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自動化在線檢測儀表在污水處理中的應(yīng)用
結(jié)合南寧市瑯東污水處理廠的運行情況,，本文介紹了自動化在線檢測儀表的組成和在污水處理中的應(yīng)用情況，并分析總結(jié)了自控儀表達(dá)標(biāo)管理中應(yīng)注意的問題和操作規(guī)程,。
自動化檢測儀表是自控系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一,。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成：①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量,；②變送器,，將傳感器所測量的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?～20 mA的電流信號，并送到可編程序控制器（PLC）中,；③顯示器,，將測量結(jié)果直觀地顯示出來，提供結(jié)果,。這三個部分有機(jī)地結(jié)合在一起,，缺少其中的任何一部分,，則不能稱為完整的儀表。自動化檢測儀表以其測量,、顯示清晰,、操作簡單等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了**的應(yīng)用,，而且自動化檢測儀表內(nèi)部具有與微機(jī)的接口,，更是自動化控制系統(tǒng)中重要的部分，被稱為“自動化控制系統(tǒng)的眼睛”,。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，自動化檢測技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，自動化檢測儀表在污水處理中也得到**的應(yīng)用,，使污水處理廠不僅節(jié)約了大量的人力,、物力，更重要的是可以及時對工藝進(jìn)行調(diào)整,。本文將以南寧市瑯東污水
1,、工程概述
南寧市瑯東污水處理廠工程1993年底立項,，1997年11月27日正式開工建設(shè)；1999年9月28 日通水試運行,，2000年2月滿負(fù)荷正常運轉(zhuǎn),。
南寧市瑯東污水處理廠，一期工程設(shè)計一級污水處理能力24 萬m3/d控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,，二級污水處理能力10萬m3/d,。設(shè)計服務(wù)范圍30.5 km2，規(guī)劃服務(wù)人口34.3萬人,。經(jīng)過瑯東污水處理廠凈化后的清潔水,，一部分直接排入竹排沖，一部分用于南湖回灌水,，以改善南湖的水污染問題,。
2、處理工藝
南寧市瑯東污水處理廠全套引進(jìn)國外zui**的水處理工藝設(shè)備,，采用二級生物處理工藝的傳統(tǒng)活性污泥法,，并針對南寧市污水水質(zhì)污染物濃度低的特點，在其核心部分--曝氣的工藝中采用OOC工藝,。該工藝具有能耗低,、運行費用少、出水水質(zhì)好,、管理簡便,、運行穩(wěn)定等優(yōu)點,。
從廠外污水干管收集到瑯東污水處理廠的污水，首**行預(yù)處理,。在進(jìn)水泵房經(jīng)過粗格柵,，去除污水中較大的垃圾、漂浮物,；通過5臺大型污水泵將污水提升到細(xì)格柵,，將較小的漂浮物去除；在曝氣沉砂池去除污水中的砂粒和油類,；然后進(jìn)入計量槽,，計量污水處理量。預(yù)處理后的污水在初沉池進(jìn)行一級處理,，去除約30%的有機(jī)物,；初沉池出水進(jìn)入二級處理，先在生物處理工藝的核心部分--曝氣池控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,，進(jìn)行生物降解有機(jī)物,；曝氣池的混合液輸送到二沉池進(jìn)行沉淀，泥水分離,。上層澄清液作為凈化后的清潔排放水,；沉淀下來的污泥一部分回流曝氣池后再生利用，一部分作為剩余污泥回流到初沉池,。初沉池的污泥用泵輸送到污泥濃縮池,，進(jìn)一步濃縮池，通過污泥處理系統(tǒng),，把泥漿態(tài)的污泥脫水,、壓濾，形成干污泥餅,。工藝流程見圖1,。
