在工業(yè)廢水生化處理工藝中，曝氣池是通過活性污泥法降解污染物的核心單元，溶解氧（DO）濃度是調(diào)控活性污泥代謝效率的關(guān)鍵工藝參數(shù)。適宜的DO濃度（通常為2-4mg/L）可保障好氧微生物的活性，提升COD、氨氮等污染物的去除率；而DO濃度過高會導(dǎo)致能耗浪費(fèi)，過低則會引發(fā)污泥厭氧、處理效果惡化。水質(zhì)溶解氧傳感器的連續(xù)、精準(zhǔn)監(jiān)測，是實現(xiàn)曝氣池DO濃度動態(tài)調(diào)控的基礎(chǔ)。本文結(jié)合工業(yè)廢水水質(zhì)復(fù)雜、工況波動大的特性，從傳感器選型、安裝布局、監(jiān)測系統(tǒng)搭建、運(yùn)維校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)應(yīng)用五個維度，構(gòu)建科學(xué)可行的曝氣池DO連續(xù)監(jiān)測方案，為工業(yè)廢水處理工藝優(yōu)化提供技術(shù)支撐。

一、工業(yè)廢水曝氣池的工況特性與監(jiān)測需求

工業(yè)廢水曝氣池的工況具有顯著復(fù)雜性，對DO連續(xù)監(jiān)測提出了嚴(yán)苛要求：一是水質(zhì)基質(zhì)復(fù)雜，不同行業(yè)（化工、印染、制藥、冶金等）廢水含有高濃度有機(jī)物、重金屬、強(qiáng)酸堿、高鹽度物質(zhì)等，易導(dǎo)致傳感器污染、腐蝕；二是水體擾動劇烈，曝氣裝置的強(qiáng)曝氣作用使水體處于高湍流狀態(tài)，同時存在大量氣泡與活性污泥絮體，易影響傳感器測量穩(wěn)定性；三是工況波動大，廢水排放量、污染物濃度的間歇性變化，會導(dǎo)致DO濃度快速波動，需傳感器具備快速響應(yīng)能力；四是長期連續(xù)運(yùn)行需求，工業(yè)廢水處理為24小時不間斷運(yùn)行模式，要求監(jiān)測系統(tǒng)具備高可靠性與長穩(wěn)定性，減少停機(jī)維護(hù)對工藝的影響。

基于上述特性，曝氣池DO連續(xù)監(jiān)測需滿足三大核心需求：① 測量精度高，在2-4mg/L的關(guān)鍵區(qū)間誤差≤±0.1mg/L，確保工藝調(diào)控的精準(zhǔn)性；② 抗污染、抗干擾能力強(qiáng)，能適配高濁度、強(qiáng)腐蝕、高鹽度的工業(yè)廢水工況；③ 連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，傳感器使用壽命長，監(jiān)測系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)實時傳輸與異常預(yù)警，保障工藝連續(xù)性。

二、核心設(shè)備選型：水質(zhì)溶解氧傳感器的科學(xué)適配

針對工業(yè)廢水曝氣池的工況特性，溶解氧傳感器選型需優(yōu)先考量“抗污染性、測量穩(wěn)定性、工況適配性"三大核心指標(biāo)，結(jié)合傳感器工作原理與技術(shù)參數(shù)，推薦選用熒光法在線式溶解氧傳感器，具體選型依據(jù)與參數(shù)要求如下：

（一）傳感器類型選型：熒光法優(yōu)于傳統(tǒng)電極法

傳統(tǒng)電極法（極譜式、原電池式）傳感器依賴電解液與電化學(xué)反應(yīng)測量DO，在工業(yè)廢水曝氣池中存在明顯局限：電解液易受污染失效，膜片易被活性污泥、有機(jī)物堵塞，需頻繁更換電解液與膜片，維護(hù)成本高；強(qiáng)曝氣產(chǎn)生的氣泡易附著于膜片表面，導(dǎo)致測量信號波動。而熒光法傳感器基于熒光猝滅原理，無需電解液，核心測量部件為封閉的熒光膜片，從根源上規(guī)避了電極法的缺陷：

1.  抗污染能力強(qiáng)：熒光膜片為惰性材質(zhì)，不易被活性污泥、有機(jī)物、重金屬污染，即使表面附著少量雜質(zhì)，也可通過簡單沖洗恢復(fù)測量性能；

