自动化在线检测仪表在污水处理中的应用

2021-11-30郭来福

皮革制作与环保科技 2021年11期

郭来福

（厦门市吉龙德环境工程有限公司，福建厦门 361000）

自动化在线检测仪表是自动控制系统的重要组成部分，其仪表构成十分复杂，能够有效解决以往污水处理中人工检测污水成分导致的检测结果不准确、工作量增加等问题，具有十分突出的使用效果。

1 自动化在线检测仪表结构特征

在污水处理过程中，自动化仪表具有操作简单、清晰度高、测量精准等特征，其主要类型大致可划分成两种，成分分析仪表与热工仪表。其中，成分分析仪表，也被称为水质分析仪表，可以检测溶解氧、酸碱值、污泥浓度等成分，包括溶解氧仪、在线BOD及COD仪表等，形式多样，且具有较强的专用性；热工仪表是检测热工量的仪表，属于物理测量仪表，可以检测压力、液位、温度等，包括压力仪表、温度仪表、流量及液位仪表等[1]。自动化在线检测仪表主要由传感器、变送器及显示器三部分组成，传感器主要检测分析模拟量，并运用信号检测方法进行分析；变送器主要是将传感器检测到的信号转变为电流信号，并传输至PLC中，即可编程序控制器；显示器的作用是通过屏幕在线显示结果参数，工作人员可立即操作读取，这三部分是一个紧密结合的有机整体，三者共同作用实现在线精准测量，目前已经广泛应用在废水治理中，发挥着十分积极的作用[2]。

2 自动化在线检测仪表在污水处理中的应用

我国废水治理一般包含三个阶段，一级处理阶段、二级处理阶段及三级处理阶段，分别利用组格栅过滤、沉淀池、生物膜法、活性污泥法、混凝沉淀法、活性炭吸附法等措施对废水进行处理，最终达到污水排放标准，一级（A级、B级）、二级和三级，如化学需氧量（COD）一级（A级）允许排放标准为50 mg/L，B级为60 mg/L，二级为100 mg/L，三级为120 mg/L，还有生物需氧量、悬浮物、pH值、动植物油等，自动化在线检测仪的使用能够在线、自动检测和记录水质变化情况，并进行报警处理，便于人们进行处理，很大程度上缩减了工组人员工作量和难度，提升工作效率，降低污染。

2.1 自动化流量测量仪表

在废水治理中，自动化流量检测仪表发挥着非常重要的功能，能够自动分析污水治理中各项数据信息，明确进出水量、污泥回流量、曝气量、产气量等关键参数，并进行实时监测，为废水治理提供详实的数据支撑，便于控制废水治理设备运行条件。在废水治理中，水量是非常关键的参数，准确掌握进出水量，能有效提升废水治理工艺控制，提高水力负荷抗冲击能力，较为常用的自动化流量测量仪表主要有超声波流量计、电磁流量计、压差式流量计[3]。

（1）超声波流量计，主要应用在管道、渠道测量中，能有效解决传统流量测量中，使用流量槽或堰板等测量设备时无法实时反应流量变化的不足，可以直接在现场或显示器中了解水位实时流量及累计流量变化情况，为废水治理提供便利，具有无需打孔、无需断流、稳定性好、无需额外费用、直接安装的优势，在大口径管道中检测效果尤其优秀，并且也不会对流体各项数据信息产生干扰，可直接输出为标准直流信号[4]。

（2）电磁流量计，主要应用在剩余污泥流量及回流污泥流量的检测中，可以直接将电磁流量计安装在剩余污泥管道及回流污泥管道中，工作人员可根据仪表中显示的参数信息，判断剩余污泥泵及回流污泥泵工作情况，能切实摆脱以往无法判断潜水泵工作运行状态的问题，具有安装便捷、检修养护便利的优势。

（3）超声波液位差计，能够通过检测计算出废水位于格栅前后的液位差、格栅阻塞率，在实际工作中，可以直接将超声波液位差计安装在粗格栅和细格栅上，将相关数据传输至PLC上进行分析，倘若发现检测出的液位差超过规定数值，说明格栅存在问题，需要及时查看，清理干净格栅内部垃圾并进行适当处理，确保废水正常通过，延长设备使用寿命；还有一种超声波液位计，是根据废水量调整优化提升泵的方式，具有降低提升泵疲劳程度、延长设备使用寿命的优势，主要安装在进水泵井位置，超声波液位计会直接将检测数据传输至PLC与上位机中，进行全面系统计算与分析，依据分析结果优化程序控制方式，加强提升泵自动控制水平。

