用我们提供的软件，把监测的数据结合工艺流程的设定对曝气池运行状况进行参数优化，使污水厂达到更好出水水质和节约曝气成本。。
■ 安装位置
根据污水厂工艺控制参数和监测需求，建议仪器ASP-Con安装在污水厂的三个位置点：
• 在污水厂构筑物入口区域，它可以反映进水情况，并作为前馈控制传感器，例如检测是否有高浓度氨氮，若有则需要额外的曝气并按需要自动调节设置点。
• 作为一个独立的系统将ASP-Con安装在曝气池中心位置，确保曝气池合理溶解氧浓度，使污水厂曝气过程得到控制。
• 在污水厂构筑物出口处安装ASP-Con可以反映出水效果，并根据结果自动调整各个参数的设置值。
■ 节约能耗
ASP-Con应用案例研究和实际运行表明，能源消耗可减少15-40%。通过ASP-Con软件得到呼吸速率曲线分析，在较低氧浓度下氧的转移效率zui大，分析出有机物生物降解所需碳化临界氧浓度和硝化临界氧浓度，从而得到曝气池合理溶解氧设定区间和稳定的溶解氧控制，结果使污水厂达到更好出水水质和节约能耗。ASP-Con呼吸速率曲线图和网络连接图的案例如下图所示。
■ 技术参数
| 名称 | 技术信息 |
| 溶解氧电极 | 范围--0-饱和 |
| 反应时间 | |
| 呼吸器 0-90%全范围--15秒 | |
| 在水池 0-90%全范围--120秒 | |
| 氨氮--单个ISE电极 | 范围--0-1000mg/l |
| 反应时间--0-90%全范围--50秒 | |
| 钾--单个ISE电极 | 范围--0-500mg/l |
| 反应时间--0-90%全范围--50秒 | |
| 固体测量传感器-传播和反射的光传感器 | 范围--0-24000mg/l |
| 反应时间--0-90%全范围--0.2秒 | |
| pH--单玻璃电极 | 范围--0-14 |
| 反应时间--0-90%全范围--30秒 | |
| 通讯方式 | RS485/RS232（网络通讯协议） |
| 电源提供 | 主电源--110/240V ac |
| 内部电源--12&24V dc | |
| 工作温度范围 | -20℃--40℃ |
| 分析瓶容量 | 500ml |
| 接口 | RS485串行输出与MODBUS RTU协议。Modbus-Ethernet |
| 和Modbus-Profibus网关可选购 | |
| 重量 | 测量装置--15公斤 |
| 控制与自动校准装置--15公斤 | |
| 绞车和提升装置--15公斤 | |
| 共计安装尺寸 | 1.2M高*0.8M宽*0.3M深 |
| 测量装置直径 | 0.15M |
■ ASP-Con参数优先级清单与公差
• 1级是设备控制的关键参数，可以精确的测量。
• 2级是设备的重要参数，可以准确的测量。
• 3级是设备的重要参数，可以较准确的测量。
| 参数 | 1级 | 公差 | 2级 | 公差 | 3级 | 公差 | zui大值 |
| 溶解氧 | √ | 0.4mg/l |
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| 10mg/l |
| 温度 | √ | 0.4℃ |
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| 40℃ |
| 氨氮（0-10mg/l） | √ | 1mg/l |
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| 1000mg/l |
| 氨氮（10-50mg/l） | √ | 10% |
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| 1000mg/l |
| 氨氮 （＞50mg/l） | √ | 5mg/l |
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| 1000mg/l |
| 钾 |
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| √ | 10mg/l | 500mg/l |
| pH | √ | 0.3 |
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| 14 |
| OUR | √ | 5mg/l/hr |
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| 250mg/l/hr |
| SOUR | √ | 5mg/l/hr |
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| 250mg/l/hr |
| MLSS | √ | 10% |
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| 25000mg/l |
| SVI/SSVI | √ | 10mg/l |
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| TSS |
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| √ | N/A |
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| 溶氧探头C | √ | 0.4mg/l |
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| 10mg/l |
| 溶氧探头N | √ | 0.4mg/l |
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| 10mg/l |
| 硝化作用 |
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| √ | 3% |
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■ 电极和传感器及过程
ASP-Con有二个溶解氧电极，二个独立钾和氨氮ISE电极，一个固体测量传感器和一个用于测试pH传感器。
■ 内置溶解氧电极
用来测量被捕获的污泥混合液样品的呼吸速率。根据仪器位置，通过测量可以确定：
• 进水负荷（处于入口）
• 处理程度（位于进一步处理位置）
样品是由曝气池中取出，在内部密封器中震动。密封器内设有一个独立的高效曝气设备，并在呼吸过程中提供充足的溶解氧浓度：
• 耗氧速率（OUR）
• 碳化临界溶解氧
• 硝化临界溶解氧
• 硝化程度（%）
一旦溶解氧浓度被充分提高，曝气关闭，测量器中的耗氧速率OUR会衰退。这显示为OUR测量值。当呼吸结束后仪表内部样品将变为零溶解氧，然后内置溶解氧电极可以进行零点校准。
在仪器操作周期的后期，内置溶解氧电极将被提升至空气中并完成zui高值校准。在这个过程中溶解氧电极被擦拭清净，所以我们现在有了一个自动校准和清净的溶解氧电极。
■ 外置溶解氧电极
外置溶解氧电极始终位于混合液中。运行一定时间后洗刷叶片对其进行自动清洗；它和内置溶解氧电极(如前所述*清净校准)沉浸在混合液中。调整外置溶解氧电极校准曲线来配合内置溶解氧电极的读数。
溶解氧电极可更换。溶解氧电极寿命取决于设置周期数。一般的寿命范围是6到12个月。
■ 固体传感器
该传感器位于排放口，被放在混合液样品中，用监测呼吸运动。它有二个传感器组，这意味着它可以非常准确测量高浓度混合液（1000mg/l--20000mg/l）和低浓度（0-100mg/l）。
当采集的样品未经过沉淀处理，传感器将测量MLSS浓度或系统中微生物的量。
当样品静置30分钟后，系统将先测量上清液中的TSS，zui后再测量沉淀的(RAS)固体浓度。
■ 氨氮、pH和钾离子电极
这些离子选择性电极，安装在测量装置外部活塞上。电极呈球状，更换方便，只要松开固定夹，滑出电极即可。
当活塞被提升至校准位置时，自动清洗所有电极和传感器。校准液来自标配的储液器，只要校准液充满，清净和校准过程*是自动的。
■ PT100温度传感器
提供操作温度数据信息。
■ 工程案例
ASP-Con应用英国某造纸厂废水处理，研究造纸厂废水出水情况。ASP-Con对造纸厂废水出水实时在线监测，ASP-Con软件分析数据如下图所示：
■ 附录
ASP-Con电动或手动绞车配件和起重安装图：
