污水处理厂的实验室都有什么仪器，哪些是必须的？具体的流程是什么？

污水处理过程的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最薄弱，也是最重要、最基础的环节。日益严格的污水排放标准导致了污水处理工艺流程和装备的复杂化，对用于污水处理过程监视与控制的传感器的性能也提出了更高的要求，促进了污水处理领域传感器技术的发展，一些适用于污水处理过程的新型传感器相继问世。污水处理过程是复杂的生化反应过程，所涉及的仪器仪表种类繁多，多数传感器是污水处理过程所特有的，分别应用于不同的场合，反映一个或多个特定变量的状态信息变化。

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。监视这些相态的仪表可以简单地分为通用型和特殊性两大类。

2、污水处理过程的通用仪表

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厌氧消化过程由于常常实施温度控制，温度传感器显得更加重要。典型的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的报警参数。

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值是生化过程中的一个重要变量，更是厌氧消化和硝化过程的关键值，通常在污水处理厂都安装有pH电极浸人污泥中，通过不同的清洁策略可以实现长期免维护。对于具有高度缓冲能力的废水，pH值测量对过程变化可能不敏感，因此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的变化，同时也是化学除磷控制策略的基础。

⑦传统的生物量测量是根据悬浮粒子对入射光的散射及吸光度进行估计。随着灵敏的光检测仪的出现，能够自动进行光效应测量的传感器得以问世。大多数商业传感器使用了一个发射低可视光或红外光的光源，在这个区域内大多数介质表现低吸光度。生物量浓度也可根据超声波在悬浮物和微生物之间游离溶液的速度差确定。

3、厌氧消化过程中的传感器

生物气流量的测量在厌氧消化过程中得到广泛采用，它可以表示反应器的总体活性。近年来一些专用技术被用来监视气体成分。典型的实验室方法是洗瓶分离方法，根据进瓶前和出瓶后的流量比可以确定气体成分。例如，碱洗瓶将能够收集所有的C02、H2S而允许CH4通过。更专业的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，专用氢分析仪也已基于化学电源研制而成。气相H2S测量仪可以通过监视硫化物对铅剥离的反应来确定H2S含量。

基于气体分析的监视系统的主要问题是不能直接预测液相中相应气体的浓度。可以直接测量溶解氢的浸入式传感器已经研制成功。燃料电池是此种传感器的核心。H2S和CH4的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，特别是当混合液的碱度高时。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，因此常常被用于厌氧消化的控制策略中。碳酸盐监视器已被开发应用于实际厌氧消化过程。

估计碳酸盐碱度的基本原理有两个。其一为滴定法，先进的在线滴定传感器可以同时监视氨、碳酸盐等不同的成分。对碱度进行在线确定的另一方法基于对样品酸化而得到的气态C02的定量。可以采用气体流量计测量所产生的气体的体积。

所有的生物活性都可用热量的产生来表征。通过热量计对热量的测量可以直接洞察生物过程变化。污水处理过程首选的是流量热量计。

挥发性脂肪酸(VFA)是厌氧消化过程最重要的中间产物。他们的聚集会引起pH值的降低而导致过程厌氧消化过程的失败。通常通过VFA浓度监视作为过程性能指示，但很少实施在线传感器。最先进的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)作为在线多参数传感器可以同时提供COD、TOC、VFA等参数的测量。FT-IR不需要添加任何化学品，且只需要很少的维护，但其校准比较困难。更具可靠性的测量是采用滴定计通过两步滴定或滴定反滴定提供采样中的VFA含量。

生物传感器近年来在污水处理行业得到发展应用。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的有机物过载及毒性负载。

4、活性污泥过程中的传感器

氧在活性污泥过程中起着非常重要的作用，且相关的曝气费用约占全部运行费用的40%,因此氧传感器成为废水处理厂最广泛的测量监视仪表。氧测量基于液体中扩散氧的电化学反应。溶解氧(DO)传感器是可靠准确的测量仪表，但必须谨慎选择合适的测量位置，并防止结垢。目前自动清洁系统已经相当普遍，一些装备清洁系统并可进行自校准的溶解氧传感器已有应用。DO传感器被广泛用于曝气过程的控制，节省了大量投资，所获得的信息也可用于监视任何活性污泥处理过程。