2.2 在线分析仪表

在自动化检测仪表中，在线分析仪表是十分关键的构成部分，需要对溶解氧、污泥浓度、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等诸多参数信息进行分析，通过在线分析仪，可以直接检测分析上述信息，为废水治理提供精准详实的信息。常用在线分析仪包括溶解氧计、污泥浓度计、化学需氧量分析仪等诸多仪器，不同仪器其优势特征各不相同。

2.2.1 溶解氧测定计

废水治理中会使用生物膜法、好氧厌氧微生物处理法、活性污泥法等工艺，水中溶解氧是维持微生物生命活动的重要因素，利用溶解氧测定计实时检测水中的溶解氧，能根据实际情况保持微生物活性，优化菌群生化能力。并且，自动控制系统可以根据溶解氧测定计检测分析出的结果，合理控制曝气转碟运转，如开机、关机等，具有节约能源、保护设备的优势，是废水治理工艺的核心，与系统调节息息相关，一般安装在曝气池中，实时检测曝气池内溶解氧并直接传输至PLC及上位机中，进行系统计算与分析[5]。

2.2.2 污泥浓度计

在废水治理中，污泥浓度属于一项重要指标，传统污泥浓度检测以实验检测为主，存在检测结果不及时、不精确的不足，因而难以实现剩余污泥量及回流污泥量处理工艺的及时调整。采用污泥浓度计，将其安装在曝气池内，能够实时、精准检测污泥浓度，具有降低工作人员工作量，便于优化调整剩余污泥量及回流污泥量处理工艺的及时调整[6]。

2.2.3 化学需氧量分析仪

化学需氧量指在一定条件下，单位体积中污水强氧化剂消耗的总量，是衡量废水治理水平的重要指标，在实际工作中，一般使用重铬酸钾测量法进行检测，能降低检测数据偏差率，提高数据准确性、有效性和真实性，但也存在维修配件贵、药剂费用多、无法立即修复等不足，使用成本较高。

2.3 温度测量仪表

温度测量仪表，主要包含铂热电阻这一较常使用的热敏元件、温度变送器及PLC，通常应用在废水治理厌氧消化环节，通过温度监测点将信息传输至温度变送器将热信号转化为电信号，并与模拟量模块连接在一起，具有简化数据处理及提取过程、实时监测厌氧消化速度并帮助厌氧消化的优势。

3 自动化在线检测仪表应用效果及注意事项

3.1 实际应用效果

第一，在废水治理过程中，为确保系统安全稳定运行，降低故障发生率，相关人员往往会采取有效措施，帮助操作人员掌握和了解相关参数系信息，利用这些参数调节和优化处理设备及工艺，提升废水治理效果，利用自动化在线检测仪，可以实时了解不同时间段水质变化结果，为废水治理提供详实可靠的数据信息，从而保障整体系统的安全性与稳定性[7]；第二，利用自动化在线检测仪表对废水进行实时检测，便于完成各种前期控制工作，在线检测仪表实际测量时间一般维持在30分钟左右，倘若实际治理环节出现问题，仪表对应系统会自动发出警报，操作人员会迅速定位问题位置，及时调整相关参数，确保整体水质；第三，便于分析采集各种数据信息，降低和消除因季节变化导致的泥渣量骤增影响。

3.2 注意事项

（1）定期维修和矫正各种仪表，在长期使用过程中，仪表会因各种因素影响产生测量偏差，可定期对其进行维修和矫正，确保仪表处于最佳运行状态，保证测量结果准确性；（2）注重测量仪表传感器清洁度，安排人员定期清理传感器，这是因为，在长期废水治理环境中，仪表传感器会受到严重污染，特别是直接接触废水的溶解氧计、污泥浓度测量计等，必须每周清洗一次，确保其清洁度，以保证采集数据的真实性和准确性，需要注意的是，在清理时，要尽可能选用柔软材料进行清洁，避免损坏传感器；（3）确保仪表供电稳定性，自动化检测仪表很容易因瞬时电击而损坏，在整个废水治理系统中，倘若仪表供电不稳定，很容易损坏超声波液位计及超声波液位差计等，对系统稳定造成不良影响。