污水处理中自动化仪表设计与应用分析孙立乾刘华

污水处理中自动化仪表设计与应用分析孙立乾刘华

孙立乾刘华

杭州和利时自动化系统工程有限公司浙江杭州310018

摘要：随着我国的经济快速发展与工业化程度增加，对于水资源的污染也在加剧，尤其是城市污水与工业污水的排放量增加致使水质污染日趋严重。因此，关于污水处理中自动化仪表设计与应用分析具有重要的意义。本文首先对自动化仪表在污水处理中的作用以及污水处理中自动化仪表的设计原则进行了概述，然后详细探讨了污水处理中自动化仪表的具体应用，旨在促进我国仪表行业的不断发展。

关键词：污水处理；自动化仪表；应用

随着我国的经济快速发展与工业化程度增加，对于水资源的污染也在加剧，尤其是城市污水与工业污水的排放量增加致使水质污染日趋严重。国家对于水资源的保护日益重视，加大了对城市污水与工业污水的治理力度，对于达到各种污水处理工艺过程的最佳效果、处理设备的正常运行、准确监测污水处理的水质、水量等都提出了更高的要求，这就对污水处理中的自动化仪表的设计与应用提出了新的要求。

1自动化仪表在污水处理中的作用

污水处理的连续性强，工艺复杂，设备多，管理较为困难，为了达到污水处理设备和处理工艺安全长期地运行，需要对污水处理的整个生产过程进行科学管理，当今社会污水处理自动化控制所具备的重要价值逐渐开始显现出来，在现代污水处理的整个过程当中，不管是采用什么方法，这些工艺过程中都会存在诸多需要被检测的参数，当前，很多大型的工艺污水处理厂和生活污水处理厂都设有在线总磷、在线氨氮、在线COD、在线BOD、污泥界面、氧化还原电位、污泥浓度、溶解氧、温度、PH值、压力、流量、液位差、液位等的自动化仪表，利用这些检测仪表检测出各工艺参数并传递到DCS系统等上位机，通过上位机控制实现对工艺施工过程中的不同工艺设备的有效控制，对污水处理工艺之间、系统的各组成部分之间、供需之间的关系进行协调，使得不同的设施和设备都能够被充分合理利用。自动化仪表对工艺过程中的一些重要的参数（如曝气量、溶氧值等）的准确测量是进行自动控制的有效保证，这些仪表的检测值就可以对工艺设备的正常运行进行自动控制调节，不仅在污水处理的工艺过程中起着很好的指导作用，同时，自动化仪表和DCS系统等上位机配合使用，可以对工艺处理过程进行实时报警，保障设备和生产的安全，对污水处理系统的整个过程起着非常重要的作用。

2污水处理中自动化仪表的设计原则

在对污水处理中自动化仪表进行设计时，需要考虑自动化仪表的采样与分析的代表性，还应该确保自动控制系统的稳定运行，保证污水处理过程的运行安全，提高污水处理厂的出水质量。因此，应该尽可能的选用测量精度高、运行稳定、维护方便、操作智能化的仪表，以降低仪表维护成本，提高管理效率。同时，由于污水处理的环境对仪器的要求较为严格，常常会存在井下测量、露天测量甚至在污水中测量的状况，因此，在选择自动化仪表时，需要根据仪器的运行环境来挑选合适的仪表，确保自动化仪表能够正常运行，并尽可能降低仪表出现故障的可能性，延长仪表的使用寿命。对于使用在特殊场合的仪表，需要注意选用适用的仪表。例如，处于雷区的污水处理厂所使用的自动化仪表，应当具备防雷功能，并连接有放来接地装置，保证仪表的运行安全；又如，安装在沼气浓度较高的泥区的仪表，应该具有可靠的防爆系统，以避免设备在运行过程中受到沼气的干扰而发生爆炸，引发安全事故、造成经济损失。

另外，在选用污水处理工艺流程中所使用的自动化仪表时，也需要考虑到仪表操作的难易程度、以及是否经济节能等方面，尽量选用性价比高的仪表，降低污水处理厂的运行和采购成本，提高技术方案的经济合理性。

3污水处理中自动化仪表的具体应用

3.1温度仪表的应用

在污水处理进行厌氧消化的过程中，常常应用温度和压力仪表对厌氧消化的进度进行监测，同时及时地对厌氧消化的条件进行调节，帮助厌氧消化，并为其提供可靠和科学的支撑。一般来讲，污水处理过程中需要检测和控制的点不多，污水的温度不超过30度，一般选用铂热电阻作为感温元件的一体化温度变送器，将热电阻信号转换为4～20mA信号，传递至DCS系统进行控制。

3.2流量仪表的应用

在对污水进行处理的过程中，流量仪表同样发挥着非常重要的作用，通过对污水处理厂的进出水量、污泥回流量以及曝气量等关键参数进行监测，进而使污水处理设备的运行条件得到控制，同时对污水处理设备运行的状况进行评判提供参考，促进污水处理厂经济效益的提升。比较常用的流量仪表包括电磁流量计、超声波流量计和压差式流量计等，通过多个不同的工艺化解能够实现对流量的监测，保证污水处理设备运行的稳定性和安全性。

3.3化学需氧量分析仪的应用

在对污水处理效果进行评价时，化学需氧量是其中非常重要的衡量指标。所谓化学需要量指的使在一定的条件状况下，污水强氧化剂在单位体积中所消耗的总量，它是测量污水中有机物含量的重要参数，能够反映出水体的污染程度。所以，在对污水进行处理的过程中，要强化对COD指标的测定，这对于污水处理工艺流程的调节以及污水处理效果的提升都具有非常重要的指导价值。

3.4氨氮在线监测仪的应用

在我国，目前主要有分光光度法、氨气敏电极法两种比较常见的氨氮在线监测仪监测原理。其中，前者与GB7479-1987的监测原理基本相同，均系通过水样中的氨与碘化钾和碘化汞的碱性混合溶液，来进行化学反应，其生成物呈淡红色棕色胶态化，以410～424nm的波长范围之内进行测定。该监测过程中主要的干扰因素为：产生“色度和浊度”的化学物质。在实际应用中，多数氨氮监测仪都是采用氨气敏电极法。

3.5溶解氧仪的应用

从当前对污水进行处理的过程来看，得到广泛应用的主要有活性污泥法、好氧厌氧微生物处理法以及生物膜法等。而水中溶解氧则是微生物可以维持正常生命活动的重要影响因素之一，因此，监测水中的溶解氧，对于微生物活性的保持具有十分重要的意义，同时可以为曝气量的调节提供科学的依据，有助于避免出现止活性污泥法中污泥丝状膨胀问题，有利于污水处理效果的提升。从构成来看，溶解氧仪可以分成变送器和传感器两个部分，因此产品选型时，一定要对溶解氧仪的安装位置给予关注，确保仪表的可安装性和测量的准确性。

4结束语

综上所述，伴随着我国水资源污染的不断加剧，加强完善自动化仪表在污水处理中的应用也是迫在眉睫。因此，我们需要结合实际应用情况，加强对污水处理中自动化仪表的研究，提升产品性能指标和智能化程度，促进污水处理行业的发展，为我国环保事业贡献一份力量。

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