呼吸量是对活性污泥呼吸速率的测量与解释，定义为在单位时间内单位体积活性污泥中微生物所消耗的氧。它是表征废水和污泥动力学的常用工具。呼吸计实质上是一个反应器，测量结果易受实验条件变动的影响。

废水的生物可降解成分通过离线测量生物需氧量(BOD5)的标准方法获得。BOD5是5天内有机溶质生物氧化所需溶解氧量。BOD5实验不适于自动监视和控制，因为完成实验需要较长时间，且很难达到一致的准确测量。废水负载的在线测量根据短期BOD估计实现。目前使用的在线BODst方法有两种：呼吸测量仪和微生物传感器。Vanrolleghem等提出的呼吸测量传感器RODTOX能够监视BODst和废水潜在毒性。该传感器有由一个恒定曝气、完全混合的批反应器构成，内含10升污泥，可以得到大动态范围内BODs。微生物传感器由固化电池、薄膜和一个溶解氧探测仪组成，最适合包含多种微生物的活性污泥系统。为了维护其功效，微生物BOD传感器需要精心维护与储藏。大多数微生物BOD传感器寿命较短，从几天到几个月。

废水处理厂最广泛监视的变量是化学需氧量COD。COD自动监测仪可以每隔1~2小时进行一次自动监测，根据氧化分解的条件分为酸性法监测仪和碱性法监测仪。COD实验的主要限制是不能区分可生物降解和惰性有机物。

TOC表示污水中总有机碳的含量，也是表征水体受有机物污染程度的一个指标。TOC测量的主要原理是将有机碳转化为C02,随后在气相中测量这种产物，据此求出水相中有机碳浓度。典型的测量仪器是红外线抽气分析仪。TOC被认为是一个很好的监视参数，特别是监视排水质量。

许多废水成分吸收紫外光。紫外线的吸收与废水中的有机物有着密切的关系。紫外线吸光度自动监测仪引人废水处理系统用于检测水污染程度或评价排放质量。最近10年，光学技术取得显著进步，使远程与多点测量成为可能，大大方便了污水处理过程监视的实施。红外光谱测量对于TOC、COD、BOD等特殊参数的估计与在线监视具有很大潜力。红外光谱仪的主要缺点是光电池成分的结垢会引起灵敏度的降低，需要频繁重校。

电子天平、数字式酸度计、电热鼓风干燥箱、电加热板、封闭式可调电炉、分光光度计、BOD测定仪.....等

全世界都在高速发展的今天，人类对水的需求量正逐渐地增加，而与此同时，水资源的浪费，水土的流失，水体的污染，也正威胁着人类的生存与发展。这其中，尤以水体污染最为严重。

水体除了水本身外，还包括水生生物和底泥等。天然水体本身所具有的净化污染物的能力，称为水体的自净作用。按净化的机制，水体自净可分为物理净化、化学净化和生物净化。水体的自净作用过程进行得相当缓慢，自净能力也是有限的。当污染物进入水体后，其含量超过水体的自净能力，引起水质恶化，破坏了水体的原有用途时称为水体污染。

究其原因，很大程度上是因为19世纪英国工业革命后，一方面工业化和城市化的迅猛发展，工业废水和生活污水排出的污染物数量大大超过水体的自净能力，而使地球上的江河湖海受到日益严重的污染；另一方面，随着科技和生产力水平的发展，各种人工合成的化学新物质日益增多，许多新物质具有突变、致畸、致癌作用，一旦污染水体，将长时间滞留在水中，水体的自净作用无法分解这些人工合成的化学新物质。

水体中的主要污染物按其存在状态可分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三类。

悬浮物质主要是泥砂和粘土，大部分来源于土壤和城镇街道径流，少量来自洗涤废水。

胶体物质主要是各种有机物，水体中有机物的生物部分，总大肠菌群是检验致病微生物是否存在和水体污染状况的指标之一；水中溶解氧浓度是衡量水中有机物的非生物部分污染程度的重要指标之一，溶解氧浓度DO越低，有机物污染越严重，当DO≤4时，鱼类生存就会受到影响，甚至死亡。有机物污染的另两种更常用的指标是化学需（耗）氧量COD和生化需（耗）氧量BOD。COD表示利用化学氧化剂氧化水样中的有机物所需（耗）的氧量，单位是mg/L。BOD表示利用微生物氧化水样中全部的有机物过程所消耗的溶解氧的量，单位是mg/L。这两种指标越高，表示水体污染程度越深。

