污水处理过程监视与控制系统由模型、传感器、局部调节器和上位监控策略等4个部分组成。其中，传感器是污水处理厂监控系统中薄弱，也是重要、基础环节。日益严格污水排放标准导致了污水处理工艺流程和装备复杂化，对用于污水处理过程监视与控制传感器性能也提出了更高要求，促进了污水处理领域传感器技术发展，一些适用于污水处理过程新型传感器相继问世。污水处理过程是复杂生化反应过程，所涉及仪器仪表种类繁多，多数传感器是污水处理过程所*，分别应用于不同场合，反映一个或多个特定变量状态信息变化。
污水处理工艺一般由机械处理、生化处理和化学处理构成，其中涉及液相、固相、气相三种物质成分。监视这些相态仪表可以简单分为通用型和特殊性两大类。
2、污水处理过程通用仪表
通用测量仪表包括温度、压力、液位、流量、pH值、电导率、悬浮固体等传感器。
①厌氧消化过程常常实施温度控制，温度传感器显更加重要。典型温度测量元件是热电阻
②压力测量值常常用作曝气和厌氧消化过程报警参数。
③液位测量用于水位监视，通常采用浮标、差压变送器、容量测量、超声水位检测等方法测量。
④流量监测仪表主要有堪板、转子流量计、涡轮式流量计、靶式计量槽、电磁流量计、超声波流量计等。
⑤pH值是生化过程中一个重要变量，更是厌氧消化和硝化过程关键值，通常污水处理厂都安装有pH电极浸人污泥中，不同清洁策略可以实现长期免维护。具有高度缓冲能力废水，pH值测量对过程变化可能不敏感，不适合于过程监督与控制，这种情况可以用碳酸盐测量系统代替。
⑥电导率传感器用于监视进水成分变化，同时也是化学除磷控制策略基础。
⑦传统生物量测量是悬浮粒子对入射光散射及吸光度进行估计。灵敏光检测仪出现，能够自动进行光效应测量传感器以问世。大多数商业传感器使用了一个发射低可视光或红外光光源，这个区域内大多数介质表现低吸光度。生物量浓度也可超声波悬浮物和微生物之间游离溶液速度差确定。
3、厌氧消化过程中传感器
生物气流量测量厌氧消化过程中到广泛采用，它可以表示反应器总体活性。近年来一些技术被用来监视气体成分。典型实验室方法是洗瓶分离方法，进瓶前和出瓶后流量比可以确定气体成分。例如，碱洗瓶将能够收集所有C02、H2S而允许CH4。更专业气体分析仪可以直接监视气体成分含量，如红外吸收测量仪用来确定C02和CH4含量，氢分析仪也已基于化学电源研制而成。气相H2S测量仪可以监视硫化物对铅剥离反应来确定H2S含量。
基于气体分析监视系统主要问题是不能直接预测液相中相应气体浓度。可以直接测量溶解氢浸入式传感器已经研制成功。燃料电池是此种传感器核心。H2S和CH4直接测量仪器至今未见报道。
pH测量不容易对不平衡厌氧消化槽进行检测，特别是当混合液碱度高时。这种情况下可对混合液体中C02和碳酸盐进行测量。碱度主要取决于碳酸盐缓冲物，常常被用于厌氧消化控制策略中。碳酸盐监视器已被开发应用于实际厌氧消化过程。
估计碳酸盐碱度基本原理有两个。其一为滴定法，线滴定传感器可以同时监视氨、碳酸盐等不同成分。对碱度进行线确定另一方法基于对样品酸化而到气态C02定量。可以采用气体流量计测量所产生气体体积。
所有生物活性都可用热量产生来表征。热量计对热量测量可以直接洞察生物过程变化。污水处理过程是流量热量计。
挥发性脂肪酸（VFA）是厌氧消化过程重要中间产物。他们聚集会引起pH值降低而导致过程厌氧消化过程失败。通常VFA浓度监视作为过程性能指示，但很少实施线传感器。测量仪器包括气相色谱仪或高压液相色谱仪。傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）作为线多参数传感器可以同时提供COD、TOC、VFA等参数测量。FT-IR不需要添加任何化学品，且只需要很少维护，但其校准比较困难。更具可靠性测量是采用滴定计两步滴定或滴定反滴定提供采样中VFA含量。
生物传感器近年来污水处理行业到发展应用。VFA分析仪可以决定消化液体中VFA浓度；MAIA生物传感器可对代谢活性进行测量；RANTOX生物传感器用于检测即将来临有机物过载及毒性负载。
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