在工業廢水生化處理工藝中，曝氣池是通過活性污泥法降解污染物的核心單元，溶解氧（DO）濃度是調控活性污泥代謝效率的關鍵工藝參數。適宜的DO濃度（通常為2-4mg/L）可保障好氧微生物的活性，提升COD、氨氮等污染物的去除率；而DO濃度過高會導致能耗浪費，過低則會引發污泥厭氧、處理效果惡化。水質溶解氧傳感器的連續、精準監測，是實現曝氣池DO濃度動態調控的基礎。本文結合工業廢水水質復雜、工況波動大的特性，從傳感器選型、安裝布局、監測系統搭建、運維校準及數據應用五個維度，構建科學可行的曝氣池DO連續監測方案，為工業廢水處理工藝優化提供技術支撐。

一、工業廢水曝氣池的工況特性與監測需求

工業廢水曝氣池的工況具有顯著復雜性，對DO連續監測提出了嚴苛要求：一是水質基質復雜，不同行業（化工、印染、制藥、冶金等）廢水含有高濃度有機物、重金屬、強酸堿、高鹽度物質等，易導致傳感器污染、腐蝕；二是水體擾動劇烈，曝氣裝置的強曝氣作用使水體處于高湍流狀態，同時存在大量氣泡與活性污泥絮體，易影響傳感器測量穩定性；三是工況波動大，廢水排放量、污染物濃度的間歇性變化，會導致DO濃度快速波動，需傳感器具備快速響應能力；四是長期連續運行需求，工業廢水處理為24小時不間斷運行模式，要求監測系統具備高可靠性與長穩定性，減少停機維護對工藝的影響。

基于上述特性，曝氣池DO連續監測需滿足三大核心需求：① 測量精度高，在2-4mg/L的關鍵區間誤差≤±0.1mg/L，確保工藝調控的精準性；② 抗污染、抗干擾能力強，能適配高濁度、強腐蝕、高鹽度的工業廢水工況；③ 連續穩定運行，傳感器使用壽命長，監測系統支持數據實時傳輸與異常預警，保障工藝連續性。

二、核心設備選型：水質溶解氧傳感器的科學適配

針對工業廢水曝氣池的工況特性，溶解氧傳感器選型需優先考量“抗污染性、測量穩定性、工況適配性"三大核心指標，結合傳感器工作原理與技術參數，推薦選用熒光法在線式溶解氧傳感器，具體選型依據與參數要求如下：

（一）傳感器類型選型：熒光法優于傳統電極法

傳統電極法（極譜式、原電池式）傳感器依賴電解液與電化學反應測量DO，在工業廢水曝氣池中存在明顯局限：電解液易受污染失效，膜片易被活性污泥、有機物堵塞，需頻繁更換電解液與膜片，維護成本高；強曝氣產生的氣泡易附著于膜片表面，導致測量信號波動。而熒光法傳感器基于熒光猝滅原理，無需電解液，核心測量部件為封閉的熒光膜片，從根源上規避了電極法的缺陷：

1.  抗污染能力強：熒光膜片為惰性材質，不易被活性污泥、有機物、重金屬污染，即使表面附著少量雜質，也可通過簡單沖洗恢復測量性能；

2.  測量穩定性高：不受水體中氣泡、湍流的干擾，無需頻繁校準，適合長期連續監測；

3.  維護成本低：熒光膜片使用壽命可達1-2年，遠長于電極法膜片，且無需更換電解液，大幅降低運維工作量。

智感環境溶解氧熒光膜

三、傳感器安裝與布局方案

傳感器的安裝與布局直接影響測量數據的準確性與代表性，需結合曝氣池的結構特點、水流狀態與曝氣布局科學設計：

（一）安裝位置選擇

1.  避開氣泡密集區：曝氣裝置出風口附近氣泡濃度高，易附著于傳感器表面導致測量誤差，安裝位置需距離曝氣器出風口≥1.5m；

2.  選擇水流穩定區：優先安裝在曝氣池水流攪拌均勻的區域（如池體中部、導流墻附近），確保傳感器周圍水體混合均勻，DO濃度具有代表性，避免安裝在池角、死角等水流停滯區域；