圖1 污水處理廠工藝流程
3、主要應(yīng)用儀表介紹
3.1 超聲波液位計,、液位差計,、流量計
（1） 格柵運行控制。粗格柵,、細(xì)格柵各安裝了1臺超聲波液位差計,，通過格柵前后的液位差來反映格柵阻塞程度，并傳輸?shù)絇LC控制器,，進(jìn)行分析計算,。當(dāng)液位差超過預(yù)設(shè)的數(shù)值，控制格柵運行，清除垃圾CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有,，保障正常過水,，且合理的減少了設(shè)備磨損。
（2） 提升泵運行控制,。為實現(xiàn)進(jìn)水提升泵的自動控制,，在進(jìn)水泵井處安裝了2臺超聲波液位計，用以測量泵井的水位控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,，實時傳輸?shù)絇LC控制器及上位機(jī)CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有,，進(jìn)行系統(tǒng)分析。根據(jù)測量值對應(yīng)控制程序,，自動控制提升泵的運行組合,。這樣可以根據(jù)廠外來水量準(zhǔn)確及時地調(diào)整泵運行狀態(tài)，減少設(shè)備疲勞,；同時可以取消傳統(tǒng)泵站三班倒的人力資源耗費,。
（3） 流量及處理量實時監(jiān)測。對于污水處理廠的運行管理,，水量是一個重要的控制參數(shù),。準(zhǔn)確及時地掌握進(jìn)水量，對工藝控制及提高污水廠抵抗水力負(fù)荷沖擊能力有重要作用,。傳統(tǒng)的水量測量采用堰板或文丘里流量槽等,，都存在著不能實時監(jiān)測、實時顯示的缺點?，槚|污水處理廠計量槽采用超聲波流量計結(jié)合文丘里槽，能在現(xiàn)場和上位機(jī)實時顯示流量及累計處理量,，達(dá)到了準(zhǔn)確計量處理水量,，以及為運行管理提供實時流量的目的。
3.2 溶解氧計,、氧化還原電位計,、污泥濃度計
（1） 曝氣池溶解氧控制,。南寧市瑯東污水處理廠采用的是傳統(tǒng)活性污泥法的OOC改良工藝在4 個圓型曝氣池內(nèi)圈好氧區(qū),，分別安裝了測量范圍是0.05～10 mg/L的溶解氧計，實時監(jiān)控溶解氧濃度,，傳輸?shù)絇LC及上位機(jī),。當(dāng)實測濃度小于設(shè)定濃度時，自動控制系統(tǒng)啟動鼓風(fēng)機(jī),，給曝氣池充氧,；相反地，當(dāng)氧氣充足時，就會停止運行鼓風(fēng)機(jī),。通過溶解氧計控制鼓風(fēng)機(jī)可以地根據(jù)好氧菌群對溶解氧的需求控制鼓風(fēng)機(jī)的啟動和停止,，在保證了菌群良好生化能力的同時節(jié)約了能耗，保護(hù)了設(shè)備,，增強(qiáng)了好氧菌群的分解能力,。
（2） 曝氣池好氧段與缺氧段的控制,。在每個曝氣池的外圈的好氧區(qū)與缺氧區(qū)的臨界面都安裝了測量范圍是-500～500 mV的氧化還原電位計,，通過測量的氧化還原電位可以控制鼓風(fēng)機(jī)的高速運行，給外圈供氧,，形成強(qiáng)好氧曝氣階段和缺氧階段的交替,，進(jìn)而提高處理工藝中除磷脫氮的能力。如果沒有安裝氧化還原電位計,。那么鼓風(fēng)機(jī)的運行只能通過時間控制,，這樣一來就會明顯降低除磷脫氮的效果。
?。?） 曝氣池污泥濃度控制,。曝氣池的污泥濃度是一個重要工藝參數(shù)。在傳統(tǒng)的污水處理廠,，污泥濃度依靠實驗室使用舊的試驗方法進(jìn)行監(jiān)測,，在數(shù)據(jù)提供的及時性和性上，存在很大的缺陷,。難以及時進(jìn)行回流污泥和剩余污泥量的工藝調(diào)整,，就造成時間上和準(zhǔn)確度上的誤差。南寧市瑯東污水處理廠在每個曝氣池上都安裝了一個測量范圍是為0.5～10 g/L 在線污泥濃度測量計,，很好地解決了這個問題,。安裝污泥濃度計可以隨時根據(jù)測量的污泥濃度，適時地調(diào)整曝氣池的工藝,，同時減輕了實驗室工作人員的勞動強(qiáng)度,。
