污水處理中自動化在線檢測儀表技術應用

杭州余杭水務有限公司 311100

摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)化的推進，排污量也日益增多，電氣自動化技術已普遍應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越重要的作用。結合污水處理廠的運行情況，介紹自動化在線檢測儀表的組成和在污水處理中的應用情況，并分析總結了自動化在線檢測儀表達標管理中應注意的問題和操作規(guī)程。

關鍵詞：電氣自動化；在線檢測儀表；污水處理；PLC

隨著科學技術的發(fā)展，自動化檢測技術得到了很大的發(fā)展，自動化檢測儀表在污水處理中也得到廣泛的應用，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行調整。本文將介紹自動化檢測儀表在污水處理中的應用。

1、概述

某污水處理廠設計規(guī)模為日處理污水5萬噸，處理工藝為 DE 氧化溝，現(xiàn)日均收集、處理污水量約4.7萬噸。處理后的污水清澈透明，經(jīng)出水COD、氨氮在線儀器監(jiān)測及環(huán)保部門檢測，處理后的水質達到國家一級 B 類排放標準，至今運轉狀況良好。

2、處理技術分析

城市的生活污水通過污水管網(wǎng)收集到位于中心城區(qū)的提升泵站，首先進行第一道處理工序粗格柵，去除污水中較大的垃圾、漂浮物；隨后通過污水泵將污水通過過江管道輸送到位于某鎮(zhèn)的污水處理廠；進入第二道處理工序細格柵，將較小的漂浮物去除；在比式沉砂池中去除污水中的砂粒和油類。

預處理后的污水進入二級生化處理，在生物處理工藝的核心部分——曝氣池，進行生物降解有機物；曝氣池的混合液輸送到終沉池進行沉淀，泥水分離。上層澄清液消毒后作為凈化后的清潔排放水；沉淀下來的污泥一部分回流到曝氣池后再生利用，一部分作為剩余污泥用泵輸送到儲泥池，通過污泥處理系統(tǒng)，把泥漿態(tài)的污泥進行濃縮、脫水、壓濾，形成泥餅狀，最終運往垃圾處理廠進行衛(wèi)生填埋。

3、主要應用儀表介紹

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，進行分析計算。當液位差超過預設的數(shù)值，控制格柵運行，清除垃圾，保障正常過水，且合理的減少了設備磨損。

（2）提升泵運行控制

為實現(xiàn)進水提升泵的自動控制，在進水泵井處安裝了2臺超聲波液位計，用以測量泵井的水位，實時傳輸?shù)?PLC 控制器及上位機，進行系統(tǒng)分析。根據(jù)測量值對應控制程序，自動控制提升泵的運行組合。這樣可以根據(jù)廠外來水量準確及時地調整泵運行狀態(tài)，減少設備疲勞。

（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)。準確及時地掌握進水量，對工藝控制及提高污水廠抵抗水力負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。污水處理廠計量槽采用超聲波流量計，能在現(xiàn)場和上位機實時顯示流量及累計處理量，達到了準確計量處理水量，以及為運行管理提供實時流量的目的。

3.2溶解氧計、污泥濃度計

（1）曝氣池溶解氧控制

污水處理廠采用的是DE氧化溝工藝，在曝氣池內(nèi)，分別安裝了測量溶解氧的儀器，實時監(jiān)控溶解氧，并傳輸?shù)?PLC 及上位機。通過溶解氧數(shù)值調整曝氣轉碟運轉開停狀態(tài)，在保證了菌群良好生化能力的同時節(jié)約了能耗，保護了設備，增強了好氧菌群的分解能力。

（2）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行監(jiān)測，在數(shù)據(jù)提供的及時性和精確性上，存在很大的缺陷。難以及時進行回流污泥和剩余污泥量的工藝調整，造成時間上和準確度上的誤差。污水處理廠在每組曝氣池上都安裝了一個測量范圍為0～10 g/L的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)精確測量的污泥濃度，適時地調整曝氣池的工藝，同時減輕了實驗室工作人員的勞動強度。

3.3電磁流量計

在回流污泥管道和剩余污泥管道中污水處理廠安裝了2臺電磁流量計，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，維護簡單的特點。

4、基于PLC的應用

使用計算機控制的無線調度系統(tǒng)控制井群遙控系統(tǒng)以便管理生產(chǎn)，同時將操作人員的所有操作都記錄下來形成電子報表使調度具有可追溯性。本無線調度系統(tǒng)包含了調度中心控制系統(tǒng)、井群遙控系統(tǒng)及配套電氣控制柜。調度中心控制系統(tǒng)負責編輯計劃指令并下達給井群遙控系統(tǒng)以及接受返回的儀表及設備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。

調度中心下達的指令直接顯示在井群遙控系統(tǒng)終端的液晶屏上，使井群遙控系統(tǒng)的操作人員照單操作徹底改變了傳統(tǒng)的調度人員口頭下達指令的模式。井群遙控系統(tǒng)主要由無線數(shù)傳設備（MDS2710c無線數(shù)傳電臺），PLC、計算機主機、LCD顯示屏組成。深井的配套電氣柜通過小型PLC使用無線的方式實現(xiàn)水泵設備的遙開、遙關及反饋深井儀表數(shù)據(jù)、設備的狀態(tài)及安全狀態(tài)，進行信號雙向傳輸。

5、技術提升

為節(jié)約能源，降低成本，根據(jù)現(xiàn)有水量未完全滿負荷運行的實際情況，通過科學合理調節(jié)運行模式，在確保污水處理廠出水水質達標排放的同時，積極探索污水處理廠最佳運行模式，努力降低生產(chǎn)運行成本。由于污水處理廠需24小時不間斷運行。耗電量較高，其電量占到了污水處理成本一半以上。為節(jié)約能源，降低運行成本，我們根據(jù)各工藝段在線儀表數(shù)值、水質變化等情況隨時調整運行狀態(tài)。同時在廠內(nèi)電能消耗大的轉碟和污泥回流泵設備上加裝了節(jié)電器，進行技術改造，通過運行對比并經(jīng)專業(yè)機構測評，單臺節(jié)電器節(jié)電率在10%左右；提高了用電效率，增大了變壓器的寬裕度；提高功率因素，改善用電質量；保護用電設備安全，有效延長了原有設備的使用壽命，降低了維護成本。

6、自動化在線檢測儀表運行管理

（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 pH 計溶解氧計、污泥濃度測量計等分析儀表，為了保證儀表的正常工作，我們每周由專人進行全面清洗儀表，并要求使用柔軟的材料，以免損壞儀表。

（2）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確性，對分析儀表我們制訂了每月定期校正1次；而且要求實驗室工作人員利用分析方法分析對應的檢測項目，并與現(xiàn)場儀表監(jiān)測結果比較，及時對儀表進行校正，確保準確。

7、結論

在以活性污泥法處理污水的生產(chǎn)過程中，自動化在線檢測儀表發(fā)揮了巨大作用。它有助于我們更精確、及時、簡便地獲取各項數(shù)據(jù)，準確調整運行模式從而確保出水水質達標排放。

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