污水处理中自动化仪表设计与应用分析.docx

污水处理中自动化仪表设计与应用分析

张志强
摘 要： 近些年来，我国工业产业的迅猛发展产生了大量的污水，对环境造成了严重的破坏。现阶段，随着人们环保意识的提升，工业污水处理成为社会大众关注的焦点。本文将就污水处理过程中自动化仪表的设计和应用进行简要的探索研究。
关键词： 污水处理；自动化仪表；设计；应用
前言：水是社会发展和人类生存不可缺少的资源，近些年来我国水资源紧张的问题变得越来越严重，因此我国在水资源保护、净化以及循环再利用等领域投入了大量的资源。随着科学技术的发展，越来越多的先进技术和设备在污水处理中得到了有效的应用，自动化仪表就是其中的一种类型，因此探究自动化仪表在污水处理中的设计应用具有十分中的实践意义。
1.污水处理中自动化仪表设计探究
在污水处理之前，必须对污水中的杂质以及成分含量等参数进行明确，如此才能有针对性的采取最合适的处理方法。但是随着工业产业发展，污水成分的复杂性出现了大幅度的提高，若是依旧采用传统的人工测量的方法很容易出现误差，因此必须将自动化仪表引入到污水处理中，以此实现污水处理作业成效的提高。
1.1污水处理中自动化仪表设计原则分析
考虑到污水成分混杂的特征，及时针对同一出处的污水采取的处理方式也经常会出现一定的差异，因此在自动化仪表设计的过程中，必须充分考虑到自动化仪表采样过程的代表性以及运行过程中的稳定性，如此才能充分发挥出自动化仪表应有的作用，促进污水处理效果的提升。具体设计原则包括以下几个方面：首先，为了保障自动化仪表运行的稳定性，应该尽可能的采用一些高精度和高稳定性的仪器。其次，经济性原则。在保障自动化仪表精确度以及稳定性的基础上充分考虑成本因素，正确以最少的成本获得最大的效益。再次，针对污水中可能存在的腐蚀性成分，自动化仪表的表面必须具备良好的抗腐蚀性能。只有做到科学选用材料才能保障自动化仪表的使用寿命。最后，充分考虑到自动化仪表的工作环境，如沼气池、污水处理厂雷区等，必须有针对性的为其设置一定的防护措施，避免自动化仪表因意外事故出现损坏。
1.2污水处理自动化仪表设计中的注意事项分析
将自动化仪表应用于污水处理的过程中，自动化仪表表面很容易附着一些污水中包含的杂质，长此以往不加处理，将会对自动化仪器的运行稳定性造成严重的影响，进而损害到仪器检测测量数据的精确性。因此在自动化仪表设计的过程中，必须解决仪表的清洁问题。首先，将自动化仪表设置在方便拆卸的部位，工作人员可以根据实际情况对仪表进行调整。其次，结合自动化仪表的工作地点和工作环境制定科学合理的维护保养措施，使其长期处于稳定运行的状态下。
1.3科学选用自动化仪表
在自动化仪表选型的过程中，除了要考虑到污水采样分析、仪表稳定运行等方面的因素之外，还需考虑到自动化仪表的应用场景以及污水的实际情况。例如，在污水包含腐蚀性杂质的情况下，选择具有较强耐腐蚀性的自动化仪表。
2.污水处理中自动化仪表的具体应用
2.1温度仪表在污水处理中的应用
一般情况下，污水处理都需要经过一道厌氧消化的工序，在这一环节，需要利用温度仪表和压力仪表进行动态监测，方便工作人员结合其动态对厌氧消化的条件进行适当的调整，以此获得最佳效果。在温度仪表应用的过程中，最常采用的热敏元件是铂热电阻，但是考虑到铂热电阻的温度控制点数较小，因此通常需要和温度变送器同时使用。通过二者的综合应用可以将热信号转化为4～20mA的电信号，之后将电信号和模拟量模块相连接，如此就可以完成了数据提取和简化处理的整个过程。
2.2流量仪表在污水处理中的应用
流量仪表在污水处理中发挥着十分重要的作用，主要表现在污水量、污水回流量以及曝气量等参数的检测，为污水处理运行条件的控制提供详实可靠的依据。此外，流量仪表还可以用于污水处理过程中设备运行状况的判断。当前阶段，可用于污水处理的流量仪表主要包括超声波流量计、压差式流量计以及电磁流量计等几种类型，在设计阶段应该结合自身实际需求选择最合适的一种，保障污水处理的实效性。