3.  保障安裝深度：傳感器安裝深度需在水面以下0.5-1.5m，避免因水位波動導致傳感器暴露在空氣中，同時確保膜片浸沒在水中；對于深度較大的曝氣池（深度＞3m），可在不同深度安裝多個傳感器，監測水體DO濃度分層情況。

（二）安裝方式設計

推薦采用“支架式安裝+可調節角度"的安裝方式，具體設計如下：

1.  支架材質選用316L不銹鋼，根據曝氣池池壁結構固定支架，確保支架穩固，避免因水體湍流導致傳感器晃動；

2.  傳感器通過法蘭或螺紋接口與支架連接，安裝角度可調節（建議與水流方向呈45°角），減少氣泡附著與污泥沉積；

3.  預留維護空間：傳感器安裝位置需預留≥0.8m的維護空間，方便后續清潔、校準與更換；對于大型曝氣池，可安裝導軌式支架，實現傳感器的快速提升與下放，無需停機即可完成維護。

（三）多傳感器布局策略

對于容積較大（＞1000m3）或水流分布不均的曝氣池，需采用多傳感器布局，確保監測數據的全面性：

1.  沿池長方向布局：在曝氣池進水端、中部、出水端各安裝1臺傳感器，監測DO濃度沿水流方向的變化趨勢，評估污染物降解過程中的溶氧需求；

2.  沿池寬方向布局：對于池寬＞5m的曝氣池，在池體兩側各安裝1臺傳感器，監測DO濃度的橫向分布，判斷曝氣是否均勻；

3.  重點區域強化監測：在曝氣池內污染物濃度較高的區域（如進水口附近）或污泥易沉積的區域，額外增設傳感器，實時監測DO濃度變化，及時調整曝氣強度。

四、連續監測系統搭建

工業廢水曝氣池DO連續監測系統以“傳感器采集-數據傳輸-數據處理-調控執行"為核心流程，實現從數據采集到工藝調控的閉環管理，系統架構主要包括以下四部分：

（一）數據采集層

由熒光法溶解氧傳感器組成，負責實時采集曝氣池內的DO濃度數據，同時采集水溫、pH等關聯參數（可搭配相應傳感器），為數據解讀與工藝調控提供全面依據。傳感器輸出的4-20mA模擬信號或RS485數字信號，通過屏蔽電纜傳輸至數據處理層，屏蔽電纜需做好防腐、防水處理，避免信號干擾。

（二）數據傳輸層

采用“有線傳輸為主，無線傳輸為輔"的方式：對于室內或距離控制室較近的曝氣池，通過屏蔽電纜直接將傳感器信號傳輸至PLC或DCS控制系統；對于戶外或距離控制室較遠的曝氣池，可采用LoRa、NB-IoT等無線通信模塊，實現數據的無線傳輸，降低布線成本。傳輸過程中需確保數據實時性（傳輸延遲≤1s）與穩定性，避免數據丟失或失真。

（三）數據處理與展示層

由PLC、DCS控制系統或工業計算機組成，負責對采集到的DO濃度數據進行處理、存儲與展示：

1.  數據處理：對原始數據進行濾波處理，消除氣泡、湍流等因素導致的信號波動，同時結合水溫、pH等參數進行補償修正，提升數據準確性；

2.  閾值設置與預警：根據工藝要求設置DO濃度的上限（如4mg/L）、下限（如2mg/L）閾值，當監測數據超出閾值時，系統自動發出聲光報警，并通過短信、APP等方式推送預警信息給運維人員；

3.  數據展示與存儲：通過工業觸摸屏或監控軟件實時展示DO濃度的實時值、歷史趨勢曲線、報警記錄等信息，數據存儲周期≥1年，支持數據導出與追溯。

（四）調控執行層

由曝氣風機、變頻器等設備組成，根據數據處理層輸出的調控信號，自動調整曝氣強度：當DO濃度低于下限閾值時，系統控制變頻器提升曝氣風機轉速，增加曝氣量；當DO濃度高于上限閾值時，降低風機轉速，減少曝氣量；當DO濃度穩定在適宜范圍時，維持風機轉速不變。通過自動調控，實現DO濃度的精準控制，同時降低能耗。

