رصد عملية مياه الصرف الصحي أمر بالغ الأهمية من أجل الإدارة الفعالة لموارد المياه الانتعاش مرفق ( wrrf ) .مختبر قياس العينات الاصطناعية أو مختلطة العينات هي الطريقة الرئيسية لرصد الامتثال . ومع ذلك ، يتم رصد العملية بشكل متزايد من خلال محلل على الانترنت الجداول . الرصد المستمر يوفر معلومات أساسية لصنع القرار ، ويقلل من عبء أخذ العينات وقياس المعلمات العملية من قبل المشغلين في كثير من الأحيان كل يوم ، مما يجعل من محطة معالجة مياه الصرف الصحي والحد من المدخلات من المواد الكيميائية والطاقة ، وتجنب عملية غير طبيعية . على مدى العقد الماضي ، واختيار تكنولوجيا الاستشعار والموثوقية قد تحسنت كثيرا . على سبيل المثال ، أجهزة الاستشعار على أساس القياس الطيفي يمكن استخدامها الآن لقياس البارامترات الهامة مباشرة دون الحاجة إلى تكلفة الكواشف التي غالبا ما تكون مكملة .

كيفية اختيار الصحيح ، وتصحيح الأخطاء ، وصيانة وتشغيل وتطبيق أجهزة الاستشعار على أساس القياس الطيفي في رصد عملية معالجة مياه الصرف الصحي ؟ العديد من المعالم الهامة في مياه الصرف الصحي ، بما في ذلك النترات والنتريت والكربون العضوي ، يمكن قياسها على أساس امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي . على سبيل المثال ، الأشعة فوق البنفسجية الاستشعار البصرية ، والتي هي جزء من عملية رصد نظام WTW الذكاء sensornet ، ويرد في هذه الورقة .

رصد ومعالجة مياه الصرف الصحي

رصد معالجة مياه الصرف الصحي أمر بالغ الأهمية للتحقق من جودة مياه الصرف الصحي بعد كل مرحلة من مراحل العملية وتقييم كفاءة العلاج . تكنولوجيا معالجة الحمأة المنشطة تستخدم أساسا في البلدية مرافق إعادة تدوير المياه . الحمأة المنشطة هي عملية بيولوجية ، من خلال تحويل الكربون العضوي إلى ثاني أكسيد الكربون ( CO ₂ ) ، إذا كان denitrogenation الإصلاح ، ثم تحويل الأمونيا النيتروجين ( N ₂ ) لإزالة الملوثات الذائبة والجسيمات .

الادارة و سمك القد هي معايير شاملة من العديد من المواد المختلفة . الادارة و سمك القد هي مؤشرات لقياس الطلب على الأكسجين من أكسدة الكربون العضوي في العينة . في حالة الادارة ، رد فعل تحفزها البكتيريا . بالإضافة إلى الحد من الاختبارات في المختبر بسبب الظروف الدقيقة اللازمة لفترة طويلة ( 5 أيام ) الثقافة ، هذا الأسلوب هو حساسة للغاية من الناحية التقنية ، وبالتالي قد تكون هناك مشاكل في الدقة . كود طريقة أكثر كثافة الأكسدة الكيميائية ، ما يقرب من جميع الكربون العضوي المؤكسدة . هو أسرع من مجلس الادارة ، ولكن بسبب الحاجة إلى جمع العينات ، عينة إعداد المعدات والكواشف الملحق ، تكلفة التنفيذ في محلل على الانترنت عالية جدا . مجموع الكربون العضوي ( TOC ) يستخدم أقل ، ولكن هو أكثر وأكثر شعبية باعتبارها مكملة أو حتى استبدال الادارة في عملية المراقبة . توك هو طريقة القياس المباشر من الكربون العضوي في العينة ، وحدة القياس هو مغ ج / ل . جدول المحتويات هو أسرع وأبسط من الادارة او كود و لا تحتاج إلى استخدام الزئبق مثل كود الأسلوب . ويمكن أيضا أن تكون قياسات جدول المحتويات أكثر دقة ، لا سيما بالنسبة للعينات ذات المحتوى العضوي المنخفض للغاية ، مثل النفايات السائلة من مرافق إعادة تدوير المياه المتقدمة .