2.  測量穩(wěn)定性高：不受水體中氣泡、湍流的干擾，無需頻繁校準(zhǔn)，適合長期連續(xù)監(jiān)測；

3.  維護(hù)成本低：熒光膜片使用壽命可達(dá)1-2年，遠(yuǎn)長于電極法膜片，且無需更換電解液，大幅降低運(yùn)維工作量。

智感環(huán)境溶解氧熒光膜

三、傳感器安裝與布局方案

傳感器的安裝與布局直接影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與代表性，需結(jié)合曝氣池的結(jié)構(gòu)特點、水流狀態(tài)與曝氣布局科學(xué)設(shè)計：

（一）安裝位置選擇

1.  避開氣泡密集區(qū)：曝氣裝置出風(fēng)口附近氣泡濃度高，易附著于傳感器表面導(dǎo)致測量誤差，安裝位置需距離曝氣器出風(fēng)口≥1.5m；

2.  選擇水流穩(wěn)定區(qū)：優(yōu)先安裝在曝氣池水流攪拌均勻的區(qū)域（如池體中部、導(dǎo)流墻附近），確保傳感器周圍水體混合均勻，DO濃度具有代表性，避免安裝在池角、死角等水流停滯區(qū)域；

3.  保障安裝深度：傳感器安裝深度需在水面以下0.5-1.5m，避免因水位波動導(dǎo)致傳感器暴露在空氣中，同時確保膜片浸沒在水中；對于深度較大的曝氣池（深度＞3m），可在不同深度安裝多個傳感器，監(jiān)測水體DO濃度分層情況。

（二）安裝方式設(shè)計

推薦采用“支架式安裝+可調(diào)節(jié)角度"的安裝方式，具體設(shè)計如下：

1.  支架材質(zhì)選用316L不銹鋼，根據(jù)曝氣池池壁結(jié)構(gòu)固定支架，確保支架穩(wěn)固，避免因水體湍流導(dǎo)致傳感器晃動；

2.  傳感器通過法蘭或螺紋接口與支架連接，安裝角度可調(diào)節(jié)（建議與水流方向呈45°角），減少氣泡附著與污泥沉積；

3.  預(yù)留維護(hù)空間：傳感器安裝位置需預(yù)留≥0.8m的維護(hù)空間，方便后續(xù)清潔、校準(zhǔn)與更換；對于大型曝氣池，可安裝導(dǎo)軌式支架，實現(xiàn)傳感器的快速提升與下放，無需停機(jī)即可完成維護(hù)。

（三）多傳感器布局策略

對于容積較大（＞1000m3）或水流分布不均的曝氣池，需采用多傳感器布局，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面性：

1.  沿池長方向布局：在曝氣池進(jìn)水端、中部、出水端各安裝1臺傳感器，監(jiān)測DO濃度沿水流方向的變化趨勢，評估污染物降解過程中的溶氧需求；

2.  沿池寬方向布局：對于池寬＞5m的曝氣池，在池體兩側(cè)各安裝1臺傳感器，監(jiān)測DO濃度的橫向分布，判斷曝氣是否均勻；

3.  重點區(qū)域強(qiáng)化監(jiān)測：在曝氣池內(nèi)污染物濃度較高的區(qū)域（如進(jìn)水口附近）或污泥易沉積的區(qū)域，額外增設(shè)傳感器，實時監(jiān)測DO濃度變化，及時調(diào)整曝氣強(qiáng)度。

四、連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)搭建

工業(yè)廢水曝氣池DO連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)以“傳感器采集-數(shù)據(jù)傳輸-數(shù)據(jù)處理-調(diào)控執(zhí)行"為核心流程，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到工藝調(diào)控的閉環(huán)管理，系統(tǒng)架構(gòu)主要包括以下四部分：

（一）數(shù)據(jù)采集層

由熒光法溶解氧傳感器組成，負(fù)責(zé)實時采集曝氣池內(nèi)的DO濃度數(shù)據(jù)，同時采集水溫、pH等關(guān)聯(lián)參數(shù)（可搭配相應(yīng)傳感器），為數(shù)據(jù)解讀與工藝調(diào)控提供全面依據(jù)。傳感器輸出的4-20mA模擬信號或RS485數(shù)字信號，通過屏蔽電纜傳輸至數(shù)據(jù)處理層，屏蔽電纜需做好防腐、防水處理，避免信號干擾。

