污水处理厂pH传感器的应用：曝气池与沉淀池测量要点

pH 值是污水处理工艺的核心调控参数，直接影响微生物活性、药剂反应效率、出水水质达标率及设备腐蚀风险。曝气池作为生化处理的“核心车间"，沉淀池承担固液分离的“终末把关"职能，二者工艺目标差异显著，决定了 pH 传感器的应用逻辑、测量要点及维护策略存在本质不同。

核心前提：明确曝气池与沉淀池 pH 测量的核心目的

pH 传感器应用的首要原则是“按需测量"，曝气池与沉淀池的工艺定位差异，决定了其测量目的截然不同，这是后续点位选择、参数设定的基础。

曝气池的核心功能是通过活性污泥中的微生物降解有机污染物，pH 值直接调控微生物（尤其是异养菌、硝化菌）的代谢活性——多数市政污水厂活性污泥的适宜 pH 范围为 6.5~8.0，当 pH＜6.0 时，硝化菌活性会急剧下降（降幅超 70%），导致氨氮去除效率崩溃；pH＞8.5 时，微生物细胞膜通透性改变，胞内酶活性受抑，有机负荷降解能力下降。因此，曝气池 pH 测量的核心目的是“实时监控生化反应环境，为曝气强度、碱度投加提供调控依据"，确保微生物处于代谢状态。

沉淀池（含初沉池、二沉池）的核心功能是实现活性污泥与处理后水的固液分离，pH 值主要影响污泥沉降性能、絮体稳定性及出水 pH 达标。当 pH＜6.0 时，污泥絮体易解体，出现“污泥膨胀"风险，导致出水悬浮物（SS）超标；pH＞8.0 时，水体中碳酸钙等矿物质易结晶析出，附着在沉淀池壁及排泥管道上，造成堵塞。因此，沉淀池 pH 测量的核心目的是“监控固液分离环境稳定性，预警污泥沉降异常，保障出水 pH 符合排放标准"。

曝气池 pH 传感器：聚焦“生化环境稳定"的测量要点

曝气池内存在强曝气搅拌、污泥浓度高、水质波动大等特点，pH 传感器的应用需重点解决“测量精准性、抗干扰性、数据时效性"三大问题，具体要点如下：

（一）点位选择：兼顾代表性与安全性

点位选择需满足“能反映全池生化环境，避开局部干扰"的原则：① 优先设置在曝气池中段或末端（距进水端 2/3 处或出水口前 5m 内），此处水质混合均匀，能真实反映微生物代谢的实际 pH 环境，避免进水口水质波动导致的测量偏差；② 远离曝气器出风口（距离≥1.5m），防止曝气产生的气泡附着在传感器敏感膜表面，形成“气膜干扰"，导致读数漂移；③ 传感器安装深度需在水面下 0.8~1.2m，避开池底积泥区（距离池底≥0.5m），防止污泥沉积覆盖敏感膜，影响响应速度；④ 若曝气池为多廊道设计，需在每条廊道末端各设置 1 个测点，通过数据对比判断廊道间水质均匀性，避免局部区域碱度不足或过量。

某市政污水厂曾因将传感器安装在曝气器附近，导致 pH 读数频繁波动（波动幅度达±0.8 pH），误判为碱度不足并过量投加石灰，不仅增加药剂成本（日均多消耗石灰 0.5 吨），还导致后续沉淀池污泥钙化板结。调整点位至远离曝气器的区域后，读数波动幅度降至±0.1 pH，药剂投加量恢复合理水平。

（二）传感器选型：适配恶劣工况

曝气池工况恶劣，传感器选型需重点关注“抗污染、抗磨损、耐冲击"性能：① 优先选用“差分电极+PT100 温度补偿"型传感器，差分电极能有效抵御水体中硫化物、重金属等污染物对参比电极的毒化，相比常规复合电极，使用寿命延长 30%~50%；② 敏感膜选择“低阻抗玻璃膜"（阻抗＜100 MΩ），其响应速度更快（≤20 秒），能及时捕捉曝气池水质波动；③ 传感器外壳选用 316L 不锈钢材质，耐活性污泥磨损及腐蚀性物质（如硫化物）侵蚀；④ 若污水中含大量油脂、纤维等杂质，需配套安装“防堵塞护套"（如带刮刀式自清洁装置），避免杂质缠绕或附着在传感器上。

（三）校准与维护：适配工况的动态策略

曝气池水质波动大、污染物含量高，传感器易受污染，校准与维护需摒弃“固定周期"思维，采用“动态周期+针对性维护"模式：① 校准周期：常规工况下每 7~10 天校准 1 次，进水水质波动大（如工业废水混入比例高）时缩短至每 3~5 天 1 次；校准需采用“两点校准法"，选用与曝气池实际 pH 范围接近的缓冲液（如 pH 6.86、pH 9.18），校准后需验证斜率（需≥90%）与零点偏移（≤±30 mV），确保传感器性能合格；② 日常维护：每日用软毛刷（或自清洁装置）清洗敏感膜表面的污泥附着层，每周用 0.1mol/L 盐酸溶液浸泡 30 分钟，去除膜表面的碳酸钙等沉积物，再用 3M KCl 溶液活化 2 小时；每月检查参比电极液接界（如陶瓷芯），若出现堵塞，用细针疏通并补充参比液（3M KCl 溶液）；③ 数据验证：每周用便携式 pH 计（经计量校准合格）对在线传感器数据进行比对，允许误差≤±0.2 pH，若超出误差范围，立即重新校准或更换传感器。

（四）数据应用：联动工艺调控的核心逻辑

曝气池 pH 数据需与其他工艺参数（如溶解氧、氨氮、碱度）联动分析，形成闭环调控：① 当 pH＜6.5 时，优先检测进水碱度（市政污水适宜碱度为 50~150 mg/L 以 CaCO₃ 计），若碱度不足，需及时投加石灰乳或碳酸钠等碱度调节剂，投加量按“每降低 1 个 pH 单位，每升水投加 50~80 mg CaCO₃ 当量碱度"计算；② 当 pH＞8.0 时，需排查是否为碱度投加过量或工业废水混入，若为前者，减少碱度投加量，若为后者，加强预处理单元的水质调控；③ 结合溶解氧数据调整曝气强度：当 pH 下降且溶解氧升高时，可能是微生物代谢旺盛导致碱度消耗过快，需适当降低曝气强度，减少氧的浪费，同时补充碱度。