监测仪表在污水处理中的应用

1 引言

　　自动检测仪表是控制系统中最为关键的子系统之一。一般的自动检测仪表主要由三个部分组成：传感器，将非电量信号转换为电信号的装置；变送器，将经传感器所转换的电信号转变为易于处理的4～20ma电流信号或0～5v的电压信号，并送到可编程序控制器(plc)中进行分析计算并处理；显示器，将测量结果直观地显示出来。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的检测仪表。自动检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为“自动化控制系统的眼睛”。随着科学技术的发展，自动化检测技术也得到了很大的发展，自动化检测仪表在污水处理中也得到广泛的应用，使污水处理厂不仅节约了大量的人力、物力，更重要的是可以及时对污水处理工艺进行调整。本文将以江苏沙钢集团宏发焦化厂化产车间污水处理为例介绍自动检测仪表在污水处理系统中的应用。

2 污水处理工艺

　　江苏沙钢集团宏发焦化厂化产车间污水处理工段主要接受来自其他工段的蒸氨废水及煤气水封水。首先进行废水的预处理，废水进入除油池，在两台批油装置机的作用下初步去除污水中油污杂物；通过气浮装置的2台污泥刮渣机去除表面的泡抹，将较小的漂浮物去除；其次进行生化处理。主要是通过厌氧池、缺氧池和好氧池进行一系列的化学反应。经过简单预处理过来的水在厌氧池、缺氧池及好氧池进行反硝化反应，炭化反应和硝化反应，降低污水中的cod、氨胆含量以及溶解氧；接下来通过加混凝剂沉淀污水中的悬浮杂质，最后进行净化过滤处理，将处理过的水在指标达标后进行排放，处理下来的污泥用带式压滤机压榨后可以作为再生资源利用。工艺流程见附图所示。

附图 污水处理的工艺流程图

3 污水处理仪表

　　3.1 超声波液位计

　　污水提升井和厌氧给水井各安装了1台超声波液位计，通过井槽里面的前后液位差反映从其他工段过来的煤气水封水的一个量的程度和去厌氧池污水情况，并传输到plc控制器，进行分析计算。当液位超过设定值时，现场泵的操作柱开关打在自动位置时就可以实现自动控制井的水泵自动开停。这样可以根据外来水量准确及时地调整泵运行状态，减少设备疲劳；同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。

　　3.2 流量计与变送器

　　流量及处理量的实时监测。对于污水处理工段的运行进行管理，水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量，对工艺控制及提高污水工段抵抗水力负荷冲击能力有重要作用。传统的水量测量采用堰板或文丘里流量槽等，都存在着不能实时监测、实时显示的缺点。江苏沙钢集团宏发焦化厂化产车间污水处理在回流污泥管道和剩余污泥管道以及厌氧池中安装了5台测量范围是0～1200m3/h的进口电磁流量计测量回流污泥和剩余污泥的流量。电磁流量计不但能在现场显示水的流量，而且可以通过plc的传输在上位机实时显示流量及累计处理量，达到了准确计量处理水量，以及为运行管理提供实时流量的目的。安装电磁流量计后，值班人员可以根据显示的流量是否正确，从而判断回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常，解决了潜水泵无法简单判断工作是否正常的难题，而且电磁流量计还具有安装方便，维护简单的特点。污水酚氰鼓风机在往好氧池鼓风时，我们在二者之间的空气管道上直接安装的4台测量范围0～4000m3/h(标准状况)的气体流量计，然后通过eja变送器4-20ma信号转换来获取管道中的风量，并通过plc系统实时的在上位机进行显示与监控。

