ASP-Con（activated sludge plant controller）儀表是一臺(tái)應(yīng)用在污水廠處理過(guò)程中可以自動(dòng)清洗、自動(dòng)校準(zhǔn)和自動(dòng)測(cè)量多參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)包括活性污泥活性指標(biāo)——呼吸速率曲線；可提供連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如溶解氧、pH、MLSS、SVI、鉀和氨氮等等。
溶解氧是影響污水廠出水水質(zhì)和運(yùn)行能耗的關(guān)鍵參數(shù)， ASP-Con技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)是建立以呼吸速率為溶解氧控制系統(tǒng)，ASP-Con 既可以作為一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，也可直接連接到污水廠的控制系統(tǒng)（如PLC）進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化處理控制，從而使污水廠達(dá)到更好出水水質(zhì)和節(jié)約曝氣成本。 
■
■ 測(cè)量參數(shù)
ASP-Con測(cè)量16種不同的參數(shù)，包括12種直接參數(shù)和4種間接參數(shù)：
• 溶解氧 | • OUR |
• 氨氮 | • SOUR |
• pH | • TSS（檢測(cè)） |
• MLSS | • 毒性 |
• 鉀 | • F/M |
• SVI | • 碳化臨界氧濃度 |
• SSVI | • 硝化臨界氧濃度 |
• 溫度 | • 硝化反應(yīng)（%） |
■ 控制
如果要ASP-Con處于運(yùn)行水平，需要通過(guò)污水廠PLC/SCADA系統(tǒng)接受ASP-Con實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)輸入用來(lái)控制污水廠工藝參數(shù)。
ASP-Con安裝在污水廠曝氣系統(tǒng)中心位置，方便它獲得活性污泥混合液樣品，在連續(xù)運(yùn)行的基礎(chǔ)上分析以下數(shù)據(jù)：
測(cè)量參數(shù) | 優(yōu)點(diǎn) |
溶解氧 | 提供溶解氧水平，并通過(guò)軟件分析呼吸速率曲線，比單獨(dú)使用該參數(shù)更具有意義。 |
溫度 | 提供混合液懸浮固體的溫度，該溫度影響活性污泥法中微生物性能。 |
氨氮 | 該參數(shù)結(jié)合臨界氧濃度連續(xù)監(jiān)測(cè)，并為設(shè)置廠內(nèi)好氧曝氣程度和DO值提供依據(jù)。 |
鉀 | 確保氨氮去除不被高濃度的鉀干擾。 |
pH | 該參數(shù)為連續(xù)測(cè)量，以確保需維持中性pH值的任何試劑可被檢測(cè)出，從而確保硝化反應(yīng)不被抑制。 |
MLSS | 該參數(shù)被用于控制產(chǎn)泥率和確定進(jìn)水的F/M比。 |
SVI/SSVI | 反映污泥沉降性能，并預(yù)測(cè)經(jīng)沉降后的污水廠出水情況。 |
TSS | 該參數(shù)通過(guò)測(cè)試出水上清液濁度得到，并指示出水是否滿(mǎn)足沉降要求。 |
硝化反應(yīng) | 通過(guò)曝氣系統(tǒng)的調(diào)整，以保證氨氮的去除。 |
耗氧速率 | 該參數(shù)表明微生物活性、污水廠內(nèi)的負(fù)荷和MLSS的濃度。 |
比耗氧速率 | 通過(guò)使用MLSS數(shù)據(jù)，該參數(shù)用于反映實(shí)時(shí)微生物性能，以維持微生物活性，或反應(yīng)污水廠存在問(wèn)題。這是分析微生物是否中毒的首要參數(shù)。 |
臨界氧濃度 | 這種分析提供了完整的有機(jī)物生物降解所需碳化臨界氧濃度和硝化臨界氧濃度。該參數(shù)允許用戶(hù)動(dòng)態(tài)設(shè)置污水廠內(nèi)DO設(shè)置點(diǎn)，優(yōu)化曝氣和減少能源消耗。 |
毒性管理 | 通過(guò)OUR、硝化作用和MLSS濃度三個(gè)參數(shù)的比較，分析表明微生物的毒性來(lái)源。 |
■ 曝氣優(yōu)化
• 曝氣池控制區(qū)劃分：根據(jù)污水廠的工藝流程和控制需求，將曝氣池劃分成相對(duì)獨(dú)立的控制區(qū)，方便儀表的布置和控制方案的制定。
• 曝氣優(yōu)化ASP-Con儀表安裝：根據(jù)實(shí)現(xiàn)各功能區(qū)的控制目標(biāo)的參數(shù)要求，確定儀表類(lèi)型、數(shù)量和安裝位置。
• 曝氣優(yōu)化機(jī)制：根據(jù)曝氣池OUR變化情況確定進(jìn)水的污染物負(fù)荷和實(shí)際的處理量，進(jìn)而調(diào)整曝氣池的溶解氧控制水平，可通過(guò)ASP-Con軟件數(shù)據(jù)分析確定。