溶解物质主要是一些完全溶于水的盐类（氯化物、硫酸盐、氟化物等）和溶解气体（二氧化碳、硫化氢等）。

我国水体污染量大而广的主要污染是耗氧的有机物，危害最大的是重金属和生物难降解的有机物。

前不久，曾取样杭州西溪河水做了实验，测得水样中COD（Mn）=28.07，超过正常标准将近一倍（详见文后所附实验报告）。环境污染是当前全球所面临的一个重大问题，水体污染已成为了问题的重中之重。西溪河能有今天的状况，绝不是人们在短时间内所为，而必然是因为沿岸居民对其长达数十年的不间断的污染所致。高达28.07的耗氧指数，令人心悸，几十年前清澈见底的小河，如今却连鱼也无法生存，这是何等的可怕，又是何等的可悲！几年前，沿河的工厂每年向河中排放的工业废水数以亿计，垃圾处理场每年向河中倾倒的生活垃圾又何止万吨？再加上周围居民无限制地向其中排放生活废水，使清水终于成了污水、臭水、死水。如今，杭州市政府虽然为改良西溪河的水质投入了巨大的人力、物力、财力，关停了沿河的所有工厂和垃圾处理场，但是随着居民小区的增多，使生活废水的排放量较从前又大大地增加了，以致于水质无法从根本上得以改善。这一切，使得所有的“始作佣者”饱受煎熬。尤其是夏季，河水散发出阵阵恶臭，引得沿河地区蚊蝇满天。每当河道的水闸关闭时，成片的垃圾堆积于河面，此情此景与“全国十佳卫生城市”的美名是何等的“相配”啊！

然而，作为地球上最聪明的动物，人类却一定要见到这一幕惨剧发生，甚至一定要这一幕惨剧有所发展，方肯痛下决心来治理。这是何必呢？这不仅对水体、对环境、对自然造成了极大的污染和破坏，也极大地浪费了财力、物力和人力，也在一定程度上减缓了一个地区乃至一个国家经济的发展和人民生活水平的提高。

1992年，当时的水利部长杨振怀曾发布过全国各类水土流失情况的报告，上载：截至1992年6月，全国各类水土流失面积为492万平方公里，相当于全国国土总面积的51.15%。如此惊人的数字，已告诉人们，中国是当今全世界水土流失最严重的国家之一，可见水资源在中国的可贵。

尽管如此，却仍有许许多多的河流遭到不同程度的污染。杭州的西溪河早已是“臭名远扬”，另外，杭城的运河、古新河也早与西溪河“齐名”

在泰国首都曼谷，号称泰国母亲河的楣楠河，如今河水似墨般黑，泛出的臭气，也绝不亚于西溪河，拿根棒子随手一搅，沼气便不断涌出。楣楠河落到如此地步，是因为沿岸宾馆向其中排放大量生活污水以及货船排放的废油所致。98年亚运会前夕，更有甚者将成车的建筑垃圾倾倒入河。这一切的一切，终于使得泰国的“母亲河”面目全非。

大量事实再一次地向人类证明：水体污染是人类自己所为，而这一切后果，都必须由人类自己来承担。

严重的水体污染已引起了各国政府的高度重视。如何保护环境，如何保护有限的水资源已是一个刻不容缓的问题了。

在中国，太湖流域内所有的排污单位均在1998年12月31日前实现了达标排放。这也足以说明我国政府对水体保护的重视程度了。

现在，一切的行为，都只是治标而不治本。要想彻底解决这一世界性的难题，决非三五年便可完成的，必须在治理已污染水体的同时，保护未被污染的水体，并从根本上提高人类的素质，增强人类的环保意识，为造福子孙万代而做出贡献。

大自然需要人类，人类更需要大自然。环境被污染，生态平衡被破坏，遭灾的还是人类自己。为了自己，为了一切生物，更为了地球，人类必须解决环境问题。从小事做起，还空气以清新！还天空以碧蓝！还河流以清澈！还山峦以绿色！还地球以健康！