我单位采用较多的是电磁流量计。电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时产生的感应电动势来测量导电流体流量的。其主要特点就是不受流体密度、温度、粘度、压力以及电导率变化的影响，并且传感器感应电信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高，对于污水处理过程中的带有微颗粒流体的测量较为适合。
2.3化学需氧量分析仪器在污水处理中的應用
化学需氧量指的是在一定条件下单位体积污水处理所需的污水强氧化剂的用量，是污水处理效果衡量指标体系的重要组成部分，同时也可以用于污水中有机物含量的衡量，化学需氧量越大，污水中有机物含量越高，水体污染越严重。COD测定仪主要有分光光液测定法及电化学测定两种类型。分光光液法测定COD主要原理：水样、重铬酸钾、催化剂和浓硫酸的混合液在消解池加热到一定温度时混合液中的铬离子从四价还原为三价，液体颜色发生改变，变色的成度与水样中的有机物含量成对应关系，仪器通过比色换色成COD值。由于COD分析仪是属于比较精密的分析仪器，国外在研制生产以及技术上更为成熟，为了保证正确的测量，特别是工艺要求很高的情况下，在选型设计时可以考虑国外产品。
在污水处理的过程中，要对COD指标测定进行强化，促进污水处理流程的优化和污水处理效果的提升。
2.4溶解氧仪在污水处理中的应用
溶解氧跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系，在温度20℃、气压100kPa下，纯水里大约溶解氧9mg/L。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的溶解氧值降到5mg/L时，一些鱼类的呼吸就发生困难。
溶解氧通常有两个来源：一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。因此水中的溶解氧会由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用而得到不断补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。
溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。
当前阶段，我国污水处理中应用最广泛的三种方式分别为好氧厌氧微生物处理法、活性污泥法以及生物膜法。水中溶解氧的含量直接决定了微生物能否在水中存活，因此必须保障水中的溶解氧含量足以支持微生物保持活性，溶解氧仪在溶解氧监测工作中就显得至关重要，可以为曝气量的调节提供科学可靠的依据，同时又能够避免活性污泥法应用过程中出现污泥丝膨胀的问题。一般情况下，溶解氧仪主要由传感器以及变送器两个部分构成，溶解氧传感器主要有两种：覆膜电极和无膜电极传感器。这两种传感器都是由阴极、阳极和电解液组成。在实际应用的过程中，工作人员应该结合污水实际情况和现场环境对溶解氧仪的安装位置进行科学的设置，避免电极结垢受污染，从而保障溶解氧仪功能的充分发挥。
结语：综上所述，当前阶段世界上很多国家都面临着水资源紧缺的问题，我国也是其中之一。为了有效的缓解水资源紧张的问题，一方面要提倡节约用水，另一方面则要加强对水污染的治理。在污水处理的过程中，自动化仪表发挥着十分重要作用，能够促进污水处理质量和效率的大幅度提升。本文分两部分分别对污水处理中自动化仪表设计原则和具体应用进行了分析，希望可以为自动化仪表在污水处理中的推广应用提供一定的帮助。
参考文献
[1]刘翠翠. 对污水处理检测中自动化仪表的应用分析[J]. 四川水泥，2014（09）：154+157.
[2]李春辉. 污水处理中自动化仪表设计及运用实践微探[J]. 自动化与仪器仪表，2017（01）：149-151.
[3]张元朝. 故障诊断及自动化仪表在污水处理中的应用[J]. 啤酒科技，2014（08）：22-24.

-全文完-