冶煉總廠原來的污水處理工藝(yì)較簡單，基本由(yóu)人工操(cāo)作控制(zhì)，随着(zhe)企業(yè)污水(shuǐ)種類的增多，水(shuǐ)質複雜且不穩(wěn)定，采用(yòng)人工(gōng)操(cāo)作控制污(wū)水很(hěn)難達标(biāo)排放。近(jìn)兩年(nián)此(cǐ)冶煉總(zǒng)廠對(duì)污水處理(lǐ)站的(de)工藝和儀(yí)表進行了(le)技術改造，污水處理(lǐ)已基(jī)本(běn)實現全(quán)自動化操(cāo)作控(kòng)制。
1. 自(zì)動化儀表在污(wū)水處理中(zhōng)的重要性(xìng)
    在現代化污(wū)水處理(lǐ)過程中，無(wú)論采(cǎi)用何(hé)種(zhǒng)工藝，其工藝過(guò)程(chéng)都存存大(dà)量需要檢(jiǎn)測的參數，因此(cǐ)目前大型生活(huó)污水處理廠或(huò)者工藝污水處理廠(chǎng)一(yī)般都設(shè)有液位、液位差(chà)、流(liú)量、壓(yā)力、ph值、溫(wēn)度、溶解氧、污泥(ní)濃度、氧化(huà)還原電位、污泥界面(miàn)、在線bod、在線cod、在線氨氮、在(zài)線總磷(lín)等自(zì)動化儀表。通過這些檢測(cè)儀表獲取的各(gè)種上(shàng)藝(yì)檢測參(cān)數(shù)從而對(duì)工藝(yì)過程中的各種(zhǒng)工藝設備(bèi)進行(háng)控制，協調供需(xū)之問(wèn)、系統各組(zǔ)成部分之間、各(gè)污水處理工藝(yì)之間的關(guān)系，以(yǐ)便使各種(zhǒng)設備(bèi)與設(shè)施得到更(gèng)充分、合(hé)理(lǐ)的使(shǐ)用。其(qí)中工(gōng)藝過程中(zhōng)的(de)一(yī)些重(zhòng)要工藝參數例(lì)如溶氧(yǎng)值、曝氣(qì)量等(děng)都是(shì)保證(zhèng)工藝自動(dòng)控制的重(zhòng)要保證，通(tōng)過這(zhè)些(xiē)儀表檢(jiǎn)測值(zhí)來自動調(diào)節和控制(zhì)工藝設備的合理運(yùn)行。這(zhè)些自(zì)動化儀表不(bú)僅對于污水(shuǐ)處(chù)理工藝(yì)過程(chéng)起着指導(dǎo)作用，同(tóng)時也可(kě)以對工(gōng)藝處理過程進行監控報警(jǐng)，保障生産(chǎn)和(hé)設備安全，而且還(hái)起着(zhe)向相(xiàng)關管理(lǐ)部(bù)門提過檢測指标的(de)重要作用(yòng)。綜上所述，可以看到(dào)自動化儀表對(duì)于污水處(chù)理過(guò)程起着(zhe)重要的(de)作用，是計算機(jī)控制(zhì)的前提條(tiáo)件和(hé)自動化(huà)控(kòng)制的(de)基礎 。
2. 主要(yào)儀表設(shè)計(jì)與應(yīng)用
    在(zài)污水處理中的自動化儀(yí)表主要分爲熱(rè)工儀(yí)表和(hé)成分(fèn)分析儀表(biǎo)。熱工(gōng)儀表(biǎo)主要(yào)包括(kuò)溫(wēn)度(dù)、壓力、液位(wèi)、流量(liàng)這些物(wù)理(lǐ)量檢測儀(yí)表，熱(rè)工儀表大緻都(dōu)由測量元件(傳(chuán)感器(qì))部分、中間(jiān)傳送部分和顯示部分(包括變換成其(qí)他信号)構成(chéng)。成分分析儀(yí)表存污水處(chù)理過程中常常(cháng)稱之爲水(shuǐ)質分(fèn)析儀表，例如溶(róng)解氧儀(yí)、在線bod儀(yí)、在線(xiàn)cod儀等(děng)。這部(bù)分儀表的(de)主(zhǔ)要(yào)特點(diǎn)是專(zhuān)用性強，形式(shì)多樣，但(dàn)每種成分(fèn)分析(xī)儀的适用(yòng)範圍(wéi)往往(wǎng)都限于某種介質成分分(fèn)析。
2．1溫(wēn)度與壓力(lì)儀表(biǎo)