附1：检验水质实验报告

实验名称：水中化学耗氧量（COD）测定

实验目的：1、巩固滴定操作成果

2、了解水体及水体污染的初步知识

3、通过对水中化学耗氧量的测定，了解不同水体受污染的程度，从而激发和增强环保意识

实验原理：利用氧化还原反应的原理，测算水中的化学耗氧量（COD）。当DO≤4时，鱼类即无法生存。

实验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、移液管、洗耳球、10ml量筒、100ml量筒、烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管、碱式滴定管、100ml酸式容量瓶、100ml 碱式容量瓶、玻璃棒

实验药品：高锰酸钾溶液、稀硫酸、草酸钠溶液、蒸馏水、河水水样

水样来源：杭州西溪河

实验操作：1、分别用浓度为0.1N的KMnO4溶液与Na2C2O4溶液配制为0.01N的溶液，置于100ml的容量瓶中；

2、将配制好的溶液倒入滴定管中，并调零（KMnO4溶液置于酸式滴定管中，Na2C2O4溶液置于碱式滴定管中）；

3、取充分摇匀的废水样100ml置于250ml锥形瓶中，并向瓶中加入5 ml以1∶3配制的H2SO4溶液，使其均匀混合；

4、自滴定管中加入体积为V0的KMnO4溶液，摇匀，并立即放入沸水浴中加热（沸水浴液面要高于瓶内溶液液面）在此过程中，溶液必须保持淡红色，否则应向瓶中再加入KMnO4溶液；

5、 30分钟后，取出锥形瓶，并趁热向其中滴加10ml0.01N的Na2C2O4 标准溶液，摇匀后，立即用0.01N的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色并半分钟不褪色，记录滴定所耗0.01N的KMnO4溶液的体积，记作V1；

6、再向溶液中滴加10ml0.01N的Na2C2O4标准溶液，并用0.01N的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色，记录滴定所耗KMnO4溶液的体积，记作V2，以此测定KMnO4溶液的校正系数K=10.00/ V2；

7、计算DO指数：DO=[（V0+ V1）K-10.00]*0.01*8*1000/100；(K值应略小于1）；

8、进行三到四次平行操作。

三次平行实验所测数据

V0 V1 V2 K DO

第一次 37.96 17.19 12.68 0.789 26.81

第二次 38.77 15.79 12.26 0.816 27.62

第三次 33.28 16.51 10.55 0.948 29.76

平均值 28.07

附2：参考资料

1、1999年1月2日《中国环境报》

2、水利部水土保持司《全国各类水土流失面积》

污水处理厂必测的7项指标所使用的仪器：

1、COD测定仪：测定水化学需氧量。

化学需氧量越高，就表示江水的有机物污染越严重，如果不进行处理，许多有机污染物可在江底被底泥吸附而沉积下来，在今后若干年内对水生生物造成持久的毒害作用。在水生生物大量死亡后，河中的生态系统即被摧毁。

2、氨氮测定仪：快速定量测定氨氮指标。

（1）氨氮对人体健康的影响

水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。

（2）氨氮对生态环境的影响

氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况，pH值及水温愈高，毒性愈强，对鱼的危害类似于亚硝酸盐。

3、总磷测定仪：快速定量测定总磷指标。

总磷过高，会引起水体富营养化。富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。

4、总氮测定仪：直接显示及打印样品的总氮值。

地表水中氮、磷物质超标时，微生物大量繁殖，浮游生物生长旺盛，出现富营养化状态。

5、PH:水溶液中PH值监测

6、悬浮物测定仪：快速测定水体中悬浮物含量。

水中悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵，使水质恶化。

7、BOD测定仪：测定生化需氧量。

地面水中的污染物，在以微生物为媒介的氧化过程中要消耗水中的溶解氧，其所消耗的溶解氧量称作生化需氧量（或生物耗氧量，即BOD，以mg/L为单位），间接反映了水中可生物降解的有机物量。它说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。

其他仪器有：

1、红外测油仪：针对地下水、地表水、生活污水和工业废水中石油类和动植物油含量及餐饮业油烟浓度的测定及检测

2、COD/氨氮/总磷/总氮多参数测定仪：检测水中的COD/氨氮/总磷/总氮指标

3、COD/总磷水质测定仪：支持多参数COD、总磷的测定，适用于野外及现场应急检测

4、COD/氨氮/总氮水质测定仪：COD氨氮总磷的水质测定

5、氨氮/总磷/总氮便携式水质测定仪：支持多参数氨氮、总磷、总氮的测定

6、COD/氨氮/总磷/总氮/溶解氧/浊度/色度/悬浮物多参数测定仪：检测水中COD/氨氮/总磷/总氮/溶解氧/浊度/色度/悬浮物

7、污水五参数测定仪：主要测定污水中CODCr、总磷、氨氮、悬浮物、总氮五个参数

8、自来水/污水检测仪：可用于测定饮用水中的浊度、色度、悬浮物、余氯、总氯、化合氯、二氧化氯、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、铬、铁、锰、铜、镍、锌、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐氮、阴离子洗涤剂、臭氧等78参数

