根据洛克河的最大日总负荷(TMDL ),运营商努力将月平均污水总磷(TP)水平维持在1.0 mg P/L以下。在所有的活性污泥设施中都有一些磷的去除——由于正常的生物量增长，每去除100毫克BOD/L，大约去除1毫克P/L，当污泥被废弃时，这些磷被丢弃。然而，要在WWTP水城达到必要的排放质量，还需要额外的推动。
WWTP水城工作人员使用化学增强剂氯化铁，它被添加到最终沉淀池上游的混合液中。向混合液中加入氯化铁时发生的化学反应很复杂，包括快速反应和慢速反应。最终，溶解的磷酸盐转化为颗粒磷。在这种称为同步沉淀的方法中，颗粒磷与混合液共沉淀，并与废活性污泥(WAS)一起去除，如图1所示。
在连续监测水城系统之前，工厂操作人员谨慎使用大剂量的氯化铁，以确保总磷水平保持在规定的限值以下。
沃特敦市供水系统经理凯文·弗雷伯回忆说:“这些人会在早上和下午读取正磷酸盐的读数，如果磷酸盐含量高，就会提高氯化铁的含量。”。"基本上，他们是在猜测加入混合液的正确量."
“如果下午读数仍然很高，或者更高，他们会提高到下一个进料速度，”他补充道。“它会这样运行七八个小时，直到第二天早上。他们会在周末结束工作，让它开足马力。”
在许多情况下，结果是氯化铁的过度使用。“这不是他们的错，”弗雷贝指出。“他们只是没有合适的工具来做出好的决策。”
连续正磷酸盐监测
2012年，Freber和他的团队在工厂安装了他们的第一台自动化正磷酸盐分析仪，该分析仪的设计流量为每天520万加仑(MGD ),但平均每天处理3.0 MGD的流量。该仪器是木质部品牌WTW的第一代正磷酸盐分析仪，每15分钟测量一次紫外净化系统上游二级流出物中的正磷酸盐。然后，它自动调节氯化铁进料泵，根据0.7 mg P/L的设定值调节化学输入速率。
“在我们安装第一台正磷酸盐分析仪之前，我们每年在氯化铁上花费超过100，000美元，”Freber说。“在使用分析仪的第一年，我们节省了25，000美元，足以支付设备的费用。从那以后，我们每年的氯化铁收入大约为6万到7.5万美元。”工厂员工还意识到其他好处，如减少污泥产量，进一步降低污泥处置的运营成本。
2015年，弗雷贝曾与马尔卡希·肖水升级到一个新的智商传感网络P700 IQ正磷酸盐分析仪由YSI制造(请求定价)，也是木质部品牌。
新型P700 IQ显著降低了试剂成本，并将溶液更换间隔延长至每四到八个月一次。新仪器增加的功能之一是其0.05至50.00 mg P/L的宽测量范围。广泛的检测能力为工厂设计人员和管理人员提供了在处理系统内不同位置设置监控系统和氯化铁输入的灵活性。
氯化铁或明矾可以添加到生物过程上游或下游的废水中，这取决于工厂工作人员是想用初沉污泥还是废活性污泥(WAS)去除磷。它可以在初级沉淀池、最终沉淀池或污水过滤器中去除。一旦他们决定了磷在哪里沉淀，他们就可以决定在哪里安装监测系统。我们的大多数客户选择使用WAS除磷，并将P700 IQ分析仪安装在下游，以确保充分除磷。
在控制系统的最简单实现中IQ传感器网络系统向客户的SCADA系统或直接向进料泵发送4至20 mA的比例信号，根据orthoP分析仪的反馈控制化学品。前馈控制系统根据上游正磷酸盐浓度和测得的废水流量计算所需的化学品进料速率。客户可以轻松地对IQ SensorNet进行编程，从而灵活地根据特定工厂设计和废水特性的需求定制化学剂量。
在WWTP水城，P700 IQ的正磷酸盐测量每15分钟进行一次，并输入到Starnet Technologies为水城定制开发的软件中。使用追溯到2003年的记录，当沃特敦设施投入使用时，Freber和软件团队将历史正磷酸盐、氯化铁和最终总磷水平相关联，以建立一种算法来控制化学输入。
系统对P700分析仪的读数作出反应，在5至60赫兹的范围内以5赫兹的增量调整泵速。图2中的截屏说明了系统是如何工作的。绿色显示的泵速保持在最低水平，直到蓝色显示的正磷酸盐(OP)浓度超过设定的0.7 mg P/L设定值。泵速增加，直到OP浓度达到峰值并开始下降。当OP浓度降至设定值以下时，泵速再次回到最低速度。
“一旦我们设置了程序，因此实际的正磷酸盐读数对运行氯化铁泵有意义，这就很容易了，”Freber说。“它自己往上走，自己往下走。“这只是‘设置好就忘了它’，我们知道我们不会超过1毫克总磷/升的限制，这让我们感到欣慰。”
非常适合
弗雷贝表示，他与制造商代表马尔卡希·肖(Mulcahy Shaw)和YSI的合作经历让他顺利轻松地转向自动化，并升级到新的P700 IQ。
“马尔卡希·肖是一群很好的合作伙伴，”他说。“汤姆·马尔卡希真的很关心他的客户，他努力为我争取到了新的设备。他们把P700运到了我们这里，我的机械师把它装好，来自Mulcahy Shaw的Mark Duerr做了一个半小时的培训。这就是全部。”
水城污水处理厂沉淀池
“销售代表工作非常努力，我知道YSI非常努力地生产出高质量的产品，这将真正帮助客户，”他补充道。
IQ SensorNet P700 IQ在多个方面帮助了Watertown团队。他们的24，000居民社区以其最先进的环保废水处理设施而自豪，其脱水生物固体“蛋糕”应用于附近的农场。
“自动化磷管理的投资很快就收回了成本，”Freber说。
“这很重要，不仅仅是我的预算。我推销这个概念，因为我们使用的化学物质少得多。”
