你可能没听过这些污水厂新型检测设备

北极星环保网讯:在污水处理厂实现高效稳定的自动化和信息化管理控制，不仅需要对工艺单元运行状况的软件模拟、对工艺内部运行及各单元间调配模式的系统设计、对污水厂仪器设备管理维护的改进优化，更有赖于对各种硬件支持进行及时的更新替换，使其能够满足日益提升的出水标准和管理目标的需要。

其中检测器作为基础的工艺控制元件，对于工艺线的正常运行具有重要作用，检测限低、灵敏度高、响应时间迅速、稳定性强、校准维护方便的检测器，是实现污水厂各水质指标实时在线监测和控制的重要保障。

本文介绍了当前国内外几种较为前沿且具有巨大的应用前景的检测设备或方法，包括气体传感装置(电子鼻)、微生物燃料电池生物传感器、图像分析技术、软检测器等，介绍了它们的检测原理及在污水处理厂的应用，以期为相关从业人员提供参考借鉴。

1基于气体传感装置的水质实时预测系统“VPeN”

在欧盟的“适应性水管理政策”(Adaptive Water Management Policies)框架下，建立和完善创新的水管理体系以及水质监测和实时控制手段势在必行。据政策规定，欧盟地区每日必须持续观测的水质指标包括：

(1)市政污水水质监测指标，有COD或TOC、BOD5、NH4-N、总氮等;(2)工业污水水质监测指标，有DO、温度、pH、氨、硝酸盐、亚硝酸盐、盐度、特定参数(COD或TOC、AOX、SS)及单物质参数(重金属、含氮化合物)等。

通常，这些指标的日检测数需超过一次，且分析过程需离线进行，使得对处理工艺的操作控制存在偏差和不同步。意大利巴里理工大学和myHermes Srl公司共同开发了一套名为“VPeN”的实时水质预测系统，其主要原理为采用成本较低的气体传感装置来检测液相上方气相中挥发性污染物的浓度，从而选择性地监测污水中挥发性污染物的浓度。

电子鼻(electronic noses)或气体传感装置在环境领域主要用于气相分析，但若合理装配，它们同样可以用来检测液相中的挥发性污染物，如已有研究采用校正后的电子鼻设备来评估尾水处理厂下游自然水体中的BOD5含量;有采用固态传感装置检测杀虫剂林丹在废水中含量的案例。

气体传感装置适宜检测的污染物指标通常在60~90 ℃的温度下(设备加热)易由液相转移为气相，如部分硫化衍生物、铵/胺衍生物、余氯，以及生活污水中易被生化降解产生气体(CO2、N2)的BOD5、COD、总凯氏氮等。

为了使传感器能够对广谱气体(如VOCs)具有灵敏性，该气体传感装置采用基于金属氧化物的电阻式传感模组件。由于设备成本较低，会同时对多种气态污染物响应，其提供的检测结果准确度较低，但同时这种低选择性也是其优势之一，原因有两点：

(1)能够分辨出某一大类的污染物气体，而非单一污染物;(2)能对影响调查环境“气态氛围”的多种情况作出响应。装置采用八个TGS Figaro气体传感器，它们分别对某一种特定气体的含量在一定程度上具有线性响应，但同时它们对广谱气体污染物具有响应，灵敏度存在重叠(overlying sensitivity)。

同时，装置内置了气压、温度和湿度传感器，对响应结果进行平衡和修正。装置工作时，先由鼓风机通入空气作为洁净气体进行基准校正，然后通过废水蠕动泵和鼓风机向装置注入废水气体，直到读数稳定得到结果。装置工作原理及原型如图1和图2所示。

图1 VPeN工作原理图

图2 VPeN试验原型

该装置无需另外消耗气体，且能够方便地外接数据获取网络。通过对温度、pH、氧化还原电势等外部条件对结果的影响作出修正和调试，该装置的性能表现能有进一步的提升。

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