對污水廠儀表及自控設(shè)計的應(yīng)用初探

1、<p>　　對污水廠儀表及自控設(shè)計的應(yīng)用初探</p><p>　　摘要：信息時代，自控技術(shù)及理論日趨成熟和規(guī)范化，但在污水處理領(lǐng)域儀表的設(shè)計、自控的設(shè)計、使用維護與應(yīng)用開發(fā)中，仍存在諸多的不完善和欠科學(xué)之處。同時，由于各種工程技術(shù)的不斷改進(jìn)，硬件、軟件開發(fā)的多樣性和通用性，污水處理廠自控設(shè)計面臨較多的選擇、與巨大的挑戰(zhàn)。這就有必要探討下針對污水廠儀表與自控設(shè)計方面的一些話題。 </p>&

2、lt;p>　　關(guān)鍵詞：污水廠；儀表；自控；設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：P634.3+6文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p>　　1. 污水處理中自動化儀表的作用 </p><p>　　在污水處理過程中，無論采用何種工藝，其工藝過程都存在大量需要檢測的參數(shù)，因此目前大型生活污水處理廠或者工藝污水處理廠一般都設(shè)有液位、液位差、流量、壓力、pH

3、值、溫度、溶解氧、污泥濃度、氧化還原電位、污泥界面、在線BOD、在線COD、在線氨氮、在線總磷等自動化儀表。通過這些檢測儀表獲取的各種工藝檢測參數(shù)從而對工藝過程中的各種工藝設(shè)備進(jìn)行控制，協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各污水處理工藝之間的關(guān)系，以便使各種設(shè)備與設(shè)施得到更充分、合理的使用。其中工藝過程中的一些重要工藝參數(shù)例如溶氧值、曝氣量等都是保證工藝自動控制的重要保證，通過這些儀表檢測值來自動調(diào)節(jié)和控制工藝設(shè)備的合理運行。這些自動化儀

4、表不僅對于污水處理工藝過程起著不可替代的指導(dǎo)作用，同時也可以多工藝處理過程進(jìn)行監(jiān)控報警，保障生產(chǎn)和設(shè)備安全，而且還起著向相關(guān)管理部門提過檢測指標(biāo)的重要作用?？梢姡詣踊瘍x表對于污水處理過程起著重要的作用，是計算機控制的前提條件和自動化控制的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。 </p><p>　　2. 污水處理中儀表設(shè)計的原則與要點 </p><p>　　2.1儀表主要設(shè)計原則 </p><p

5、>　　通常，在污水處理工藝的流程中，現(xiàn)場儀表不僅負(fù)責(zé)采集工藝參數(shù)，以確保自動控制系統(tǒng)正常運行和控制，還是科學(xué)管理、環(huán)保監(jiān)控的重要基礎(chǔ)保證，因此，在設(shè)計選型時應(yīng)：（1）盡量選用高精度、高穩(wěn)定性、免維護或低維護的智能儀表。為了生產(chǎn)過程中便于現(xiàn)場巡視與儀表維護，設(shè)計中可采用帶現(xiàn)場顯示的變送器，同時盡量注意儀表的性價比。（2）在設(shè)計配置污水處理儀器儀表時，必須考慮到安全防護手段。由于污水處理環(huán)境比較惡劣，很多現(xiàn)場儀表在井下或則露天環(huán)境，更

6、有些浸泡在污水里。井下儀表和浸泡在污水里的儀表防護等級可選IP68，露天的儀表選IP65，同時應(yīng)該根據(jù)儀表的具體考慮設(shè)置儀表保護箱，在北方等溫度較低地區(qū)還應(yīng)考慮保溫措施。（3）儀表的設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境的適應(yīng)性。特別是傳感器如直接與污水、污泥介質(zhì)接觸，很容易腐蝕和結(jié)垢。因此應(yīng)盡量選擇非接觸式的、無阻塞隔膜式、電磁式和可清洗式的傳感器（如超聲波、電磁式等）。在儀表設(shè)計中應(yīng)盡量選用不斷流拆卸式和維護周期較長的儀表，方便維護管理。(4)儀表設(shè)計中優(yōu)

7、先考慮節(jié)能型的儀表產(chǎn)品。儀表設(shè)計中對于特殊場合應(yīng)考慮儀表的防爆性能。對于處于雷區(qū)的污水處理廠，儀表變送器的電源和送信號到PLC的輸出</p><p>　　2.2儀表設(shè)計中的要點 </p><p>　　往往很多分析儀表的傳感器是電極（pH計、溶解氧等）組成的，而在實際使用中，電極易被油脂或污物覆蓋而不能測量。因此在這些分析儀的選型時，必須充分考慮電極的清洗問題。目前，清洗方式有人工定期清洗，

8、或機械清洗、超聲波自動清洗、溶液噴射清洗以及空氣噴射清洗。 在儀表設(shè)計中應(yīng)盡量選用不斷流拆卸式和維護周期較長的儀表的同時，對于清洗、維護及更換時必須拆卸的管道式安裝儀表及其傳感器，應(yīng)在管道上設(shè)計安裝旁通閥，以免在其更換或發(fā)生故障時，需要停止工藝運行。污水處理中儀表設(shè)計需要與工藝緊密結(jié)合，選取合適的測量或取樣位置。分析儀表的安裝位置一定要選擇在活動的區(qū)域，不能設(shè)置在死區(qū)。若設(shè)置在引出工藝管路時，這根工藝管路中介質(zhì)必須是流動的。 </