　　3.3 溶解氧计与ph检测计

　　车间处理工段采用的是传统活性污泥法的工艺。好氧池的生物处理无疑是污水处理的最重要的环节，通过好氧池内的生物处理，可以有效地去除污水中的各种有机污染成分。用于给好氧池充氧的污水酚氰鼓风机是污水处理工段电能消耗的主要设备，消耗电能约占到整个工段消耗电能的一般以上，为减少由于过多的不必要充氧而造成的电能浪费。在污水处理工段的生化处理区域分别安装了测量范围是0.05～10mg/l的溶解氧计，实时对溶解氧浓度进行在线检测，将检测到的浓度转换成标准电流信号并及时传输到plc及上位机。当检测浓度小于或大于规定范围时，plc立即发出控制指令调节污水酚氰鼓风机的出口阀门，从而保证了好氧池细菌良好的生化能力，增强了好氧菌群的分解能力，也降低了污水处理工段的电能消耗。要想污水处理有较好的效果，我们必须有效的控制生化池进水的酸碱浓度。一般的要求酸碱浓度控制在7-8之间，为了减轻操作人员的劳动强度，在生化处理区域安装了ph计在线检测装置，实时检测生化池进水的酸碱浓度。并通过与plc控制系统的有机结合，使现场检测到的数据传输到plc及上位机，直接在电脑画面上就可以随时观察到进水及生化池中水的酸碱浓度情况，方便对其及时做出的调整。

3.4 污泥浓度计

　　污泥浓缩池的污泥浓度控制。污泥浓缩池的污泥浓度是污水处理工序一个重要的工艺参数。在传统的污水处理厂，污泥浓度依靠实验室使用旧的试验方法进行监测，在数据提供的及时性和精确性上，存在很大的缺陷，难以及时进行回流污泥和剩余污泥量的工艺调整，就造成时间上和准确度上的误差。江苏沙钢集团宏发焦化厂化产车间的污水处理工段在每个污泥浓缩池上都安装了一个测量范围是为0.5～10g/l在线污泥浓度测量计，将检测到的浓度信号转换成4-20ma标准的电信号并及时传输到plc及上位机与系统设定的参数相比较，根据比较结果做出相应的控制，就很好地解决了这个问题。安装污泥浓度计可以随时根据精确测量的污泥浓度，适时地调整污泥浓缩池的工艺，同时减轻了实验室工作人员的劳动强度。

4 污水厂仪表管理

　　江苏沙钢集团宏发焦化厂化产车间污水处理厂自2003年10月正式运行，在两年多的运行管理中，总结了保证自动化检测仪表正常运行几点经验。

　　(1) 探头清洁

　　保持自动化检测仪表传感器的清洁。定期安排专人清洗探头，保证数据采集的准确性。因为仪表在污水环境中工作，仪表的清洁工作就显得尤为重要，特别是直接与污水接触的溶解氧计、氧化还原电位计及污泥浓度测量计等分析仪表，为了保证仪表的正常工作，我们定期安排专人清洗仪表探头，每7天就全面清洗1次仪表，清洗时要求使用柔软的材料，以免损坏仪表。

　　(2) 仪表校正

　　定期校正各种仪表。仪表在长期运行过程中难免会产生测量误差，这就需要定期对检测仪表进行校正，以保证仪表测量的准确性，对分析仪表我们制订了每两个月定期校正1次；而且要求实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目，并与现场仪表监测结果比较，如果偏差太大，那么应适时对仪表进行校正，确保检测数据准确。

　　(3) 供电保护

　　保证仪表供电电压的稳定性，延长仪表的使用寿命。瞬间的高电压冲击往往使仪表很容易烧坏。江苏沙钢集团宏发焦化厂化产车间污水处理在运行过程中，就发生了多次因供电电压不稳定，而使超声波液位计和超声波液位计的变送器损坏，从而影响了自控系统的正常工作的情况。江苏沙钢集团宏发焦化厂化产车间污水处理厂正进行技术改造避免供电电压不稳定对仪表造成的损坏，降低运行成本，提高经济效益。

5 结束语

　　自动化检测仪表在污水处理工段的应用中提高生产效率的同时极大的减轻了劳动强度。相信随着科学技术的不断发展，今后自动化检测仪表将会为污水处理方面以及其他环保工作发挥更大的作用。