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污水处理厂的 “智慧大脑” ׀ WTW IQ SensorNet 简化营养物去除,守护湾区清水
发布时间:2026-02-27

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WTW IQ SensorNet智能监测系统凭借对水质关键参数的持续可靠监测,赢得了塞内卡运营团队的信任,助力该水资源回收设施优化营养物去除,守护湾区清水。

WRRF通常需要处理的营养物是氮和磷,这两种天然存在的元素是健康生态系统的重要组成部分。氨、亚硝酸盐和硝酸盐是自然界中常见的氮形态,其浓度通常较低——低于1 mg/L。另一方面,WRRF的排放物可能含有高达30 mg N/L的氮,主要以硝酸盐(NO3-)形式存在,对于任何水生生态系统都是严重威胁。适量硝酸盐是植物健康生长的必要条件,但河口和水体中过量的硝酸盐会刺激藻类大量繁殖,导致水生植物暴发性增长,进而影响溶解氧(DO)水平(形成缺氧死亡区,使海洋生物窒息)、水温和其他参数。切萨皮克湾就是典型案例,由于营养物(主要是磷和氮)的过度富集,该海湾水质持续恶化。

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为落实切萨皮克湾计划中的氮负荷削减目标,华盛顿郊区卫生委员会(WSSC)收到了新的出水硝酸盐排放限值要求。WSSC塞内卡污水处理厂需要通过升级改造新增反硝化工艺,实现强化营养物去除(ENR)。该反硝化工艺的主要目标是将出水总氮(TN)降至4.0 mg N/L以下,并尽可能降低运行成本。为此设计建造了采用四级Bardenpho工艺并辅以外加碳源(甲醇)的脱氮系统。

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塞内卡是WSSC拥有和运营的最大规模WRRF之一。为满足严格的处理要求,塞内卡团队需要能够提供准确实时的数据监测技术,以便持续监控工艺过程。这也为后续实施更多的自动化控制奠定了基础。虽然该厂多年来一直使用在线紫外硝酸盐监测技术,但现有设备可靠性逐渐降低。经过综合评估,WTW NitraVis®紫外可见分光光度法硝酸盐传感器成为首选技术。

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WTW IQ SensorNet系统的可堆叠模块和单电缆设计



轻松之选


WTW IQ SensorNet系统不仅满足测量性能要求,更具有其显著优势。例如,UV-Vis探头的UltraClean技术是主要决定因素之一。UltraClean是一种内置的超声波清洁技术,可以防止生物污垢并降低维护要求。系统的模块化设计也是一个重要因素。网络的可堆叠模块和单电缆设计减少了所需的布线,使设置更加方便。这也极大地简化了监测系统未来的扩展。这很重要,因为塞内卡团队计划后续扩展系统,以更换设施中其他老化的监测设备。控制器显示屏也是显著优势之一,尺寸更大且可便携使用。任何终端都可接入模块,可编程显示网络中的所有传感器或仅显示物理连接到该特定位置的传感器。

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图1. WTW IQ SensorNet NitraVis传感器

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图2. WTW IQ SensorNet紫外探头坚固精确,专为现场而设计。

通过UltraClean技术保持光学元件清洁,传感器的256波长扫描确保了测量精度。

图为1 mm间隙传感器。

图 1 是在污水中发现不同类型固体可能性的概念性图示。坚硬且近似球形的物体位于左侧,而柔软且细长的物体位于右侧。与许多系统一样,发现极大物体(无论是球形还是细长形)的概率非常低。重要的特征是这条分布曲线是不对称的——偏向于柔软、细长的物体,这些是当今污水中最常见的类型。 

WTW IQ SensorNet应用

塞内卡团队快速部署了WTW智能监测系统,但优化工作仍在继续。维护工作十分简便,UltraClean系统有效预防生物污垢。不过,为了进一步减少操作人员负担,对该系统进行了一些调整。将垂直安装的探头调整为测量通道与水流平行,以冲刷固体和碎屑。为了清除偶尔会缠绕在探头上并遮挡光学元件的毛发或碎布,塞内卡团队安装了一套空气清洁系统。接入工艺空气管路,并在每个探头位置加装了一个空气清洁阀模块(型号MIQ/CHV)。该阀门会定期启动,向测量间隙喷射气流以清除碎屑。

经验共享

随着首套监测系统的成功应用,塞内卡团队迅速将剩余3条ENR处理线的硝酸盐探头更换为WTW IQ SensorNet NitraVis探头。此外,还新增了FDO溶解氧(DO)探头和SensoLyt氧化还原电位(ORP)探头。

WTW IQ SensorNet系统安装便捷、整体操作简单直观、校准程序十分简便——尤其是传感器能长期保持校准状态。从氨氮到正磷酸盐,从溶解氧到混合液悬浮固体(MLSS),污水处理厂成功利用传感器技术,构建起一套真正意义上的智能监控系统。WTW IQ SensorNet系统帮助他们实现了工艺优化和成本节约,并能基于实时监测数据执行精准控制方案。

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WSSC 使用WTW IQ SensorNet系统

塞内卡团队继续寻求进步,专注于更大限度地提高生物除磷。WTW IQ SensorNet SensoLyt ORP可对厌氧区进行持续监测,该区域会促进发酵反应并引发磷释放。可以通过间歇性运行搅拌器,在不牺牲处理性能的情况下,大幅减少明矾的使用,甚至实现部分节能。塞内卡团队已经实现了低至0.04 mg N/L的出水浓度,切实保护了切萨皮克湾和周边环境。


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