廢水處理設施一直在尋找方法優(yōu)化其流程和節(jié)省運營支出。

近年來，氨基曝氣控制（ABAC）已成為曝氣控制技術的新發(fā)展方向。使用 ABAC 后，設施的鼓風機使用量大幅減少，與溶氧量的控制相比，節(jié)能約 10-20%，包括減少碳投放量和堿度需求量等其他好處。氨基曝氣控制概念很簡單，利用連續(xù)的銨（NH3/NH4+）測量來實時控制曝氣，以維持銨設定值。提供給曝氣池的空氣量剛好足以滿足 NPDES 允許限值，同時消除過度曝氣的情況。

實現(xiàn)氨基曝氣控制系統(tǒng)的一個關鍵方面是銨傳感器的放置?？刂苽鞲衅鲬诨钚晕勰喑剡M口附近、還是活性污泥池出水處，還介于在兩者之間？這是馬薩諸塞州布羅克頓高級水回收設施（AWRF）團隊在為其設施升級而著手解決的問題。Dave Norton（工廠主管）、CDM（工程顧問）和 John Downey（儀器經理）準備升級它們的曝氣網格，并分三個階段實施 ABAC。首先，該團隊希望通過對三家制造商的離子選擇性電極（ISE）銨傳感器進行為期 18 個月的試驗，確定哪種 ISE 傳感器更適合他們的應用。其次，在接下來的 12 個月內安裝新的曝氣設備和 WTW 傳感器。最后一個階段是通過在七個月時間內，評估 ISE 傳感器在活性污泥池不同階段的性能來優(yōu)化 ABAC。

1、一對一試驗

在 18 個月的試驗中，Dave Norton 將 WTW ISE 傳感器進行評估，并得出結論。首先，當應用正確時，ISE 傳感器技術可以有效控制氨基曝氣控制策略中的曝氣。當這些傳感器在維護良好情況下和環(huán)境中的銨濃度高于 1.0 mg/L NH 4-N 時，它們可連續(xù)準確地測量。其次，與濕化學分析儀相比，ISE 傳感器對 ABAC 有幾個優(yōu)點。與濕式化學分析儀相比 ISE 的響應時間更快、更經濟實惠，并且在大多數(shù)應用中更容易維護。

2、安裝歷時

七個布羅克頓 AWRF 污泥池的修復和安裝 WTW IQ SensorNet 系統(tǒng)的安裝歷時 12 個月。除了降低過度曝氣外，該設施還旨在通過升級提高總氮（TN）去除。因此，在所有污泥池均設置了預缺氧區(qū)，包括第二缺氧區(qū)，以進一步反硝化和去除 TN。

每個污泥池都有自己的 WTW IQ SensorNet 系統(tǒng)，包括三個溶解氧傳感器、一個 pH 傳感器、一個銨 ISE 傳感器和兩個 UV 硝酸鹽傳感器。在七個污泥池全部上線后，每個污泥池的 WTW 傳感器將會立即顯示其價值。即使水流均勻地流回污泥池，每個污泥池均有其獨特環(huán)境，具有不同容量、速度和生物，導致硝化作用的差異。為了評估這些差異，并在每個污泥池實施氨基曝氣控制，John Downey 的任務是在接下來的 7 個月內優(yōu)化該流程，并對銨傳感器位置進行實驗，以實現(xiàn)最佳曝氣控制。

3、流程優(yōu)化期

7個月的流程優(yōu)化期揭示了活性污泥池中每個銨測量位置的優(yōu)缺點。從理論上講，活性污泥池的出水位置對傳感器的安裝是很有吸引的，因為操作員可準確知道有多少銨流到澄清池，而這個反饋策略在控制邏輯中是非常常見的。在此位置，可通過銨測量值進行控制，能根據傳感器值自動調整傳感器上游的鼓風機輸出。然而，使用這種方式的傳感器放置時，經常會有接近零的銨值讀數(shù)，這會導致幾個問題。從數(shù)據角度來看，總是讀數(shù)為零傳感器不一定能提供有價值的數(shù)據。

結論

對于布羅克頓 AWRF 團隊而言，最重要的決定因素之一是 WTW 在試驗期間提供的專業(yè)知識和支持，協(xié)助調試每個污泥池，并定期跟進，確保系統(tǒng)良好運行。

WTW AmmoLyt（NH 4+）傳感器提供的一列排放銨態(tài)氮的每日趨勢。每臺傳感器均顯示在白天中的高負荷期間的銨增加，隨后顯示在過夜后的銨減少。

WTW 傳感器可靠、準確、易于維護?，F(xiàn)場需要維護 50 多個 WTW 傳感器，傳感器可靠性是確保布羅克頓 AWRF 達到其處理目的重要因素。