自动化在线检测仪表在冶炼厂废水处理中的应用分析

2021-11-30王晓凤

世界有色金属 2021年16期

王晓凤

（山东省冶金设计院股份有限公司，山东济南 250101）

随着技术的发展，冶金工业生产的模式也在不断改进，在环境保护以及生产废水处理等方面都有了很大进步。其中水质检测在冶炼废水处理当中占重要角色，给自动化在线检测仪表的应用提供了广阔的空间。本文结合自动化在线检测仪表的结构、特点以及重要性，详细讨论了自动化在线检测仪表在冶金废水处理过程中具体的应用路径，期望能够进一步提升污水处理的效率，使我国的冶金工业生产走向更高水平。

1 自动化在线检测仪表的结构与特点

冶金废水检测是工业生产中的一项重要内容，传统的废水检测需要提取样品，再进行实验检测。然而在这部分检测流程中已经凸显出传统废水检测具有耗时长，效率低的特点。另外，传统废水检测中实验室检测设备的灵敏度较低，也是其主要问题之一。当下，针对传统检测中出现的问题，废水检测中常利用自动化设备来替代。自动化在线检测仪表主要由三部分构成。首先是传感器，传感器是直接与废水接触的部分，通过应用信号对模拟量进行检测；其次是变送器。从变送器的名称来讲，变送器的主要作用是改变传感器传来的信号，实际应用时变送器将模拟信号转变为电流信号传送到最终的控制器中。最后是显示器。显示器会展示最终的测定结果。目前，自动化设备在废水检测中越来越常见，而自动化在线检测仪表则是其应用的主要检测仪器。

2 自动化在线检测仪表在冶金废水处理中的重要性

自动化在线检测仪表在冶金废水处理方面是非常重要的，具体如下：首先，自动化检测设备能够实现实时在线工作，并对废水中出现的问题及时预警，尽可能避免废水排放对自然界产生的伤害。一般来讲，冶金废水在未经检测或者未经处理的废水的状态下直接排入河流势必会对生态环境造成严重污染，且在其污染程度超过自然界的自我净化能力时，也可能对周边居民的正常生活造成一定影响。传统的废水检测是间断的，其往往从某一块水域中采样进行检测，这样的检测很可能存在不全面的问题，而自动化在线检测解决了传统废水检测的问题，一般情况下自动化在线检测仪表主要安装在废水处理出口处，不间断在线检测废水污染物超标的问题。其次，自动化在线检测仪表在结果数据的显示上是简洁明了的，更容易发现废水中存在的问题。传统的废水检测设备中，冶炼废水质量检测往往要通过换算，或者与标准物对比的形式进行结果计算。与此不同的是自动化在线检测设备中已经输入了相关的标准数据，在进行实时检测的同时，每一次检测的结果都会与标准值进行对比，在结果数据的显示上，仪表盘中的数据不仅更加简单明了，其与标准值的对应也让人一目了然。最后，自动化检测设备的适应性更强，可以通过自动或者手动的形式对仪器进行对各种检测参数进行调节，提高其匹配度。

3 自动化在线检测仪表在废水处理中的应用路径

3.1 自动化流量测量仪表应用

自动化流量测量仪是常用的废水检测仪器，其主要对废水进出口的流量、消化池产气量等内容进行检测。不仅如此，自动化流量测量仪在进行基本流量检测的同时，对废水处理的经济效益也进行了评估。目前，常见的自动化流量测量仪主要是超声波流量计和电磁流量计。超声波流量计主要将超声波在流动介质的传播速度换算为流动介质的传播速度，其主要的应用优势分为以下几方面。首先超声波流量计具有安装便捷的优势。相较于其他流量计来讲，超声波流量计可以实现持续性检测，避免了一般检测器需要切断流量的缺点，减少了处理过程中的打孔步骤。其次，超声波流量计的稳定性较高。流量计在工作时，水流的冲击压力对设备会造成一定诶影响。超声波流量计就解决了这一问题减少了水压力对设备产生的伤害。最后，因为流量计处理数据较多，各种不同方向上的压力较多的原因，一些如同的流量计在产生结果时很可能受到外界环境的影响而降低准确性，超声波流量计可以直接输出信号，避免了这一问题。电磁流量计的工作原因较简单，主要基于电磁感应原理形成，与超声波流量计相同的是，均利用流动介质作为媒介，输出最终结果。