3.3 電磁流量計、氣體流量計
在回流污泥管道和剩余污泥管道中南寧市瑯東污水處理廠安裝了5臺測量范圍是0～1 200 m3/h的電磁流量計測量回流污泥和剩余污泥的流量,。安裝流量計后,，值班人員可以根據(jù)顯示的流量是否正確，從而判斷回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常,，解決了潛水泵無法簡單判斷工作是否正常的難題,，而且電磁流量計還具有安裝方便，維護(hù)簡單的特點,。
鼓風(fēng)機(jī)與曝氣池間的空氣管道上直接安裝的4臺測量范圍0～4000 m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體流量計,。氣體流量計的安裝可以使值班人員隨時了解鼓風(fēng)機(jī)向曝氣池提供氣體的量,。
4、運行管理體會
4.1 運行管理經(jīng)驗
南寧市瑯東污水處理廠自2000年2月正式運行,，在兩年多的運行管理中,，總結(jié)了保證自動化檢測儀表正常運行幾點經(jīng)驗如下：
（1） 保持自動化檢測儀表傳感器的清潔,。定期專人清洗探頭,，保證數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性。因為儀表在污水環(huán)境中工作,，所以儀表的清潔工作就顯得尤為重要,，特別是直接與污水接觸的溶解氧計、氧化還原電位計及污泥濃度測量計等分析儀表,，為了保證儀表的正常工作,，我們定期由專人清洗，每7天就全面清洗1次儀表,，清洗時要求使用柔軟的材料,，以免損壞儀表。
?。?） 定期校正各種儀表,。儀表在長期運行過程中難免會產(chǎn)生測量誤差，這就需要定期校正,，以保證儀表測量的準(zhǔn)確性,，對分析儀表我們制訂了每兩月定期校正1次；而且要求實驗室工作人員利用分析方法分析對應(yīng)的檢測項目,，并與現(xiàn)場儀表監(jiān)測結(jié)果比較,，如果偏差太大，那么應(yīng)適時對儀表進(jìn)行校正,，確保準(zhǔn)確,。
（3） 保證儀表供電電壓的穩(wěn)定性,，延長儀表的使用壽命。瞬間的高電壓沖擊往往使儀表很容易燒壞,。南寧市瑯東污水處理廠運行過程中,，就發(fā)生了多次因供電電壓不穩(wěn)定，而使超聲波液位差計和超聲波液位計的變送器損壞,，從而影響了自控系統(tǒng)的正常工作的情況,。南寧市瑯東污水處理廠正進(jìn)行技術(shù)改造避免供電電壓不穩(wěn)定對儀表造成的損壞，降低運行成本,，提高經(jīng)濟(jì)效益,。
4.2 幾點體會
在運行過程中，我們還有以下體會：
（1） 要提高污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益和管理水平僅有以上這些儀表是不夠的,，還應(yīng)增加鼓風(fēng)機(jī)出口壓力計,、初沉池污泥泵出口流量計等監(jiān)測儀表，對大鼓風(fēng)機(jī)出口壓力和濃縮池進(jìn)口流量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)節(jié),。
?。?） 進(jìn)口儀表的備件、部件昂貴而且購買困難,，影響儀表的使用,、維修。例如,，一個因供電電壓不穩(wěn)定而損壞的超聲波液位差計變送器維修費需8000多元,，更換新變送器需15000多元；更換一個氧化還原電位計電極需2000多元,，而且氧化還原電位計電極使用期限一般為兩年,；一般的企業(yè)很難長期支付這一昂貴費用。進(jìn)口儀表的標(biāo)準(zhǔn)化校對困難,，一般的質(zhì)量檢驗部門都不接收污水處理儀表的檢測,。國產(chǎn)儀表的普及仍跟不上，價格優(yōu)勢不能很好的體現(xiàn),，一定程度上影響了自動化檢測儀表在污水處理廠中的應(yīng)用,。
總體來講，自動化檢測儀表在污水處理廠的應(yīng)用中發(fā)揮很大作用,，但在實際應(yīng)用中仍存在一些問題,，我們相信今后自動化檢測儀表將會為中國的環(huán)保事業(yè)發(fā)揮更大的作用。