9、p><p>　　3. 污水處理中自控系統(tǒng)設(shè)計的原則分析 </p><p>　　通常從污水處理廠的工藝流程來看，主要工藝AA/O活性污泥法工藝是生物除磷脫氮工藝的一種，在提供足夠氧氣條件下，并在生物反應(yīng)池中營造缺氧/厭氧、好氧環(huán)境，利用生物反應(yīng)池中大量繁殖的活性污泥，降解水中污染物，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。生物反應(yīng)池需要周期運行，厭氧、缺氧、好氧階段都有電動設(shè)備支持。好氧階段采用鼓風(fēng)機曝氣，需維持

10、曝氣池溶解氧值在允許的范圍內(nèi)，以保證曝氣池中的好氧微生物順利進(jìn)行有機物氧化分解。曝氣空氣量的調(diào)整，采用控制鼓風(fēng)機導(dǎo)葉片的方式，即通過改變鼓鳳機導(dǎo)葉片的角度來控制鼓風(fēng)機出口總管上的壓力恒定，再根據(jù)污水量和DO值來調(diào)整生物反應(yīng)池空氣調(diào)節(jié)閥控制曝氣空氣量的大小，從而保證溶解氧的需求量。大量的電動設(shè)備的開關(guān)都需要自控系統(tǒng)來完成，因此自控系統(tǒng)對整個周期的正確運行操作至關(guān)重要。而且好氧系統(tǒng)作為整個污水處理工藝能量消耗的大戶，它的自控系統(tǒng)優(yōu)化程度越高

11、，整個污水處理工藝的運行費用也會越低，這也說明了自控系統(tǒng)在整個處理工藝中的重要性。 </p><p>　　一般，為保證污水廠生產(chǎn)的穩(wěn)定和高效，減輕勞動強度，改善操作環(huán)境，同時提高污水廠的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平，在充分考慮本污水處理工藝特性的基礎(chǔ)上，將建設(shè)現(xiàn)代化污水處理廠的理念融入到自控系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，本自控系統(tǒng)設(shè)計遵循：先進(jìn)合理、安全可靠、經(jīng)濟實惠、開放靈活等的原則。 </p><p>　　4.

12、 污水處理中自控儀表系統(tǒng)配置的要點 </p><p>　　我們應(yīng)根據(jù)不同工藝要求，自控儀表的配置應(yīng)在滿足工藝要求的前提下，采用國內(nèi)外先進(jìn)及成熟、可靠、穩(wěn)定的產(chǎn)品。同時提高污水處理廠的自動化程度，盡量減少定員數(shù)量，這一點對減少污水處理廠的經(jīng)營成本有很重要的意義。比如對于一個小型城鎮(zhèn)的污水處理廠來說，由于污水廠較小，如果沒有自動化程度較高的自控系統(tǒng)，往往需要按崗定員，這樣3000-30000噸/日的污水處理廠也需要1

13、0-30人。實際上，對于規(guī)模稍大的污水廠，定員也不過如此，所以相對人力成本很高。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量提高污水廠的自動化程度。因此切合實際的控制系統(tǒng)對于污水廠的正常運行至關(guān)重要。根據(jù)對多座污水廠的設(shè)計、運行研究確定了儀表控制系統(tǒng)設(shè)計的原則：（1）污水廠采用基于PLC的集中管理、分散控制的分布式控制系統(tǒng)，中央控制室為生產(chǎn)監(jiān)控層，現(xiàn)場控制站組成現(xiàn)場控制層，位于現(xiàn)場的在線檢測儀表和現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備組成檢測執(zhí)行層。（2）中控室設(shè)置于廠前區(qū)綜合樓

14、內(nèi)，中控室內(nèi)設(shè)一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器及二臺冗余的監(jiān)控管理計算機。服務(wù)器負(fù)責(zé)廠內(nèi)數(shù)據(jù)庫，完成各類數(shù)據(jù)的運算、整理和儲存。二臺監(jiān)控管理計算機中一臺作為工程師站，一臺作為操作員站，故障時可互為熱備，計算機配有彩色顯示</p><p>　　綜上，污水處理廠自控系統(tǒng)是整個污水處理工程的重要組成部分，其設(shè)計好壞與控制設(shè)備選擇是否適當(dāng)，不僅關(guān)系著自控系統(tǒng)的性價比的高低而且對以后整個污水處理廠運行維護的難易有著重要影響。污水處理廠自控系

15、統(tǒng)，必須根據(jù)工藝要求在確定的設(shè)計原則下制定應(yīng)用方案，才能保證污水處理系統(tǒng)的正常運行，又能降低工程的投資成本。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1.汪靜，費然。試析污水處理中自動化儀表的設(shè)計及其應(yīng)用[J]，科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011年34期 </p><p>　　2.宋頡，李偉，申蓁，李玉鑫。污水處理廠自控儀表系