3.2 在线分析仪表应用

自动化在线检测仪表中在线分析仪表在整个体系中占据关键位置。一般来讲，在线分析仪表在其中应用主要分为以下几方面。首先，在线分析仪表中涉及到关于污水成分的各种参数分析。如磷含量、氮氧含量、金属离子含量等。通过对一些物质的测量可以有针对性地对冶炼废水作出处理。其次，从本质上来讲，在线分析仪表由多种仪器构成，如热学、光学、色谱分析以及物性分析等。因此，在线分析仪表的构成十分庞大，不仅能够分析废水的化学成分，也能够对废水物理性质以及周围环境的变化进行分析。从某一侧面来看，在线分析仪表属于一种集中分析设备，对比其他自动化检测设备，该设备虽便携性较差，但是功能完备。通过该设备可以实时检测废水进出口周围的环境变化，以便工作人员通过其数据分析的结果，及时废水的处理提出对策。另外，在线分析仪表中最重要的测定仪是溶解氧测定仪。溶解氧测定仪在对废水中的溶解氧进行测定费同时，还能够分析得出菌池中好氧菌的生长状态。一般来讲，好氧菌的生长状态间接表达出菌对废水中污染物的处理效率。在线分析仪表的作用有些是直接表达，有些则通过其数据分析反映其他相关的信息内容。

3.3 液位测量仪表应用

液位测量仪的精密度较高，对提高整个自动化在线检测设备的工作效率具有显著的促进作用。一般来讲，液位测量仪主要由发射和接收换能两部分构成，在工作过程中该设备可以将发射信号到接收信号的时间间隔检测数据转换为液位高度的测量数据。关于液位测量仪的应用目前主要集中与以下两方面，首先是格栅的运行控制。其主要原理是通过控制器反映的液位数据对格栅进行控制，即水位一旦超过预期界限就会启动控制系统。因此，从本质来讲，该设备表征的是废水处理过程中产生的垃圾。其次是提升对泵的运行控制。采用与上述同样的原理，以水位界限为基础，对泵实现自动化控制，继而对外界进入的污水流动进行控制。

4 具体工程案例

4.1 主要应用仪表

（1）自动化流量测量仪表应用。采用自动化流量测量仪表，能够完整准确的收集分析冶炼厂废水处理过程中的相关信息数据，对进出水量、曝气量、生化池的产气量、污泥回流量等指标信息进行分析，从而为各项设备的稳定运行提供先进可靠的技术信息服务保障。在废水处理过程中，水量是一个非常关键的指标信息，对进水量进行准确及时的把握，有利于抵抗水力负荷冲击效果的提升，达到更高的工艺水平。运用超声波流量计，可以实现现场和上位机实时、累计流量的完整准确显示，这样一来，变为设备的正常运行和管理提供了充分的流量数据参考。第一，超声波流量计主要是在该污水处理项目的管道测量、渠道测量部分得到应用。该技术装置的安装操作简单，后期维护便利。在不需要打孔或者切断流量的情况下便能够直接安装，非常适用于大口径管道检测系统的管理和维护。第二，口径范围大，在安装过程中不需要投入其他费用。第三，良好的稳定性，有效解决了压力受损等不良问题；第四，不会对流体的运行数据信息造成任何干扰，可以实现标准直流信号信息的直接输入，从而能够获得更好的自动化控制效果。

（2）液位测量仪表应用。液位测量仪表也是在废水处理中较为常用的技术装置，在提升废水处理质量方面具有良好的性能作用表现。第一，格栅运行控制。该控制模式的原理是通过格栅前后的液位差来体现格栅阻塞程度，并将数据快速传输至PLC控制器，由后者来完成分析计算。一旦液位差大于设定的数值，在格栅控制作用的发挥下，垃圾会得到及时的清理，确保正常过水不受影响，并且还有效降低了设备的磨损。第二，提升泵运行控制。为了让进水提升泵具备优良的自动化控制性能，保障液位测量、PLC传输等流程的稳定高效运行，按照测量值对控制程序进行相应的控制和调整，这样便赋予了控制提升泵更多的功能，从而能够以厂外来水量为依据，对泵的运行状态进行合理的调整，有效降低设备的损耗。

（3）在线分析仪表应用。在线分析仪表是自动检测仪表主要结构组件。在线分析仪表在运行过程中，会产生大量的信息数据，例如，COD、氨氮、总磷、总氮、PH、硝氮、溶解氧、SS、污泥浓度等。在线分析仪表包含的种类是多种多样的，目前市场上常见产品主要有光学、电化学、色谱以及物性分析、磁氧、热学以及射线、质谱等规格类型。这些产品分别具有不同的优势。其中，溶解氧测定仪具备更好的自动调控性能，能够快速稳定的实现对系统的调整与控制，是改进工艺水平的重要参考。通过自动控制系统对鼓风机的风量进行合理调整，为曝气池进行及时的供氧，有利于曝气池中的菌群产生良好的生化反应，避免能源的过渡损耗，从而对设备寿命进行有效的保护，实现更好好氧菌群分解效果。

4.2 应用效果

自动化在线检测仪表在冶炼厂废水处理中的应用，主要具有以下几方面的优势效果。第一，可以对不同时间的水质变化进行准确的监测和分析，通过得出的调整分析结果，对进水管网做出有针对性的调整和完善；第二，有效提升功率因数，有利于设备性能的提升；第三，有效降低废水处理成本；第四，对各个流程的运行数据进行完整准确的采集和分析，防止因季节气候的变化所导致的因渣泥量增加所带来的诸多不利影响；第五，实现了对设备系统的自动化管理，为后期保养维护工作省去了不少麻烦。