廃水過程のモニタリングは水資源回収施設（WRRF）の有効な管理にとって極めて重要である。実験室による人工サンプリングまたは混合サンプルの測定はコンプライアンス監視の主要な方法である。しかし、プロセス監視は、オンラインアナライザテーブルを介して行われることが増えている。連続モニタリングは意思決定の制定に重要な情報を提供し、操作者の毎日の多周波サンプリングと測定過程パラメータの負担を軽減し、下水処理場に化学品とエネルギーの投入を最大限に減少させ、技術異常を回避させることができる。過去10年間で、センサ技術の選択と信頼性が大幅に向上しました。例えば、分光光度法に基づくセンサは、頻繁に補充する必要がある高価な試薬を使用することなく、重要なパラメータを直接測定するために使用できるようになった。

廃水処理過程のモニタリングにおける分光光度法に基づくセンサの適切な選択、調整、メンテナンス、操作と応用方法硝酸塩、亜硝酸塩、有機炭素パラメータを含む廃水中の多くの重要物質は、紫外線と可視光（UV−Vis）の吸収に基づいて測定することができる。セレマー傘下のブランドWTW IQ SensorNetプロセス監視システムの一部である紫外可視光センサを例に、その測定原理、設計、動作を概説した。

廃水処理モニタリング

廃水処理モニタリングは、各プロセス段階後の出水水質の検証と処理効率の評価に重要である。市政の水資源回収施設は主に活性汚泥処理技術を採用している。活性汚泥は生物過程であり、有機炭素を二酸化炭素（COガリウム）に変換し、脱窒改造を行うと、アンモニア窒素を窒素（Nガリウム）に変換して溶解と粒子汚染物を除去する。

BODとCODは多くの異なる物質の総合パラメータであり、単独で測定するには大量の分析作業が必要である。BODとCODはサンプル中の有機炭素酸化に必要な酸素ガス量を測定する指標である。測定単位はmg Oガリウム/Lである。BODについては、反応は細菌によって触媒される。長時間（5日間）培養に必要な正確な条件のために試験を実験室に制限する以外、この方法は技術に非常に敏感であるため、精度に問題がある可能性がある。COD法はより激しい化学酸化であり、ほとんどの有機炭素が酸化される。BODよりも速いが、試料採取、試料調製設備、試薬補充が必要なため、オンラインアナライザでの実施コストが高い。総有機炭素（TOC）の使用は少ないが、プロセス制御におけるBODの補充や代替として人気が高まっている。TOC方法はサンプル中の有機炭素の直接測定であり、測定単位はmg C/Lである。TOC測定はBODやCODよりも速く、より簡単で、COD方法のように水銀を使用する必要はありません。TOC測定は、特に高級水資源回収施設の水などの有機含有量が極めて低いサンプルに対してもより正確である可能性がある。

廃水中の窒素の十分な除去がますます重要になっている。窒素は藻類を含む生物成長をサポートする重要な通常の栄養素である。栄養豊富な水域では、藻類の成長と死が加速し、酸素が不足することがあります。これは魚類や他の水生生物には適さない低酸素条件です。処理後の廃水はいくつかの流域の重要な栄養物源である。そのため、すべての窒素種の監視と制御に大きな意義がある。未処理廃水中の硝酸塩と亜硝酸塩は通常無視できる。そのため、処理後の廃水に現れる両者のいずれも生物硝化作用の結果であり、硝化作用は廃水中のアンモニアを硝酸塩に変換する。及び効率的な硝化作用は最大硝酸塩濃度を実現することができる。亜硝酸塩と硝酸塩の総和（総称してNOxという）は、反硝化作用と呼ばれる別の生物反応によって窒素ガスに変換され、廃水から除去される。もし反硝化作用が曝気槽で発生すれば、これは水資源回収施設にとって良いことである。それは処理後の水から出る総窒素（TN）を減少させ、この反応は酸素を入力する必要がないので、必要なエネルギー強度を減少させる。しかし、最終沈殿池の汚泥層に反硝化作用が発生すると、これは悪いことになる。発生した窒素気泡は固体を浮上させ、汚泥還流の制御を妨害し、固体が堰にあふれた時に処理後の出水中の総懸濁固体（TSS）とBODを増加させ、排出制限値違反を引き起こす可能性がある。

硝化または反硝化過程における制限は、亜硝酸塩の蓄積、さらに多くのコンプライアンス問題を引き起こす可能性がある。塩素消毒のある施設は、亜硝酸塩窒素1 mg/Lが塩素5 mg/Lを消費するため、塩素需要の増加にすぐに気づくだろう。塩素添加量についていけないと消毒不足や処理後の水出し中の細菌レベルの増加につながる。他の影響はもっと微妙かもしれないが、同様に問題がある。亜硝酸塩は水生生物に対して毒性が大きく、硝酸塩よりも毒性が大きい。1 mg/L以上の亜硝酸塩窒素は、水全体の毒性（WET）試験に失敗する可能性がある。亜硝酸塩窒素レベルの上昇の影響はそれだけではない。奇妙なことに、亜硝酸塩を生成し消費する細菌（総称して硝化細菌と呼ばれる）は亜硝酸塩に敏感であり、これは壊滅的なフィードバックサイクルを形成し、その中の1つの小さな妨害は硝化作用の死亡螺旋と技術異常を招き、長期にわたって出水アンモニア窒素の限界値に合わないことを引き起こす可能性がある。一方、亜硝酸塩蓄積は、廃水処理効率を高めるために使用することができる。亜硝酸塩の短距離脱窒素に対する理解と発展は革新的な技術の発展を推進し、これらの技術は意図的に亜硝酸塩を通じて脱窒素過程を短縮し、それによってエネルギーと化学コストを低減する。

窒素の形態は、イオンクロマトグラフィー、比色法、電位法など、多くの異なる方法で測定することができる。クロマトグラフィーは非常に正確ですが、実験室での使用に限られています。比色法は高品質の測定を提供することもできるが、サンプリングとサンプル調製のための補助装置が必要であり、試薬を補充する必要がある。