废水处理设施一直在寻找方法优化其流程和节省运营支出。

近年来，氨基曝气控制（ABAC）已成为曝气控制技术的新发展方向。使用 ABAC 后，设施的鼓风机使用量大幅减少，与溶氧量的控制相比，节能约 10-20%，包括减少碳投放量和碱度需求量等其他好处。氨基曝气控制概念很简单，利用连续的铵（NH3/NH4+）测量来实时控制曝气，以维持铵设定值。提供给曝气池的空气量刚好足以满足 NPDES 允许限值，同时消除过度曝气的情况。

实现氨基曝气控制系统的一个关键方面是铵传感器的放置。控制传感器应在活性污泥池进口附近、还是活性污泥池出水处，还介于在两者之间？这是马萨诸塞州布罗克顿高级水回收设施（AWRF）团队在为其设施升级而着手解决的问题。Dave Norton（工厂主管）、CDM（工程顾问）和 John Downey（仪器经理）准备升级它们的曝气网格，并分三个阶段实施 ABAC。首先，该团队希望通过对三家制造商的离子选择性电极（ISE）铵传感器进行为期 18 个月的试验，确定哪种 ISE 传感器更适合他们的应用。其次，在接下来的 12 个月内安装新的曝气设备和 WTW 传感器。最后一个阶段是通过在七个月时间内，评估 ISE 传感器在活性污泥池不同阶段的性能来优化 ABAC。

1、一对一试验

在 18 个月的试验中，Dave Norton 将 WTW ISE 传感器进行评估，并得出结论。首先，当应用正确时，ISE 传感器技术可以有效控制氨基曝气控制策略中的曝气。当这些传感器在维护良好情况下和环境中的铵浓度高于 1.0 mg/L NH 4-N 时，它们可连续准确地测量。其次，与湿化学分析仪相比，ISE 传感器对 ABAC 有几个优点。与湿式化学分析仪相比 ISE 的响应时间更快、更经济实惠，并且在大多数应用中更容易维护。

2、安装历时

七个布罗克顿 AWRF 污泥池的修复和安装 WTW IQ SensorNet 系统的安装历时 12 个月。除了降低过度曝气外，该设施还旨在通过升级提高总氮（TN）去除。因此，在所有污泥池均设置了预缺氧区，包括第二缺氧区，以进一步反硝化和去除 TN。

每个污泥池都有自己的 WTW IQ SensorNet 系统，包括三个溶解氧传感器、一个 pH 传感器、一个铵 ISE 传感器和两个 UV 硝酸盐传感器。在七个污泥池全部上线后，每个污泥池的 WTW 传感器将会立即显示其价值。即使水流均匀地流回污泥池，每个污泥池均有其独特环境，具有不同容量、速度和生物，导致硝化作用的差异。为了评估这些差异，并在每个污泥池实施氨基曝气控制，John Downey 的任务是在接下来的 7 个月内优化该流程，并对铵传感器位置进行实验，以实现最佳曝气控制。

3、流程优化期

7个月的流程优化期揭示了活性污泥池中每个铵测量位置的优缺点。从理论上讲，活性污泥池的出水位置对传感器的安装是很有吸引的，因为操作员可准确知道有多少铵流到澄清池，而这个反馈策略在控制逻辑中是非常常见的。在此位置，可通过铵测量值进行控制，能根据传感器值自动调整传感器上游的鼓风机输出。然而，使用这种方式的传感器放置时，经常会有接近零的铵值读数，这会导致几个问题。从数据角度来看，总是读数为零传感器不一定能提供有价值的数据。

结论

对于布罗克顿 AWRF 团队而言，最重要的决定因素之一是 WTW 在试验期间提供的专业知识和支持，协助调试每个污泥池，并定期跟进，确保系统良好运行。

WTW AmmoLyt（NH 4+）传感器提供的一列排放铵态氮的每日趋势。每台传感器均显示在白天中的高负荷期间的铵增加，随后显示在过夜后的铵减少。

WTW 传感器可靠、准确、易于维护。现场需要维护 50 多个 WTW 传感器，传感器可靠性是确保布罗克顿 AWRF 达到其处理目的重要因素。