（二）數(shù)據(jù)傳輸層

采用“有線傳輸為主，無線傳輸為輔"的方式：對于室內(nèi)或距離控制室較近的曝氣池，通過屏蔽電纜直接將傳感器信號傳輸至PLC或DCS控制系統(tǒng)；對于戶外或距離控制室較遠(yuǎn)的曝氣池，可采用LoRa、NB-IoT等無線通信模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，降低布線成本。傳輸過程中需確保數(shù)據(jù)實時性（傳輸延遲≤1s）與穩(wěn)定性，避免數(shù)據(jù)丟失或失真。

（三）數(shù)據(jù)處理與展示層

由PLC、DCS控制系統(tǒng)或工業(yè)計算機(jī)組成，負(fù)責(zé)對采集到的DO濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲與展示：

1.  數(shù)據(jù)處理：對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，消除氣泡、湍流等因素導(dǎo)致的信號波動，同時結(jié)合水溫、pH等參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償修正，提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；

2.  閾值設(shè)置與預(yù)警：根據(jù)工藝要求設(shè)置DO濃度的上限（如4mg/L）、下限（如2mg/L）閾值，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出閾值時，系統(tǒng)自動發(fā)出聲光報警，并通過短信、APP等方式推送預(yù)警信息給運(yùn)維人員；

3.  數(shù)據(jù)展示與存儲：通過工業(yè)觸摸屏或監(jiān)控軟件實時展示DO濃度的實時值、歷史趨勢曲線、報警記錄等信息，數(shù)據(jù)存儲周期≥1年，支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出與追溯。

（四）調(diào)控執(zhí)行層

由曝氣風(fēng)機(jī)、變頻器等設(shè)備組成，根據(jù)數(shù)據(jù)處理層輸出的調(diào)控信號，自動調(diào)整曝氣強(qiáng)度：當(dāng)DO濃度低于下限閾值時，系統(tǒng)控制變頻器提升曝氣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增加曝氣量；當(dāng)DO濃度高于上限閾值時，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少曝氣量；當(dāng)DO濃度穩(wěn)定在適宜范圍時，維持風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變。通過自動調(diào)控，實現(xiàn)DO濃度的精準(zhǔn)控制，同時降低能耗。

五、運(yùn)維與校準(zhǔn)方案

工業(yè)廢水曝氣池工況復(fù)雜，傳感器長期運(yùn)行易受污染、老化，需建立科學(xué)的運(yùn)維與校準(zhǔn)體系，保障監(jiān)測系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行：

（一）日常維護(hù)

1.  定期清潔：每周用軟毛刷蘸純水輕輕刷洗傳感器熒光膜片表面，去除附著的活性污泥、有機(jī)物等雜質(zhì)；若膜片表面有頑固污漬，可使用專用清潔劑（避免使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑）浸泡5分鐘后沖洗干凈；對于強(qiáng)腐蝕、高鹽度廢水，需縮短清潔周期至3-5天；

2.  檢查設(shè)備狀態(tài)：每日檢查傳感器的安裝是否穩(wěn)固、電纜連接是否松動、信號傳輸是否正常；定期檢查傳感器外殼的防腐情況，若出現(xiàn)腐蝕、破損需及時更換；

3.  備用設(shè)備保障：配備1-2臺備用傳感器，當(dāng)在用傳感器出現(xiàn)故障時，可快速更換，避免監(jiān)測中斷。

（二）校準(zhǔn)方案

1.  校準(zhǔn)周期：常規(guī)工況下，每3個月進(jìn)行1次空氣校準(zhǔn)；惡劣工況（高濁度、強(qiáng)腐蝕、高鹽度）下，縮短校準(zhǔn)周期至1個月；每6個月進(jìn)行1次標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)（無氧水+飽和溶氧水兩點校準(zhǔn)），確保全量程測量精度；