• 曝氣優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)建：通過(guò)PLC/SCADA對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)和ASP-Con軟件數(shù)據(jù)計(jì)算分析，得到滿(mǎn)足工藝控制要求的參數(shù)，并指導(dǎo)各控制設(shè)備的運(yùn)行。對(duì)于改造項(xiàng)目，建立與現(xiàn)行控制平臺(tái)平行的系統(tǒng)，建設(shè)過(guò)程中原有系統(tǒng)可正常運(yùn)行，兩個(gè)控制系統(tǒng)可靈活進(jìn)行切換，充分保障污水廠運(yùn)行安全。
• ASP-Con實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)輸入污水廠過(guò)程中，對(duì)控制系統(tǒng)PLC/SCADA軟件進(jìn)行修改，或用我們提供的軟件，把監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)合工藝流程的設(shè)定對(duì)曝氣池運(yùn)行狀況進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，使污水廠達(dá)到更好出水水質(zhì)和節(jié)約曝氣成本。。
■ 安裝位置
根據(jù)污水廠工藝控制參數(shù)和監(jiān)測(cè)需求，建議儀器ASP-Con安裝在污水廠的三個(gè)位置點(diǎn)：
• 在污水廠構(gòu)筑物入口區(qū)域，它可以反映進(jìn)水情況，并作為前饋控制傳感器，例如檢測(cè)是否有高濃度氨氮，若有則需要額外的曝氣并按需要自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)置點(diǎn)。
• 作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)將ASP-Con安裝在曝氣池中心位置，確保曝氣池合理溶解氧濃度，使污水廠曝氣過(guò)程得到控制。
• 在污水廠構(gòu)筑物出口處安裝ASP-Con可以反映出水效果，并根據(jù)結(jié)果自動(dòng)調(diào)整各個(gè)參數(shù)的設(shè)置值。
■ 節(jié)約能耗
ASP-Con應(yīng)用案例研究和實(shí)際運(yùn)行表明，能源消耗可減少15-40%。通過(guò)ASP-Con軟件得到呼吸速率曲線分析，在較低氧濃度下氧的轉(zhuǎn)移大，分析出有機(jī)物生物降解所需碳化臨界氧濃度和硝化臨界氧濃度，從而得到曝氣池合理溶解氧設(shè)定區(qū)間和穩(wěn)定的溶解氧控制，結(jié)果使污水廠達(dá)到更好出水水質(zhì)和節(jié)約能耗。ASP-Con呼吸速率曲線圖和網(wǎng)絡(luò)連接圖的案例如下圖所示。
■ 技術(shù)參數(shù)
名稱(chēng) | 技術(shù)信息 |
溶解氧電極 | 范圍--0-99%飽和 反應(yīng)時(shí)間 呼吸器 0-90%全范圍--15秒 在水池 0-90%全范圍--120秒 |
氨氮--單個(gè)ISE電極 | 范圍--0-1000mg/l 反應(yīng)時(shí)間--0-90%全范圍--50秒 |
鉀--單個(gè)ISE電極 | 范圍--0-500mg/l 反應(yīng)時(shí)間--0-90%全范圍--50秒 |
固體測(cè)量傳感器-傳播和反射的光傳感器 | 范圍--0-24000mg/l 反應(yīng)時(shí)間--0-90%全范圍--0.2秒 |
pH--單玻璃電極 | 范圍--0-14 反應(yīng)時(shí)間--0-90%全范圍--30秒 |
通訊方式 | RS485/RS232（網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議） |
電源提供 | 主電源--110/240V ac 內(nèi)部電源--12&24V dc |
工作溫度范圍 | -20℃--40℃ |
分析瓶容量 | 500ml |
接口 | RS485串行輸出與MODBUS RTU協(xié)議。Modbus-Ethernet 和Modbus-Profibus網(wǎng)關(guān)可選購(gòu) |
重量 | 測(cè)量裝置--15公斤 控制與自動(dòng)校準(zhǔn)裝置--15公斤 絞車(chē)和提升裝置--15公斤 |
共計(jì)安裝尺寸 | 1.2M高*0.8M寬*0.3M深 |
測(cè)量裝置直徑 | 0.15M |
■ ASP-Con參數(shù)優(yōu)先級(jí)清單與公差
• 1級(jí)是設(shè)備控制的關(guān)鍵參數(shù)，可以精確的測(cè)量。
• 2級(jí)是設(shè)備的重要參數(shù)，可以準(zhǔn)確的測(cè)量。
