污水處理中自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

張志強(qiáng)

摘 要： 近些年來(lái)，我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展產(chǎn)生了大量的污水，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞?，F(xiàn)階段，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提升，工業(yè)污水處理成為社會(huì)大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。本文將就污水處理過(guò)程中自動(dòng)化儀表的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的探索研究。

關(guān)鍵詞： 污水處理；自動(dòng)化儀表；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

前言：水是社會(huì)發(fā)展和人類(lèi)生存不可缺少的資源，近些年來(lái)我國(guó)水資源緊張的問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重，因此我國(guó)在水資源保護(hù)、凈化以及循環(huán)再利用等領(lǐng)域投入了大量的資源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備在污水處理中得到了有效的應(yīng)用，自動(dòng)化儀表就是其中的一種類(lèi)型，因此探究自動(dòng)化儀表在污水處理中的設(shè)計(jì)應(yīng)用具有十分中的實(shí)踐意義。

1.污水處理中自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)探究

在污水處理之前，必須對(duì)污水中的雜質(zhì)以及成分含量等參數(shù)進(jìn)行明確，如此才能有針對(duì)性的采取最合適的處理方法。但是隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，污水成分的復(fù)雜性出現(xiàn)了大幅度的提高，若是依舊采用傳統(tǒng)的人工測(cè)量的方法很容易出現(xiàn)誤差，因此必須將自動(dòng)化儀表引入到污水處理中，以此實(shí)現(xiàn)污水處理作業(yè)成效的提高。

1.1污水處理中自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)原則分析

考慮到污水成分混雜的特征，及時(shí)針對(duì)同一出處的污水采取的處理方式也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一定的差異，因此在自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須充分考慮到自動(dòng)化儀表采樣過(guò)程的代表性以及運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，如此才能充分發(fā)揮出自動(dòng)化儀表應(yīng)有的作用，促進(jìn)污水處理效果的提升。具體設(shè)計(jì)原則包括以下幾個(gè)方面：首先，為了保障自動(dòng)化儀表運(yùn)行的穩(wěn)定性，應(yīng)該盡可能的采用一些高精度和高穩(wěn)定性的儀器。其次，經(jīng)濟(jì)性原則。在保障自動(dòng)化儀表精確度以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上充分考慮成本因素，正確以最少的成本獲得最大的效益。再次，針對(duì)污水中可能存在的腐蝕性成分，自動(dòng)化儀表的表面必須具備良好的抗腐蝕性能。只有做到科學(xué)選用材料才能保障自動(dòng)化儀表的使用壽命。最后，充分考慮到自動(dòng)化儀表的工作環(huán)境，如沼氣池、污水處理廠雷區(qū)等，必須有針對(duì)性的為其設(shè)置一定的防護(hù)措施，避免自動(dòng)化儀表因意外事故出現(xiàn)損壞。

1.2污水處理自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)分析

將自動(dòng)化儀表應(yīng)用于污水處理的過(guò)程中，自動(dòng)化儀表表面很容易附著一些污水中包含的雜質(zhì)，長(zhǎng)此以往不加處理，將會(huì)對(duì)自動(dòng)化儀器的運(yùn)行穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響，進(jìn)而損害到儀器檢測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。因此在自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須解決儀表的清潔問(wèn)題。首先，將自動(dòng)化儀表設(shè)置在方便拆卸的部位，工作人員可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)儀表進(jìn)行調(diào)整。其次，結(jié)合自動(dòng)化儀表的工作地點(diǎn)和工作環(huán)境制定科學(xué)合理的維護(hù)保養(yǎng)措施，使其長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下。

1.3科學(xué)選用自動(dòng)化儀表

在自動(dòng)化儀表選型的過(guò)程中，除了要考慮到污水采樣分析、儀表穩(wěn)定運(yùn)行等方面的因素之外，還需考慮到自動(dòng)化儀表的應(yīng)用場(chǎng)景以及污水的實(shí)際情況。例如，在污水包含腐蝕性雜質(zhì)的情況下，選擇具有較強(qiáng)耐腐蝕性的自動(dòng)化儀表。

2.污水處理中自動(dòng)化儀表的具體應(yīng)用

2.1溫度儀表在污水處理中的應(yīng)用

一般情況下，污水處理都需要經(jīng)過(guò)一道厭氧消化的工序，在這一環(huán)節(jié)，需要利用溫度儀表和壓力儀表進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，方便工作人員結(jié)合其動(dòng)態(tài)對(duì)厭氧消化的條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以此獲得最佳效果。在溫度儀表應(yīng)用的過(guò)程中，最常采用的熱敏元件是鉑熱電阻，但是考慮到鉑熱電阻的溫度控制點(diǎn)數(shù)較小，因此通常需要和溫度變送器同時(shí)使用。通過(guò)二者的綜合應(yīng)用可以將熱信號(hào)轉(zhuǎn)化為4～20mA的電信號(hào)，之后將電信號(hào)和模擬量模塊相連接，如此就可以完成了數(shù)據(jù)提取和簡(jiǎn)化處理的整個(gè)過(guò)程。

2.2流量?jī)x表在污水處理中的應(yīng)用

流量?jī)x表在污水處理中發(fā)揮著十分重要的作用，主要表現(xiàn)在污水量、污水回流量以及曝氣量等參數(shù)的檢測(cè)，為污水處理運(yùn)行條件的控制提供詳實(shí)可靠的依據(jù)。此外，流量?jī)x表還可以用于污水處理過(guò)程中設(shè)備運(yùn)行狀況的判斷。當(dāng)前階段，可用于污水處理的流量?jī)x表主要包括超聲波流量計(jì)、壓差式流量計(jì)以及電磁流量計(jì)等幾種類(lèi)型，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該結(jié)合自身實(shí)際需求選擇最合適的一種，保障污水處理的實(shí)效性。

