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污水處理廠應(yīng)用案例 | 利用WTW Alyza IQ進行營養(yǎng)物管理

發(fā)布時間：2025-06-04

從早期階段開始，污水處理廠（WWTP）主要為去除有機物而開發(fā)，然而從20世紀(jì)中期開始，湖泊和河流中的富營養(yǎng)化現(xiàn)象開始顯現(xiàn)，這是由于在污水處理廠的高級處理過程中產(chǎn)生了磷和氮的排放。

富營養(yǎng)化源于希臘語“eutrophos”，意為“營養(yǎng)充足”，是由于營養(yǎng)物（主要是磷（P）和氮（N））濃度過高造成的，導(dǎo)致藻類大量繁殖，溶解氧耗盡，水生生物死亡。此外，富營養(yǎng)化過程中釋放的有毒物質(zhì)往往會通過食物鏈積累，對人類健康造成危害。如圖1所示，韓國的洛東江和漢江受到藻類大量繁殖的嚴(yán)重影響，這兩條江為1000多萬人供水。

圖1：韓國洛東江藻類大量繁殖（Park, S.B.，2012）

因此，長期以來，在廢水排放前有效去除磷酸鹽和銨鹽是關(guān)鍵步驟。

污水處理廠通過去除廢水中的磷和氮等污染物，在保護環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用。下圖是一個刺激性脫氮除磷過程。

圖2：刺激性脫氮除磷過程（Dai, HL等人，2022）

污水處理廠采用多種方法和技術(shù)去除磷和氮，包括生物、化學(xué)和物理過程。

生物過程監(jiān)測

生物營養(yǎng)物去除（BNR）過程，例如強化生物除磷（EBPR）和硝化-反硝化，利用微生物群落代謝磷酸鹽并將氮化合物轉(zhuǎn)化為無害氣體。EBPR依靠聚磷微生物（PAO）在厭氧條件下釋放磷酸鹽，然后在好氧條件下過度吸收磷酸鹽進行去除。

硝化作用包括硝化細(xì)菌將銨鹽氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，而反硝化作用則是在缺氧條件下將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣。

化學(xué)過程

化學(xué)沉淀，例如使用明礬或氯化鐵等金屬鹽，通過形成不溶性沉淀物來促進磷酸鹽的去除。同樣，脫氮也可以通過氨汽提或離子交換等化學(xué)過程來實現(xiàn)。

物理過程

包括反滲透和超濾在內(nèi)的膜過濾技術(shù)可通過物理方式將磷酸鹽和氮化合物從廢水中分離出來，從而有效去除磷酸鹽和氮化合物。

表2：除磷脫氮技術(shù)摘要

為了有效地實現(xiàn)脫氮除磷，上述3種過程一般結(jié)合在一起使用，例如，在生物處理過程中使用化學(xué)沉淀，以達(dá)到更高的去除率。然而，這一步驟會增加污水處理廠的運營成本，因此，實時監(jiān)測磷和氮濃度的在線分析儀非常重要，他們對于監(jiān)測和控制水、廢水和各種工業(yè)過程中的磷和氮含量至關(guān)重要。同時也需要考慮如下問題：

準(zhǔn)確度和靈敏度

尤其是在水中磷酸鹽離子含量較低的情況下。

速度和響應(yīng)時間

快速檢測和響應(yīng)時間至關(guān)重要，尤其是在需要實時監(jiān)測和控制以節(jié)約材料成本和能耗的應(yīng)用中。

易于使用和維護

用戶友好的界面和直觀的操作是確保操作員能夠輕松配置、校準(zhǔn)和維護分析儀的基本功能。

成本效益

消耗性試劑通常價格昂貴，測量后需要特別小心處理。

為了克服這些問題，賽萊默旗下品牌 WTW開發(fā)出了革命性的磷酸鹽和氨分析儀Alyza IQ，以幫助客戶更有效地監(jiān)測磷酸鹽和氨鹽。