通过DO(溶解氧)、ORP(氧化还原电位)和pH的联动监测,可以实时判断脱氮除磷工艺中各阶段的反应进度。以下是关键特征点及控制逻辑:
一、SBR工艺中的典型特征点
厌氧阶段
ORP转折点:ORP曲线出现明显下降拐点时,表明聚磷菌开始释放磷,此时磷释放达到峰值。
pH转折点:pH因挥发性脂肪酸(VFAs)消耗而上升,与ORP拐点同步,标志厌氧释磷完成。
好氧阶段(硝化)
DO突跃与ORP“氨肘”:DO突然上升且ORP曲线出现平台(氨肘),表明氨氮基本被硝化为硝酸盐,硝化反应结束。
pH“氨谷”:硝化消耗碱度导致pH降至***点(氨谷),与氨肘同步出现。
缺氧阶段(反硝化)
ORP“硝酸盐膝”:ORP急剧下降至低点(硝酸盐膝),表明硝酸盐被反硝化菌耗尽,脱氮完成。
pH“硝酸盐峰”:反硝化产生碱度使pH回升至峰值,与硝酸盐膝对应。
二次好氧阶段(除磷)
DO/ORP“碳肘”:DO和ORP再次上升形成拐点,标志剩余碳源氧化完成。
pH二次转折:聚磷菌超量吸磷导致pH变化,标志除磷结束。
二、A²O工艺中的参数控制范围
厌氧池:DO <0.2 mg/L,ORP <-250 mV,pH中性偏碱(>7),确保聚磷菌释磷。
缺氧池:DO <0.5 mg/L,ORP -100 mV左右,pH稳定,促进反硝化。
好氧池:DO >2 mg/L,ORP >40 mV,pH 6.8–7.4,支持硝化和吸磷。
三、异常工况判断
ORP异常升高:厌氧/缺氧池ORP高于阈值,可能因DO侵入或回流污泥携带氧气。
pH持续偏低:硝化不足或进水碱度过低,需补充碳酸氢钠。
四、联动控制策略
模糊控制:基于DO、ORP、pH特征点动态调整曝气、碳源投加及回流比,实现高效脱氮除磷。
自动化系统:通过在线传感器实时反馈,优化SBR或A²O工艺的运行周期。
以上方法结合了生化反应特征与实时参数变化,可精准判断脱氮除磷进度并优化工艺控制。
参数 | 脱氮(硝化/反硝化) | 除磷(聚磷菌代谢) | 典型变化规律 |
---|---|---|---|
DO | 硝化需高DO(>2mg/L),反硝化需低DO(<0.5mg/L) | 厌氧释磷需低DO(0~0.2mg/L),好氧吸磷需高DO(>2mg/L) | 周期性波动(高低交替) |
ORP | 反硝化阶段ORP骤降(-50~+50mV) | 厌氧释磷ORP低(-200~-100mV),好氧吸磷ORP升高(+100~+300mV) | ORP拐点标志反应阶段转换 |
pH | 硝化pH下降(H⁺生成),反硝化pH上升(OH⁻生成) | 厌氧释磷pH略升(VFA消耗),好氧吸磷pH略 |
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核心结论:
通过监测 DO、ORP、pH 的联动变化,可实时判断脱氮除磷各阶段的进度:
脱氮需交替控制好氧(硝化)和缺氧(反硝化)环境,ORP 和 pH 的升降趋势是反应是否完全的关键指标;
除磷需严格区分厌氧(释磷)和好氧(吸磷)环境,DO 的严格控制是***磷去除效率的核心,ORP 可辅助判断厌氧 / 好氧状态是否达标。
三者的协同分析能为污水处理工艺的调控提供精准依据,优化脱氮除磷效果。
DO、ORP、pH 联动可判断脱氮除磷进度:好氧段 DO>2mg/L 时,ORP 上升至 + 200mV 以上,pH 因硝化反应下降(7.0-8.0),说明硝化进行;缺氧段 DO<0.5mg/L,ORP 降至 - 50~-150mV,pH 微升(7.5-8.5),反硝化活跃;厌氧段 DO≈0,ORP<-200mV,pH 下降(6.5-7.5),聚磷菌释磷。通过三段参数变化,可动态判断脱氮除磷进程是否正常。
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