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由于正磷酸鹽 (PO₄-P) 在廢水 P_ges 中占最大份額,，因此PO₄-P 的沉淀起著重要作用。此案例以 Hilpoltstein 污水處理廠為例,，展示了賽萊默旗下品牌WTW Alyza IQ PO₄ 正磷酸鹽分析儀其測量技術(shù)如何應(yīng)對這一挑戰(zhàn),。

Hilpoltstein 污水處理廠（圖 1）的處理能力為 25,000 PE，屬于 4 級規(guī)模,，處理核心城市 Hilpoltstein 及其轄區(qū)（約 13,000 名居民）的廢水,。

圖 1：Hilpoltstein 污水處理廠照片

機(jī)械處理階段由篩網(wǎng)和沉砂池組成，然后是初級處理,。生物處理在生化池中間歇性地進(jìn)行,。由于目前單通道產(chǎn)能利用率已已達(dá)到約 18,000 PE，所以并未運行第二條通道,?；瘜W(xué)處理發(fā)生在生物澄清池和二級澄清池之間,。

污水處理塔所產(chǎn)生的污泥與來自Meckenhausen 外部工廠的污泥一起儲存在現(xiàn)場。由于沒有自己的污泥干燥設(shè)備,，污泥每年通過移動箱式壓濾機(jī)進(jìn)行兩次干燥,。

每半年可處理大約 4,000 m³ 污泥的工藝用水，并將其逐漸輸送到生物階段,。

自 2003 年以來,，該工廠配備了 WTW 品牌的 IQ Sensor Net 分析儀系統(tǒng)，并通過測量氧和硝酸鹽/銨（分別使用FDO^® 700 IQ 和 VARiON^® 700 IQ 傳感器）來控制間歇性生物處理,。

KA Hilpoltstein 位于 Roth 的法蘭克尼亞中部地區(qū),，即所謂的“P 行動區(qū)”。

根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w要求,，對 4 級規(guī)模和 P 處理區(qū)的要求為：總磷排放值為 1.0 mg/L,。為了能夠比以前更為密切地監(jiān)控新規(guī)定的遵守情況，該工廠選擇適時升級其測量技術(shù),。

在二級澄清池前約 30m 的生物處理廢水出口處加入去除磷酸鹽的沉淀劑,。以確保一條良好的混合和反應(yīng)路徑。之前的 P_ges 限值為 1.6 mg/L,，但未經(jīng)嚴(yán)格的調(diào)節(jié),，因此鋁酸鈉溶液的添加量較高（圖 2，沉淀池）,。使用“自我監(jiān)測條例”中規(guī)定的實驗室分析對 P_ges 值進(jìn)行選擇性監(jiān)測（參見“實驗室分析”部分）,；到目前為止，沉淀劑的消耗量約為每小時 10 升,。

2020 年春季,，安裝Alyza IQ PO₄ 正磷酸鹽分析儀，及具有Profibus 輸出的新型 MIQ/MC3 轉(zhuǎn)換器,。“儀器擴(kuò)展順利進(jìn)行,，”副廠長Michael Rupp 證實道，“我們能夠非?？焖佥p松地將分析儀連接到 10m 外的現(xiàn)有 IQ Sensor Net 模塊,。”在 Alyza IQ PO₄ 的調(diào)試完成后，通過Profibus 將測量值傳輸?shù)?PLC,，轉(zhuǎn)換也順利進(jìn)行,。沉淀劑加藥系統(tǒng)以當(dāng)前的動態(tài)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)。Alyza 的采樣在二級沉降池的入口處進(jìn)行,，大約在加藥點后 30m 處（后饋策略）,。

圖 2：帶有 Alyza IQ PO₄ 的 Hilpoltstein 污水處理廠的沉淀池（右側(cè)旁邊）。

為了實現(xiàn)控制,，將 PO₄-P 的值設(shè)置為0.55 mg/L,，以便在進(jìn)水高峰期間有足夠的緩沖液,。根據(jù)測量值（15 分鐘間隔），通過改造前已安裝的兩臺泵均勻地進(jìn)行計量,。圖 3 非常清楚地顯示了較高的測量值（洋紅色）如何導(dǎo)致兩個泵（分別為淺藍(lán)色和深藍(lán)色）將流速從每小時約 3 升增加到約 4 升,。

由于泵的沖程頻率限制，每臺泵的最小加藥量約為每小時 3 升,。設(shè)置的最大加藥量為每小時 8 升,。對于新規(guī)定來說，泵的尺寸有些大,，但如果一個泵發(fā)生故障,，另一個泵就可以自行泵送所需的體積。

圖 3：兩個沉淀泵（淺藍(lán)色和深藍(lán)色）的加藥量 (L/h) 取決于 PO₄-P 的測量值（品紅色,，mg/L）,。PO₄-P 濃度的增加很快就會導(dǎo)致加藥量增加（標(biāo)記為灰色的區(qū)域）。

按照“自我監(jiān)測條例”的要求,，過程監(jiān)察繼續(xù)以每周及每月進(jìn)行兩小時及二十四小時綜合采樣的方式,。自安裝 Alyza IQ PO₄ 以來，每周都會進(jìn)行光度參考測量,。為此,，從分析儀的溢流容器中取樣，并通過比色皿測試確定 PO₄-P 值,。隨后計算平均值進(jìn)行雙重測定,。結(jié)果令人滿意；如有必要,，可在 Alyza IQ 上設(shè)置偏移值,。

由于安裝了 Alyza IQ PO₄ 和新的控制器，P_ges 的排放值可降低至約 0.6 mg/L,。這甚至大大低于 1.0 mg/L 的新規(guī)定值,。此外，由于加藥以需求為導(dǎo)向,，該工廠減少了沉淀劑的消耗量,。目前為 10 升/小時。根據(jù) Michael Rupp 的評估,，大有可能減少到 7 升/小時。“然而,，由于難以估計的各種流入高峰,，詳細(xì)評估只能在大約三年內(nèi)完成，”他說,。Michael Rupp 對 Alyza IQ PO₄ 也非常滿意：

即使這個工廠相對較小,，在測量技術(shù)和新動態(tài)控制系統(tǒng)編程方面的投資也得到了回報,。“Alyza 的運行沒有出現(xiàn)問題，我們符合新規(guī),。如果我們隨后也實現(xiàn)了預(yù)期的沉淀劑節(jié)省,，那就太完美了，”Michael Rupp 自豪地總結(jié)道,，“即使工廠必須將第二條通道投入運營,，也沒問題：WTW Alyza 可是雙通道設(shè)備。”