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AL4020全光谱水质分析仪在智慧水厂建设中的应用
更新时间：2025-11-02
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一、建设背景
客户为某二线城市的水务公司，以降低能耗和药耗为目标，在其下属的某30万吨级污水处理厂建设智慧水厂，实现生化池曝气和加药的全自动智能控制系统。为实现这一目标，控制系统需要准确、实时的检测厂内生化池中溶解氧、电导率、ORP、COD和硝酸盐等指标。其中溶解氧、电导率、ORP的检测技术已经比较成熟，这些参数的检测响应时间都在60S以内。然而COD、硝氮如果采用湿化学法分析进行检测，检测周期通常＞1个小时。为满足实时控制需求，COD、硝氮的检测周期也应该控制在5min以内，其检测精度应该＜10%。
二、项目方案
我司推荐采用AL4020全光谱水质分析解决COD和硝氮的实时检测问题，方案如下
1、检测点位
滤布滤池进水口和MSBR池出水口各一个
2、指标需求
检测指标 | 检测范围 | 检测精度 | 响应时间 |
COD | 0-50mg/L | 10% | ≤5分钟 |
硝氮 | 0-20mg/L | 10% | ≤5分钟 |
3、检测方案
检测仪仪器：AL4020全光谱水质分析仪
检测技术路线概述：水中的溶解性有机物（DOM）的波长吸收范围在190nm-300nm，其中在190-270nm之间有较强吸收。水中的硝氮的吸收波长范围要窄的多，在200nm-230nm，在250nm以上几乎没有吸收。利用硝氮和DOM在吸收光谱上的显著差异可以通过建立计量模型在线检测它们的浓度。
AL4020全光谱水质分析仪可检测200-800nm范围内的吸收，通过对实际水样在全光谱范围内的吸收，可以建立硝氮和COD的光谱计量模型。同时全光谱分析仪的响应时间在120S以内，也满足客户的检测要求。
三、项目实施效果总结
经过长达6个月的运行，经过多次模型修正，实时运行数据证明采用全光谱在线监测COD示值误差≤11%，全量程误差≤5%FS。
硝氮示值误差≤5%，全量程误差≤3%FS。满足客户的智能化系统检测需求
1、COD手工检测与全光谱在线监测数据的对比
序号 | 采样日期 | 采样池 | 采样时间 | 手工试验COD浓度mg/L | 仪器检测结果mg/L | 平均值 | 全量程误差 | 示值误差 | 重复性 | |||||
1 | 5.13 | MSBR池出水 | 12:25 | 26.2 | 27.46 | 27.41 | 27.43 | 27.01 | 27.47 | 27.43 | 27.37 | 1.67% | 4.46% | 0.65% |
2 | 5.13 | MSBR池出水 | 12:35 | 27.6 | 27.65 | 27.66 | 27.06 | 27.56 | 27.56 | 27.58 | 27.51 | -0.13% | -0.32% | 0.82% |
3 | 5.13 | MSBR池出水 | 12:50 | 27.4 | 27.74 | 27.64 | 27.73 | 27.58 | 27.68 | 27.72 | 27.68 | 0.40% | 1.03% | 0.22% |
4 | 5.13 | MSBR池出水 | 13:05 | 28.6 | 27.51 | 27.63 | 27.52 | 27.58 | 27.54 | 27.5 | 27.55 | -1.50% | -3.68% | 0.18% |
5 | 5.13 | MSBR池出水 | 13:25 | 29.8 | 27.63 | 27.7 | 27.69 | 27.65 | 27.61 | 27.66 | 27.66 | -3.06% | -7.19% | 0.12% |
6 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 9:00 | 27.5 | 28.74 | 28.74 | 28.57 | 28.63 | 28.59 | 28.65 | 28.65 | 1.68% | 4.27% | 0.25% |
7 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 12:30 | 29.0 | 27.9 | 27.8 | 27.89 | 28 | 27.99 | 28.06 | 27.94 | -1.46% | -3.52% | 0.34% |
8 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 13:00 | 30.4 | 27.76 | 27.73 | 27.79 | 27.73 | 27.72 | 27.82 | 27.76 | -3.77% | -8.69% | 0.14% |
9 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 13:15 | 29.4 | 28.01 | 28.02 | 27.98 | 28.03 | 28.1 | 28.09 | 28.04 | -1.95% | -4.63% | 0.17% |
10 | 5.13 | 滤布滤池出水 | 13:30 | 27.1 | 28.28 | 28.33 | 28.35 | 28.34 | 28.27 | 28.25 | 28.30 | 1.75% | 4.52% | 0.15% |
11 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 12:20 | 23.20 | 23.26 | 23.21 | 23.11 | 23.05 | 22.98 | 23.2 | 23.11 | -0.09% | -0.28% | 0.46% |
12 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 12:40 | 22.48 | 22.81 | 22.89 | 22.89 | 22.88 | 22.88 | 22.71 | 22.85 | 0.52% | 1.62% | 0.32% |
13 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 13:00 | 20.44 | 22.92 | 22.88 | 22.88 | 22.99 | 22.82 | 22.85 | 22.88 | 3.50% | 11.99% | 0.26% |
14 | 5.30 | 滤布滤池进水 | 13:20 | 20.96 | 23.11 | 23.12 | 23.23 | 23.17 | 23.11 | 23.12 | 23.15 | 3.12% | 10.42% | 0.21% |
2、硝氮手工检测数据与全光谱在线检测数据的比对
序号 | 采样日期 | 采样池 | 采样时间 | 手工试验硝氮浓度mg/L | 仪器检测结果mg/L | 平均值 | 全量程误差 | 示值误差 | 重复性 | |||||
1 | 7.20 | MSBR池出水 | 16:21 | 8.05 | 8.04 | 8.08 | 8.09 | 8.06 | 8.08 | 8.06 | 8.07 | 0.13% | 0.24% | 0.23% |
2 | 7.20 | MSBR池出水 | 16:36 | 8.31 | 8.09 | 8.09 | 8.08 | 8.08 | 8.07 | 8.11 | 8.09 | -1.50% | -2.70% | 0.17% |
3 | 7.20 | MSBR池出水 | 16:51 | 8.12 | 8.11 | 8.09 | 8.1 | 8.08 | 8.09 | 8.09 | 8.09 | -0.20% | -0.38% | 0.13% |
4 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:06 | 8.16 | 8.09 | 8.08 | 8.09 | 8.1 | 8.09 | 8.08 | 8.09 | -0.49% | -0.89% | 0.09% |
5 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:21 | 8.42 | 8.06 | 8.09 | 8.06 | 8.09 | 8.08 | 8.11 | 8.08 | -2.28% | -4.06% | 0.22% |
6 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:36 | 8.24 | 7.99 | 8.01 | 8.01 | 7.99 | 8 | 8 | 8.00 | -1.58% | -2.87% | 0.11% |
7 | 7.20 | MSBR池出水 | 17:51 | 7.79 | 7.92 | 7.92 | 7.95 | 7.91 | 7.9 | 7.93 | 7.92 | 0.90% | 1.74% | 0.22% |
8 | 7.20 | MSBR池出水 | 18:06 | 7.90 | 7.92 | 7.92 | 7.94 | 7.93 | 7.92 | 7.91 | 7.92 | 0.16% | 0.31% | 0.13% |
9 | 7.20 | MSBR池出水 | 18:21 | 7.64 | 7.78 | 7.79 | 7.79 | 7.78 | 7.78 | 7.79 | 7.79 | 0.99% | 1.95% | 0.07% |