五、運維與校準方案

工業廢水曝氣池工況復雜，傳感器長期運行易受污染、老化，需建立科學的運維與校準體系，保障監測系統的長期穩定運行：

（一）日常維護

1.  定期清潔：每周用軟毛刷蘸純水輕輕刷洗傳感器熒光膜片表面，去除附著的活性污泥、有機物等雜質；若膜片表面有頑固污漬，可使用專用清潔劑（避免使用強酸強堿、有機溶劑）浸泡5分鐘后沖洗干凈；對于強腐蝕、高鹽度廢水，需縮短清潔周期至3-5天；

2.  檢查設備狀態：每日檢查傳感器的安裝是否穩固、電纜連接是否松動、信號傳輸是否正常；定期檢查傳感器外殼的防腐情況，若出現腐蝕、破損需及時更換；

3.  備用設備保障：配備1-2臺備用傳感器，當在用傳感器出現故障時，可快速更換，避免監測中斷。

（二）校準方案

1.  校準周期：常規工況下，每3個月進行1次空氣校準；惡劣工況（高濁度、強腐蝕、高鹽度）下，縮短校準周期至1個月；每6個月進行1次標準溶液校準（無氧水+飽和溶氧水兩點校準），確保全量程測量精度；

2.  空氣校準流程：將傳感器從曝氣池中取出，用純水沖洗干凈，擦干熒光膜片表面，置于潔凈、無風的環境中，靜置5-10分鐘待讀數穩定后，輸入當前環境溫度與氣壓，完成校準確認；

3.  標準溶液校準流程：① 無氧水校準（零點）：現配現用無氧水（加入過量亞硫酸鈉粉末，充分攪拌后靜置5分鐘），將傳感器浸入無氧水中，待讀數穩定后確認零點校準；② 飽和溶氧水校準（量程）：用純水制備飽和溶氧水（氣泵持續曝氣30分鐘以上），將傳感器浸入飽和溶氧水中，待讀數穩定后，輸入當前溫度下的飽和溶氧值，完成量程校準；

4.  特殊情況校準：傳感器更換熒光膜片后、經歷劇烈震動或溫度變化后、測量數據出現異常波動（同一點位連續3次測量差值＞0.3mg/L）后，需立即進行校準。

六、數據應用與工藝優化

DO連續監測數據不僅是工藝調控的直接依據，還可通過數據分析實現工藝優化，提升處理效率與經濟性：

1.  曝氣強度精準調控：基于DO濃度實時數據，通過變頻器自動調整曝氣風機轉速，使DO濃度穩定在2-4mg/L的適宜范圍，相較于傳統恒定曝氣模式，可降低能耗15%-25%；

2.  污泥活性評估：通過分析DO濃度與COD、氨氮去除率的關聯數據，評估活性污泥的代謝活性；若DO濃度充足但污染物去除率下降，可能預示污泥老化或中毒，需及時調整污泥回流比或排泥量；

3.  水質波動預警：當DO濃度出現異常驟降（短時間內下降＞1mg/L），可能是進水污染物濃度驟升導致，需及時檢查進水水質，調整進水流量或投加藥劑，避免污泥負荷過高導致處理系統崩潰；

4.  長期工藝優化：通過分析DO濃度的歷史趨勢數據，結合季節變化、進水水質波動等因素，優化DO濃度的調控閾值與曝氣策略，提升處理系統的穩定性與抗沖擊能力。

產品簡介

智感環境便攜式熒光溶氧儀依托優化的熒光猝滅核心技術，搭載自主研發的非消耗性高性能熒光膜片，通過檢測氧分子導致的熒光信號相位差來反推溶解氧濃度，無需電解液且無需頻繁校準，從根源解決了傳統電極法耗氧、易污染等痛點，其響應速度快（T90≤40s），在 0 - 20mg/L 量程內測量精度達 ±0.1mg/L，還內置高精度傳感器可實現溫度甚至鹽度的自動補償，能在 - 20℃~50℃等寬溫及高鹽、強酸堿等復雜工況下穩定工作。該儀器兼具工業級固定安裝與輕量化手持便攜等款式，不僅具備防腐密封、抗污染的工業級設計，適配化工、制藥、水處理等行業的固定監測需求，也有重量≤500g、IP68 及以上防水等級、長續航等便攜特性，適配水產養殖巡檢、野外應急監測等場景，同時支持數據實時上傳與多設備組網管理，廣泛助力各領域實現溶氧精準監測與工藝優化，大幅降低運維成本。