إزالة النيتروجين من مياه الصرف الصحي أصبحت أكثر وأكثر أهمية . النيتروجين هو مفتاح التغذية التقليدية لدعم نمو الكائنات الحية ، بما في ذلك الطحالب . في المياه الغنية بالمغذيات ، نمو الطحالب والموت يمكن أن يتسارع ، مما يؤدي إلى نقص الأكسجة ، وهو شرط غير مناسب للأسماك وغيرها من الكائنات المائية . مياه الصرف الصحي المعالجة هي مصدر مهم من المواد الغذائية في بعض أحواض الأنهار . ولذلك ، فإن رصد ومراقبة جميع أنواع النيتروجين له أهمية كبيرة . النترات والنتريت في مياه الصرف الصحي المعالجة عادة ما تكون ضئيلة . ولذلك ، أي من اثنين من مياه الصرف الصحي المعالجة البيولوجية النترجة التي تحول الأمونيا إلى نترات . أقصى تركيز النترات يمكن أن يتحقق من خلال كفاءة عالية النترجة . مجموع النتريت والنترات ( وتسمى مجتمعة أكاسيد النيتروجين ) يتم تحويلها إلى غاز النيتروجين من خلال رد فعل بيولوجي آخر يسمى نزع النتروجين و إزالتها من مياه الصرف الصحي . إذا كان نزع النتروجين يحدث في خزان التهوية ، وهذا أمر جيد من أجل إعادة تدوير المياه مرفق لأنه يقلل من إجمالي النتروجين ( تينيسي ) في النفايات السائلة المعالجة ويقلل من كثافة الطاقة المطلوبة ، لأن رد الفعل يمكن أن يتحقق دون إدخال الأكسجين . ومع ذلك ، إذا كان نزع النتروجين يحدث في طبقة من الحمأة في خزان الترسيب النهائي ، وهذا يمكن أن يكون شيئا سيئا . فقاعات النيتروجين يمكن أن تجعل المواد الصلبة تطفو ، تتداخل مع السيطرة على تدفق الحمأة ، وزيادة مجموع المواد الصلبة العالقة ( خدمات الدعم التقني ) و الادارة في معالجة مياه الصرف الصحي عند تجاوز السد ، مما قد يؤدي إلى انتهاك حدود الانبعاثات .

وقد تؤدي القيود المفروضة على عملية النترجة أو نزع النتروجين إلى تراكم النتريت ، بل وإلى زيادة مشاكل الامتثال . المرافق التي تحتوي على الكلور سوف تلاحظ على الفور زيادة في الطلب على الكلور ، لأن 1 ملغم / لتر من النتريت والنيتروجين يستهلك 5 ملغم / لتر من الكلور . عدم مواكبة جرعة الكلور يمكن أن يؤدي إلى عدم كفاية التطهير وزيادة مستويات البكتيريا في المياه المعالجة . الآثار الأخرى قد تكون أكثر دهاء ، ولكن هناك أيضا مشاكل . النتريت هو أكثر سمية من النترات في الكائنات المائية . 1 مغ / لتر أو أعلى من النتريت قد يؤدي إلى فشل كامل اختبار السمية السائلة ( WET ) . هذا هو أكثر من تأثير ارتفاع النتريت . ومن الغريب أن البكتيريا التي تنتج وتستهلك النتريت ( وتسمى مجتمعة البكتيريا منترت ) حساسة للنتريت ، والتي يمكن أن تشكل حلقة ردود فعل مدمرة ، حيث تدخل صغير يمكن أن يؤدي إلى دوامة الموت من النترات و عملية غير طبيعية ، مما يؤدي إلى عدم الامتثال على المدى الطويل حدود الأمونيا والنيتروجين من النفايات السائلة . من ناحية أخرى ، تراكم النتريت يمكن استخدامها لتحسين كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي . فهم وتطوير عملية نزع النتروجين قصيرة المدى من النتريت يعزز تطوير عمليات مبتكرة تهدف إلى خفض تكاليف الطاقة والمواد الكيميائية من خلال تقصير عملية نزع النتروجين من النتريت .

أشكال النيتروجين يمكن قياسها من خلال العديد من الطرق المختلفة ، بما في ذلك ايون اللوني ، قياس الألوان و فرق الجهد . اللوني هو دقيقة جدا ، ولكن فقط في التطبيقات المختبرية . قياس الألوان يمكن أن توفر أيضا قياسات عالية الجودة ، ولكن تحتاج إلى معدات مساعدة لأخذ العينات وإعداد العينات ، تحتاج إلى إضافة الكواشف .