我單位采用較多的是電磁流量計(jì)。電磁流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，根據(jù)導(dǎo)電流體通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體流量的。其主要特點(diǎn)就是不受流體密度、溫度、粘度、壓力以及電導(dǎo)率變化的影響，并且傳感器感應(yīng)電信號(hào)與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系，因此測(cè)量精度高，對(duì)于污水處理過(guò)程中的帶有微顆粒流體的測(cè)量較為適合。

2.3化學(xué)需氧量分析儀器在污水處理中的應(yīng)用

化學(xué)需氧量指的是在一定條件下單位體積污水處理所需的污水強(qiáng)氧化劑的用量，是污水處理效果衡量指標(biāo)體系的重要組成部分，同時(shí)也可以用于污水中有機(jī)物含量的衡量，化學(xué)需氧量越大，污水中有機(jī)物含量越高，水體污染越嚴(yán)重。COD測(cè)定儀主要有分光光液測(cè)定法及電化學(xué)測(cè)定兩種類(lèi)型。分光光液法測(cè)定COD主要原理：水樣、重鉻酸鉀、催化劑和濃硫酸的混合液在消解池加熱到一定溫度時(shí)混合液中的鉻離子從四價(jià)還原為三價(jià)，液體顏色發(fā)生改變，變色的成度與水樣中的有機(jī)物含量成對(duì)應(yīng)關(guān)系，儀器通過(guò)比色換色成COD值。由于COD分析儀是屬于比較精密的分析儀器，國(guó)外在研制生產(chǎn)以及技術(shù)上更為成熟，為了保證正確的測(cè)量，特別是工藝要求很高的情況下，在選型設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮國(guó)外產(chǎn)品。

在污水處理的過(guò)程中，要對(duì)COD指標(biāo)測(cè)定進(jìn)行強(qiáng)化，促進(jìn)污水處理流程的優(yōu)化和污水處理效果的提升。

2.4溶解氧儀在污水處理中的應(yīng)用

溶解氧跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質(zhì)有密切的關(guān)系，在溫度20℃、氣壓100kPa下，純水里大約溶解氧9mg/L。有些有機(jī)化合物在喜氧菌作用下發(fā)生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有機(jī)物以碳來(lái)計(jì)算，根據(jù)C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧氣。當(dāng)水中的溶解氧值降到5mg/L時(shí)，一些魚(yú)類(lèi)的呼吸就發(fā)生困難。

溶解氧通常有兩個(gè)來(lái)源：一個(gè)來(lái)源是水中溶解氧未飽和時(shí)，大氣中的氧氣向水體滲入；另一個(gè)來(lái)源是水中植物通過(guò)光合作用釋放出的氧。因此水中的溶解氧會(huì)由于空氣里氧氣的溶入及綠色水生植物的光合作用而得到不斷補(bǔ)充。但當(dāng)水體受到有機(jī)物污染，耗氧嚴(yán)重，溶解氧得不到及時(shí)補(bǔ)充，水體中的厭氧菌就會(huì)很快繁殖，有機(jī)物因腐敗而使水體變黑、發(fā)臭。

溶解氧值是研究水自?xún)裟芰Φ囊环N依據(jù)。水里的溶解氧被消耗，要恢復(fù)到初始狀態(tài)，所需時(shí)間短，說(shuō)明該水體的自?xún)裟芰?qiáng)，或者說(shuō)水體污染不嚴(yán)重。否則說(shuō)明水體污染嚴(yán)重，自?xún)裟芰θ?，甚至失去自?xún)裟芰Α?/p>

當(dāng)前階段，我國(guó)污水處理中應(yīng)用最廣泛的三種方式分別為好氧厭氧微生物處理法、活性污泥法以及生物膜法。水中溶解氧的含量直接決定了微生物能否在水中存活，因此必須保障水中的溶解氧含量足以支持微生物保持活性，溶解氧儀在溶解氧監(jiān)測(cè)工作中就顯得至關(guān)重要，可以為曝氣量的調(diào)節(jié)提供科學(xué)可靠的依據(jù)，同時(shí)又能夠避免活性污泥法應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)污泥絲膨脹的問(wèn)題。一般情況下，溶解氧儀主要由傳感器以及變送器兩個(gè)部分構(gòu)成，溶解氧傳感器主要有兩種：覆膜電極和無(wú)膜電極傳感器。這兩種傳感器都是由陰極、陽(yáng)極和電解液組成。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，工作人員應(yīng)該結(jié)合污水實(shí)際情況和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)溶解氧儀的安裝位置進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，避免電極結(jié)垢受污染，從而保障溶解氧儀功能的充分發(fā)揮。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，當(dāng)前階段世界上很多國(guó)家都面臨著水資源緊缺的問(wèn)題，我國(guó)也是其中之一。為了有效的緩解水資源緊張的問(wèn)題，一方面要提倡節(jié)約用水，另一方面則要加強(qiáng)對(duì)水污染的治理。在污水處理的過(guò)程中，自動(dòng)化儀表發(fā)揮著十分重要作用，能夠促進(jìn)污水處理質(zhì)量和效率的大幅度提升。本文分兩部分分別對(duì)污水處理中自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)原則和具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望可以為自動(dòng)化儀表在污水處理中的推廣應(yīng)用提供一定的幫助。

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