2.  空氣校準(zhǔn)流程：將傳感器從曝氣池中取出，用純水沖洗干凈，擦干熒光膜片表面，置于潔凈、無風(fēng)的環(huán)境中，靜置5-10分鐘待讀數(shù)穩(wěn)定后，輸入當(dāng)前環(huán)境溫度與氣壓，完成校準(zhǔn)確認(rèn)；

3.  標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)流程：① 無氧水校準(zhǔn)（零點）：現(xiàn)配現(xiàn)用無氧水（加入過量亞硫酸鈉粉末，充分?jǐn)嚢韬箪o置5分鐘），將傳感器浸入無氧水中，待讀數(shù)穩(wěn)定后確認(rèn)零點校準(zhǔn)；② 飽和溶氧水校準(zhǔn)（量程）：用純水制備飽和溶氧水（氣泵持續(xù)曝氣30分鐘以上），將傳感器浸入飽和溶氧水中，待讀數(shù)穩(wěn)定后，輸入當(dāng)前溫度下的飽和溶氧值，完成量程校準(zhǔn)；

4.  特殊情況校準(zhǔn)：傳感器更換熒光膜片后、經(jīng)歷劇烈震動或溫度變化后、測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常波動（同一點位連續(xù)3次測量差值＞0.3mg/L）后，需立即進(jìn)行校準(zhǔn)。

六、數(shù)據(jù)應(yīng)用與工藝優(yōu)化

DO連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅是工藝調(diào)控的直接依據(jù)，還可通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)工藝優(yōu)化，提升處理效率與經(jīng)濟(jì)性：

1.  曝氣強(qiáng)度精準(zhǔn)調(diào)控：基于DO濃度實時數(shù)據(jù)，通過變頻器自動調(diào)整曝氣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使DO濃度穩(wěn)定在2-4mg/L的適宜范圍，相較于傳統(tǒng)恒定曝氣模式，可降低能耗15%-25%；

2.  污泥活性評估：通過分析DO濃度與COD、氨氮去除率的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，評估活性污泥的代謝活性；若DO濃度充足但污染物去除率下降，可能預(yù)示污泥老化或中毒，需及時調(diào)整污泥回流比或排泥量；

3.  水質(zhì)波動預(yù)警：當(dāng)DO濃度出現(xiàn)異常驟降（短時間內(nèi)下降＞1mg/L），可能是進(jìn)水污染物濃度驟升導(dǎo)致，需及時檢查進(jìn)水水質(zhì)，調(diào)整進(jìn)水流量或投加藥劑，避免污泥負(fù)荷過高導(dǎo)致處理系統(tǒng)崩潰；

4.  長期工藝優(yōu)化：通過分析DO濃度的歷史趨勢數(shù)據(jù)，結(jié)合季節(jié)變化、進(jìn)水水質(zhì)波動等因素，優(yōu)化DO濃度的調(diào)控閾值與曝氣策略，提升處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性與抗沖擊能力。

產(chǎn)品簡介

智感環(huán)境便攜式熒光溶氧儀依托優(yōu)化的熒光猝滅核心技術(shù)，搭載自主研發(fā)的非消耗性高性能熒光膜片，通過檢測氧分子導(dǎo)致的熒光信號相位差來反推溶解氧濃度，無需電解液且無需頻繁校準(zhǔn)，從根源解決了傳統(tǒng)電極法耗氧、易污染等痛點，其響應(yīng)速度快（T90≤40s），在 0 - 20mg/L 量程內(nèi)測量精度達(dá) ±0.1mg/L，還內(nèi)置高精度傳感器可實現(xiàn)溫度甚至鹽度的自動補(bǔ)償，能在 - 20℃~50℃等寬溫及高鹽、強(qiáng)酸堿等復(fù)雜工況下穩(wěn)定工作。該儀器兼具工業(yè)級固定安裝與輕量化手持便攜等款式，不僅具備防腐密封、抗污染的工業(yè)級設(shè)計，適配化工、制藥、水處理等行業(yè)的固定監(jiān)測需求，也有重量≤500g、IP68 及以上防水等級、長續(xù)航等便攜特性，適配水產(chǎn)養(yǎng)殖巡檢、野外應(yīng)急監(jiān)測等場景，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)實時上傳與多設(shè)備組網(wǎng)管理，廣泛助力各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)溶氧精準(zhǔn)監(jiān)測與工藝優(yōu)化，大幅降低運(yùn)維成本。