從早期(qī)階段開始,汙水處理廠(WWTP)主要為去除有機(jī)物而開(kāi)發,然而從20世紀中期開始(shǐ),湖(hú)泊和河(hé)流中的富營(yíng)養化現象開始顯現,這是由(yóu)於(yú)在汙(wū)水(shuǐ)處理廠的(de)高級處理過程中產生了磷和(hé)氮的排放。
富營養(yǎng)化源於(yú)希(xī)臘語“eutrophos”,意為“營養充足”,是由於營養物(wù)(主要是磷(P)和氮(N))濃度過高造成的,導致藻類大量繁殖,溶解氧耗盡,水生生物死亡。此外,富營養化過程中釋放的有毒物質(zhì)往往(wǎng)會通過食物鏈積累,對人(rén)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重影(yǐng)響,這兩條(tiáo)江為1000多萬人供水。

圖(tú)1:韓國洛(luò)東江藻類(lèi)大量繁殖(Park, S.B.,2012)
因此,長期以來,在廢水排(pái)放前有效去除磷酸鹽和銨(ǎn)鹽(yán)是關鍵步驟。
汙水處理廠通過去除廢水中的磷和氮等汙染物,在(zài)保護環境方麵發揮著重要作用。下圖是(shì)一個刺激性脫氮除磷過程。

圖2:刺激性脫(tuō)氮除磷過程(Dai, HL等人,2022)
汙水處理廠采(cǎi)用多種方法和技術去除磷和氮(dàn),包括生物、化學和物理過(guò)程。
生物(wù)過程監測
生物營養物去(qù)除(BNR)過程,例如強化生物除磷(EBPR)和硝化-反硝化,利用微(wēi)生物群落代謝磷酸鹽並將氮化合物轉化為無害(hài)氣體。EBPR依靠聚磷微生物(PAO)在厭氧條件下釋放磷酸鹽,然(rán)後在好氧(yǎng)條件下過度(dù)吸收磷酸鹽進行去除。
硝化(huà)作用包括硝化細菌將銨鹽氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,而反硝化作用則是(shì)在缺氧條件下將硝酸鹽轉化為氮氣。
化(huà)學(xué)過(guò)程
化學(xué)沉澱,例(lì)如使用明礬或氯化鐵等金(jīn)屬(shǔ)鹽,通(tōng)過形成不溶性沉(chén)澱物來促進磷酸鹽的去除。同樣,脫氮也可以通過氨汽提(tí)或離子交換等化學(xué)過程來(lái)實現。
物理(lǐ)過程
包括反滲透和超濾在內的膜(mó)過濾技術可通過(guò)物理(lǐ)方式將磷酸鹽和氮化合物從廢水中分(fèn)離出來(lái),從而有效去除磷酸鹽和氮化合物。

表2:除磷脫氮技術摘要
為了有效地實現脫氮除(chú)磷,上(shàng)述3種過程一般結合在一起使用,例如(rú),在生(shēng)物處理過程中使用化學沉澱,以達到更高的去除(chú)率。然而,這一步驟會增加(jiā)汙水處理廠的運營成本,因此,實時監測磷和氮濃度的在線分析儀非常重要,他們對於(yú)監測和(hé)控(kòng)製水(shuǐ)、廢水和各種(zhǒng)工(gōng)業(yè)過程中的磷和氮含(hán)量至關重要。同(tóng)時也需要考慮如下問題:
01
準確度和靈敏度
尤其是在(zài)水中磷酸鹽離子含量較低(dī)的情(qíng)況下。
02
速度和響應時間
快速檢測和響(xiǎng)應時間至關重要(yào),尤其是在需要實時監測和控製以節約材料成本和(hé)能耗的應(yīng)用中(zhōng)。
03
易於使用和維護
用戶(hù)友好的界麵和直觀的操作是確保操作員能夠輕鬆配置、校準和維護分析儀的基本功能。
04
成本效(xiào)益
消(xiāo)耗性試(shì)劑通常價格(gé)昂(áng)貴,測量後需要特別小心處理。
為了克服這些問題,草莓视频黄污污污旗下(xià)品(pǐn)牌 WTW開發出了革命性的磷酸鹽和氨分析儀Alyza IQ,以(yǐ)幫助客戶更有效地監測磷酸鹽和氨鹽(yán)。

圖3:Alyza IQ PO4內部結構
同時,WTW也通過多通道(dào)閥技術和化學試劑袋來克服此類特定挑戰(zhàn)。WTW Alyza IQ具有獨特功能。
高準確度和高靈敏度
準確度(dù)高達±2%或20 ppt。
響應速度(dù)快
每次測量最多(duō)隻需5分鍾。
使用方便,維護簡單
每3個月隻需(xū)10分鍾進行定(dìng)期維(wéi)護。
最低試劑消耗
每次測量消耗(hào)5μL,按(àn)10分鍾間隔(gé)計算,每天不(bú)到1 ml。
2個(gè)通道
可同時監測2個點。

圖4:Alyza IQ測量單元。(a)測(cè)量單元;(b)多通道閥;(c)化學試劑袋(試劑、標準品、清潔溶(róng)液)

圖5:汙水處(chù)理廠WTW Alyza IQ PO4
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