活性污泥池中的氧濃度是生物污水處理中非常重要的連續(xù)監(jiān)測的參數(shù)之一。傳統(tǒng)的電化學測定技術(shù)是基于極譜或者賈法尼電池法。這些技術(shù)的一個典型特征是測定過程消耗電解液和腐蝕陽極。以上兩種效應(yīng)都會不可避免地造成測定信號的漂移，只有通過日常校正才能把漂移維持在一定限度之內(nèi)。

由于新的哈希熒光溶解氧傳感器的出現(xiàn)，人們開發(fā)出了一種全新的污水中氧濃度的測定技術(shù)。這種方法的原理是帶熒光的底物（熒光體）的熒光輻射，這種方法使氧濃度的測定zui終歸結(jié)為純粹的對時間的物理測定。因為時間測定理論上是沒有漂移的，使用者就不必校正傳感器了。

引言

氧濃度作為生物污水處理的核心指標，決定著活性污泥池處理過程中的性質(zhì)和速度。時間、空間上分離的好氧-缺氧-厭氧區(qū)域是碳分解、硝化、反硝化和生物除磷的先決條件。確保這些不同條件的出現(xiàn)是污水處理廠過程控制的zui重要任務(wù)之一。獲取污泥中的氧濃度對于完成這個任務(wù)十分必要。因此，從工藝角度來看，問題不是是否需要而是如何連續(xù)測定氧濃度。

污水處理中60-70%的能量消耗用來為活性污泥曝氣。因此以生物污水處理節(jié)能為目標的控制和調(diào)節(jié)策略通常集中于優(yōu)化曝氣池中氧的傳遞。所有自動控制概念中的一個共同方面就是氧的準確測定。所以，從經(jīng)濟角度來看，連續(xù)測定活性污泥中的氧濃度也是必要的。

電化學測定技術(shù)

電化學技術(shù)測定溶解氧濃度用于污水處理廠已經(jīng)有四十多年了。原理上講，測定單元由浸沒于共同電解液中的不同金屬材料的陽極和陰極構(gòu)成。有膜的傳感器中電解液與樣品通過氣體通透膜分隔，也就是說，樣品中的氧氣分子通過膜擴散到電解液直到膜兩側(cè)的氧氣分壓相等。無膜的傳感器中樣品本身就是電解液。

賈法尼和極譜測定電池有所不同。賈法尼測定電池中陽極和陰極之間會根據(jù)電化學置換強度的不同自發(fā)產(chǎn)生電位差，足以在陰極還原氧分子和在陽極激發(fā)氧化過程。陽極和陰極之間的電位差正比于樣品中的氧濃度。賈法尼測定電池是自極化的，即打開之后可以立即使用。

極譜測定電池中陽極和陰極之間的電位差不足以還原氧分子，必須使用外加的極化電壓。然后測定正比與電解液中氧濃度的電流。陽極與陰極之間穩(wěn)定的極化電壓不能自發(fā)建立，而是需要一定的極化時間，取決于感應(yīng)器種類，可能長達兩小時。如果沒有電池緩沖，感應(yīng)器只有在極化時間結(jié)束之后打開才可以使用。

近年來，人們?yōu)榱诉M一步發(fā)展和優(yōu)化電化學測定技術(shù)做了大量努力。但是，所有電化學測定技術(shù)的基本特征就是，對于陰極還原的每一個分子，陽極都會發(fā)生相應(yīng)的氧化反應(yīng)，從而導致陽極的腐蝕和電解液的消耗。這兩個過程都會不可避免地造成測定漂移或者讀數(shù)偏低，只有通過使用者的日常校正才能將此維持在一定范圍內(nèi)。

氧測定讀數(shù)偏低的影響

氧傳感器在閉環(huán)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。這種情況下，控制者調(diào)整曝氣設(shè)施以使氧傳感器的測定值符合設(shè)定值。因此傳感器讀數(shù)偏低不能被直接檢測到，而活性污泥池中的實際氧濃度則可能大大高于所需值。這樣可能引起諸如氧傳入反硝化區(qū)域的工藝問題。

從經(jīng)濟因素考慮，活性污泥池中過高的氧濃度也是需要避免的。活性污泥曝氣需要的能量N通過下面的公式獲得：

N ~ Cs/(Cs-Cx) 其中，Cs為假定的飽和氧濃度，Cx為氧濃度。

給活性污泥池充氧的能量及其成本都隨著氧濃度Cx的增加而上升。以飽和氧濃度Cs為9.0mg/L，氧設(shè)定值為2.0mg/L為基準，因為讀數(shù)偏低導致的額外的能量消耗如圖1所示，可以看出，讀數(shù)偏低0.3mg/L會導致充氧所需能量增加4.5%。