9、电导率仪：用于科研、教学、工业、农业等许多学科和领域的电导率测量

10、余氯检测仪：适用于大、中、小型水厂及工矿企业、游泳池等地的生活或工业用水的余氯浓度检测，以便控制水的余氯达到规定的水质标准

11、流速流量仪：可作为各类明渠流速、流量和泵站流量的测量计算

12、在线水质监测仪器：COD/氨氮/总磷/总氮/重金属/微生物在线监测

污水处理厂的实验室一般都做的是很基本的生化实验，比如测BOD5、COD、SS、氨氮等，要针对你所测试的项目来定需要什么仪器，上面哪些项目都是最基本的，可以查查用什么方法测定，比如COD你可以选择在线监测这样很方便，当然仪器比较贵，也可以选择普通的消解滴定的方法（回流冷凝管，电炉，铁架台，瓶瓶罐罐什么的，酸碱滴定管，电子天平，必备的药剂，等等）。这主要是需要一些化学用的玻璃器皿和设备。显微镜也是必要的，做污泥镜检常常需要。原子吸收分光光度计如果做金属离子分析也是需要的。

1.污水处理厂的流程不是实验室内的化验过程，简单流程请参考

2.根据《城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002》，城镇污水处理厂出口监测项目为： 化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、悬浮物（SS）、动植物油、石油类、阴离子表面活性剂、总氮（以N计）、氨氮（以N计）、总磷（以P计）、色度（稀释倍数）、pH、流量以及总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅18项。

城镇污水处理厂进口监测项目为化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、悬浮物（SS）、氨氮、流量等五项。

2.实验室内的仪器因污水处理厂条件和检测项目不同而略有差别。比较完备的实验室应该有以下仪器；

电子天平、数字式酸度计（精确测定）或者pH试纸（粗略测定）、干燥箱、电加热板、封闭式可调电炉、分光光度计、BOD测定仪、铁架台、酒精灯、石棉网、各种容积移液管、洗耳球、各种量程量筒、各种体积烧杯和锥形瓶、滤纸（有快滤，0.45微米，0.22微米等，测ss用）、胶头滴管、酸式滴定管、碱式滴定管、酸（碱）式容量瓶、玻璃棒 、溶解氧瓶（测bod用）

另一类是药品，主要是不同的检测项目需要的药品不同，请参考下文。

3.以下方法均可在百度网站上下载（输入类似 GB 7488-87即可）。

A.五日生化需氧量（BOD5）的测定：稀释与接种法(GB 7488-87)

B.化学需氧量(COD)：国标用重铬酸钾法GB11914－89。还有三种其它方法，参考如下：。

不过现在较大的污水处理厂都是用在线仪器测量。

C.悬浮物(SS) 重量法 GB11901－89

D.动植物油 红外光度法 GB/T1648－1996

E.石油类 红外光度法GB/T1648－1996

F.阴离子表面活性剂 亚甲蓝分光光度法 GB7494－87

G.总氮 碱性过硫酸钾-消解紫外分光光度法GB11894－89

H.氨氮 蒸馏和滴定法GB7478－87

I.总磷 钼酸铵分光光度法GB11893－89

J.色度 稀释倍数法GB11903－89

K.pH值 玻璃电极法GB6920－86

L.总汞 冷原子吸收分光光度法GB7468－87

双硫腙分光光度法GB7469－87

M.烷基汞 气相色谱法GB/T14204－93

N.总镉 原子吸收分光光度法（螯合萃取法）GB7475－87

双硫腙分光光度法GB7471－87

O.总铬 高锰酸钾氧化－二苯碳酰二肼分光光度法 GB7466－87

P.六价铬 二苯碳酰二肼分光光度法GB7467－87

Q.总砷 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法 GB7485－87

R.总铅 原子吸收分光光度法（螯合萃取法GB7475－87

双硫腙分光光度法GB7470－87