• 3級(jí)是設(shè)備的重要參數(shù)，可以較準(zhǔn)確的測(cè)量。
參數(shù) | 1級(jí) | 公差 | 2級(jí) | 公差 | 3級(jí) | 公差 | 值 |
溶解氧 | √ | 0.4mg/l | 10mg/l | ||||
溫度 | √ | 0.4℃ | 40℃ | ||||
氨氮（0-10mg/l） | √ | 1mg/l | 1000mg/l | ||||
氨氮（10-50mg/l） | √ | 10% | 1000mg/l | ||||
氨氮 （＞50mg/l） | √ | 5mg/l | 1000mg/l | ||||
鉀 | √ | 10mg/l | 500mg/l | ||||
pH | √ | 0.3 | 14 | ||||
OUR | √ | 5mg/l/hr | 250mg/l/hr | ||||
SOUR | √ | 5mg/l/hr | 250mg/l/hr | ||||
MLSS | √ | 10% | 25000mg/l | ||||
SVI/SSVI | √ | 10mg/l | |||||
TSS | √ | N/A | |||||
溶氧探頭C | √ | 0.4mg/l | 10mg/l | ||||
溶氧探頭N | √ | 0.4mg/l | 10mg/l | ||||
硝化作用 | √ | 3% | 99% |
■ 電極和傳感器及過(guò)程
ASP-Con有二個(gè)溶解氧電極，二個(gè)獨(dú)立鉀和氨氮ISE電極，一個(gè)固體測(cè)量傳感器和一個(gè)用于測(cè)試pH傳感器。
■ 內(nèi)置溶解氧電極
用來(lái)測(cè)量被捕獲的污泥混合液樣品的呼吸速率。根據(jù)儀器位置，通過(guò)測(cè)量可以確定：
• 進(jìn)水負(fù)荷（處于入口）
• 處理程度（位于進(jìn)一步處理位置）
樣品是由曝氣池中取出，在內(nèi)部密封器中震動(dòng)。密封器內(nèi)設(shè)有一個(gè)獨(dú)立的高效曝氣設(shè)備，并在呼吸過(guò)程中提供充足的溶解氧濃度：
• 耗氧速率（OUR）
• 碳化臨界溶解氧
• 硝化臨界溶解氧
• 硝化程度（%）
一旦溶解氧濃度被充分提高，曝氣關(guān)閉，測(cè)量器中的耗氧速率OUR會(huì)衰退。這顯示為OUR測(cè)量值。當(dāng)呼吸結(jié)束后儀表內(nèi)部樣品將變?yōu)榱闳芙庋?，然后?nèi)置溶解氧電極可以進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)。
在儀器操作周期的后期，內(nèi)置溶解氧電極將被提升至空氣中并完成值校準(zhǔn)。在這個(gè)過(guò)程中溶解氧電極被擦拭清凈，所以我們現(xiàn)在有了一個(gè)自動(dòng)校準(zhǔn)和清凈的溶解氧電極。
■ 外置溶解氧電極
外置溶解氧電極始終位于混合液中。運(yùn)行一定時(shí)間后洗刷葉片對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)清洗；它和內(nèi)置溶解氧電極(如前所述清凈校準(zhǔn))沉浸在混合液中。調(diào)整外置溶解氧電極校準(zhǔn)曲線來(lái)配合內(nèi)置溶解氧電極的讀數(shù)。
溶解氧電極可更換。溶解氧電極壽命取決于設(shè)置周期數(shù)。一般的壽命范圍是6到12個(gè)月。
■ 固體傳感器
該傳感器位于排放口，被放在混合液樣品中，用監(jiān)測(cè)呼吸運(yùn)動(dòng)。它有二個(gè)傳感器組，這意味著它可以非常準(zhǔn)確測(cè)量高濃度混合液（1000mg/l--20000mg/l）和低濃度（0-100mg/l）。
當(dāng)采集的樣品未經(jīng)過(guò)沉淀處理，傳感器將測(cè)量MLSS濃度或系統(tǒng)中微生物的量。
當(dāng)樣品靜置30分鐘后，系統(tǒng)將先測(cè)量上清液中的TSS，最后再測(cè)量沉淀的(RAS)固體濃度。
■ 氨氮、pH和鉀離子電極
這些離子選擇性電極，安裝在測(cè)量裝置外部活塞上。電極呈球狀，更換方便，只要松開(kāi)固定夾，滑出電極即可。
當(dāng)活塞被提升至校準(zhǔn)位置時(shí)，自動(dòng)清洗所有電極和傳感器。校準(zhǔn)液來(lái)自標(biāo)配的儲(chǔ)液器，只要校準(zhǔn)液充滿(mǎn)，清凈和校準(zhǔn)過(guò)程是自動(dòng)的。
■ PT100溫度傳感器
提供操作溫度數(shù)據(jù)信息。
■ 工程案例
ASP-Con應(yīng)用英國(guó)某造紙廠廢水處理，研究造紙廠廢水出水情況。ASP-Con對(duì)造紙廠廢水出水實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，ASP-Con軟件分析數(shù)據(jù)如下圖所示：
■ 附錄
ASP-Con電動(dòng)或手動(dòng)絞車(chē)配件和起重安裝圖：
采購(gòu)中心
