一、建设背景
客户为某二线城市的水务公司，以降低能耗和药耗为目标，在其下属的某30万吨级污水处理厂建设智慧水厂，实现生化池曝气和加药的全自动智能控制系统。为实现这一目标，控制系统需要准确、实时的检测厂内生化池中溶解氧、电导率、ORP、COD和硝酸盐等指标。其中溶解氧、电导率、ORP的检测技术已经比较成熟，这些参数的检测响应时间都在60S以内。然而COD、硝氮如果采用湿化学法分析进行检测，检测周期通常＞1个小时。为满足实时控制需求，COD、硝氮的检测周期也应该控制在5min以内，其检测精度应该＜10%。
二、项目方案
我司推荐采用AL4020全光谱水质分析解决COD和硝氮的实时检测问题，方案如下
1、检测点位
滤布滤池进水口和MSBR池出水口各一个
2、指标需求
检测指标 | 检测范围 | 检测精度 | 响应时间 |
COD | 0-50mg/L | 10% | ≤5分钟 |
硝氮 | 0-20mg/L | 10% | ≤5分钟 |
3、检测方案
检测仪仪器：AL4020全光谱水质分析仪
检测技术路线概述：水中的溶解性有机物（DOM）的波长吸收范围在190nm-300nm，其中在190-270nm之间有较强吸收。水中的硝氮的吸收波长范围要窄的多，在200nm-230nm，在250nm以上几乎完全没有吸收。AL4020全光谱水质分析仪可检测200-800nm范围内的吸收，通过对实际水样在全光谱范围内的吸收，可以建立硝氮和COD的光谱计量模型。同时全光谱分析仪的响应时间在120S以内，也完全满足客户的检测要求。
三、项目实施效果总结
经过长达6个月的运行，经过多次模型修正，实时运行数据证明采用全光谱在线监测COD示值误差≤11%，全量程误差≤5%FS。
硝氮示值误差≤5%，全量程误差≤3%FS。完全满足客户的智能化系统检测需求
1、COD手工检测与全光谱在线监测数据的对比
序号 | 采样日期 | 采样池 | 采样时间 | 手工试验COD浓度mg/L | 仪器检测结果mg/L | 平均值 | 全量程误差 | 示值误差 | 重复性 |
1 | 5.13 | MSBR池出水 | 12:25 | 26.2 | 27.46 | 27.41 | 27.43 | 27.01 | 27.47 | 27.43 | 27.37 | 1.67% | 4.46% | 0.65% |
2 | 5.13 | MSBR池出水 | 12:35 | 27.6 | 27.65 | 27.66 | 27.06 | 27.56 | 27.56 | 27.58 | 27.51 | -0.13% | -0.32% | 0.82% |
3 | 5.13 | MSBR池出水 | 12:50 | 27.4 | 27.74 | 27.64 | 27.73 | 27.58 | 27.68 | 27.72 | 27.68 | 0.40% | 1.03% | 0.22% |
4 | 5.13 | MSBR池出水 | 13:05 | 28.6 | 27.51 | 27.63 | 27.52 | 27.58 | 27.54 | 27.5 | 27.55 | -1.50% | -3.68% | 0.18% |
5 | 5.13 | MSBR池出水 | 13:25 | 29.8 | 27.63 | 27.7 | 27.69 | 27.65 | 27.61 | 27.66 | 27.66 | -3.06% | -7.19% | 0.12% |
6 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 9:00 | 27.5 | 28.74 | 28.74 | 28.57 | 28.63 | 28.59 | 28.65 | 28.65 | 1.68% | 4.27% | 0.25% |
7 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 12:30 | 29.0 | 27.9 | 27.8 | 27.89 | 28 | 27.99 | 28.06 | 27.94 | -1.46% | -3.52% | 0.34% |
8 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 13:00 | 30.4 | 27.76 | 27.73 | 27.79 | 27.73 | 27.72 | 27.82 | 27.76 | -3.77% | -8.69% | 0.14% |
9 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 13:15 | 29.4 | 28.01 | 28.02 | 27.98 | 28.03 | 28.1 | 28.09 | 28.04 | -1.95% | -4.63% | 0.17% |
10 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 13:30 | 27.1 | 28.28 | 28.33 | 28.35 | 28.34 | 28.27 | 28.25 | 28.30 | 1.75% | 4.52% | 0.15% |
11 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 12:20 | 23.20 | 23.26 | 23.21 | 23.11 | 23.05 | 22.98 | 23.2 | 23.11 | -0.09% | -0.28% | 0.46% |
12 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 12:40 | 22.48 | 22.81 | 22.89 | 22.89 | 22.88 | 22.88 | 22.71 | 22.85 | 0.52% | 1.62% | 0.32% |
13 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 13:00 | 20.44 | 22.92 | 22.88 | 22.88 | 22.99 | 22.82 | 22.85 | 22.88 | 3.50% | 11.99% | 0.26% |
14 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 13:20 | 20.96 | 23.11 | 23.12 | 23.23 | 23.17 | 23.11 | 23.12 | 23.15 | 3.12% | 10.42% | 0.21% |
2、硝氮手工检测数据与全光谱在线检测数据的比对
序号 | 采样日期 | 采样池 | 采样时间 | 手工试验硝氮浓度mg/L | 仪器检测结果mg/L | 平均值 | 全量程误差 | 示值误差 | 重复性 |
1 | 7.20 | MSBR池出水 | 16:21 | 8.05 | 8.04 | 8.08 | 8.09 | 8.06 | 8.08 | 8.06 | 8.07 | 0.13% | 0.24% | 0.23% |
2 | 7.20 | MSBR池出水 | 16:36 | 8.31 | 8.09 | 8.09 | 8.08 | 8.08 | 8.07 | 8.11 | 8.09 | -1.50% | -2.70% | 0.17% |
3 | 7.20 | MSBR池出水 | 16:51 | 8.12 | 8.11 | 8.09 | 8.1 | 8.08 | 8.09 | 8.09 | 8.09 | -0.20% | -0.38% | 0.13% |
4 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:06 | 8.16 | 8.09 | 8.08 | 8.09 | 8.1 | 8.09 | 8.08 | 8.09 | -0.49% | -0.89% | 0.09% |
5 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:21 | 8.42 | 8.06 | 8.09 | 8.06 | 8.09 | 8.08 | 8.11 | 8.08 | -2.28% | -4.06% | 0.22% |
6 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:36 | 8.24 | 7.99 | 8.01 | 8.01 | 7.99 | 8 | 8 | 8.00 | -1.58% | -2.87% | 0.11% |
7 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:51 | 7.79 | 7.92 | 7.92 | 7.95 | 7.91 | 7.9 | 7.93 | 7.92 | 0.90% | 1.74% | 0.22% |
8 | 7.20 | MSBR池出水 | 18:06 | 7.90 | 7.92 | 7.92 | 7.94 | 7.93 | 7.92 | 7.91 | 7.92 | 0.16% | 0.31% | 0.13% |
9 | 7.20 | MSBR池出水 | 18:21 | 7.64 | 7.78 | 7.79 | 7.79 | 7.78 | 7.78 | 7.79 | 7.79 | 0.99% | 1.95% | 0.07% |