    在厭(yàn)氧消化過程中爲保(bǎo)證其正常良好(hǎo)反應(yīng)，介質(zhì)溫度(dù)需要保持(chí)在一(yī)定的(de)溫度範圍(wéi)内，因此需要設(shè)置溫(wēn)度檢測點，通常設計的典(diǎn)型熱敏(mǐn)元件是(shì) 鉑熱電阻(zǔ) 。由于熱(rè)電(diàn)阻(zǔ)信号需(xū)要自動(dòng)控(kòng)制系統配套專用 熱電阻 模(mó)塊，而水(shuǐ)處理過(guò)程中的(de)溫度監測(cè)點并(bìng)不多，因此(cǐ)可以(yǐ)考慮存(cún)儀(yí)表設(shè)計時采用(yòng) 溫度(dù)變送器 将熱電阻(zǔ)信(xìn)号(hào)轉換爲(wèi)4～20m a信号從而(ér)接入(rù)标準(zhǔn)的模(mó)拟量(liàng)模塊(kuài)。 污(wū)水(shuǐ)處理(lǐ)中壓(yā)力檢測多(duō)爲泵(bèng)出口(kǒu)處設(shè)置就(jiù)地壓力表(biǎo)或壓力變(biàn)送器(qì)，如果需(xū)要設置(zhì)壓力(lì)變送器則多選用目前應(yīng)用非常廣(guǎng)泛(fàn)技(jì)術也很成熟的 智能型壓力變送器(qì) ，以便于通(tōng)過配合(hé)手(shǒu)操器(qì)對 壓(yā)力變送器 進行量程設置(zhì)、調零(líng)等操作。
2．2流(liú)量儀表相對而言，在污水處中(zhōng)流量計是非常(cháng)重要(yào)的一類儀表。
    污水(shuǐ)處(chù)理廠(chǎng)的進出水水量(liàng)、回流污泥量、曝(pù)氣量(liàng)以及消(xiāo)化(huà)池産氣(qì)量(liàng)等都(dōu)是工藝生産所(suǒ)必須測量的流量參數。另外，爲(wèi)了對(duì)污(wū)水(shuǐ)處理(lǐ)廠的(de)運行經濟(jì)效果進行考核、分析(xī)，也要依靠(kào)流量(liàng)測量(liàng)儀表(biǎo)來提供必要的數據。 在污(wū)水處(chù)理廠流量測量(liàng)儀表中，目(mù)前應(yīng)用較爲廣泛的(de)是 電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計(jì) 、 超聲波流(liú)量計(jì) 、差壓式(shì)流(liú)量計(jì)以及明渠流量(liàng)計(jì)等。
2．3物位儀表(biǎo)
    物位檢測儀表(biǎo)按照被測介質分爲液(yè)位(wèi)檢測(cè)儀表和料(liào)位檢測儀表，污(wū)水處(chù)理中使用(yòng)較多(duō)的是(shì)液位(wèi)檢測(cè)儀表，其中(zhōng)又以(yǐ)超聲(shēng)波(bō)液位計(jì)爲主。這種液位(wèi)計無機械可(kě)動(dòng)部分，可靠性高，安裝簡單、方便(biàn)，屬于非接(jiē)觸測量，且(qiě)不受(shòu)液體(tǐ)的粘度、密度等(děng)影響(xiǎng)，因此(cǐ)多用于藥池、排(pái)泥水池等(děng)的液位測(cè)量。
超(chāo)聲波(bō)液位(wèi)計 的傳(chuán)感器由一對發射、接收(shōu)換能(néng)器(qì)組成。發射換能器面對(duì)液(yè)面(miàn)發(fā)射超聲(shēng)波脈沖，超聲(shēng)波(bō)脈沖從液面上(shàng)反射(shè)回來，被接(jiē)收換(huàn)能器接收(shōu)。根據發射至接收的(de)時間(jiān)可(kě)确(què)定傳感器(qì)與液(yè)面之問的距離(lí)，即可換算成液(yè)位(wèi)。
    其(qí)精度爲±0．5％。根(gēn)據超聲波液位計的非(fēi)接觸式(shì)測量原理，因此(cǐ)從理(lǐ)論(lùn)上來講(jiǎng)，它适用于污水(shuǐ)處理工藝(yì)過程(chéng)中的液位(wèi)測量(liàng)。但在實際應用(yòng)中它會受到各(gè)種(zhǒng)因素如安裝(zhuāng)位置、溫度(dù)、壓力(lì)、濕度以(yǐ)及被測(cè)介質表(biǎo)面(miàn)的泡沫、浪湧等的影(yǐng)響(xiǎng)。因(yīn)此，正(zhèng)确選擇和(hé)使用超(chāo)聲(shēng)波液位(wèi)計(jì)有着十分實際的意(yì)義。應根(gēn)據(jù)實際的測量範圍來(lái)選擇合适的儀表。根據超(chāo)聲波(bō)特性，頻率越低(dī)，傳輸(shū)距(jù)離越遠(yuǎn)，但聲(shēng)波的(de)指向(xiàng)性就(jiù)越差；頻率(lǜ)越高，指向(xiàng)性越(yuè)好，但傳(chuán)輸距離(lí)越小。目(mù)前超聲(shēng)波液位計的測(cè)量範圍從(cóng)0．5米到(dào)幾十米。 此外對于工藝不要求(qiú)連續檢(jiǎn)測僅需(xū)報警或(huò)聯(lián)鎖設(shè)備動作(zuò)的池内(nèi)、活液罐等設備液位可采(cǎi)用液(yè)位開關(guān)進(jìn)行檢測，從(cóng)而(ér)控制儀(yí)表設(shè)備的投資(zī)。
2．4分析儀(yí)表
    在污(wū)水處理(lǐ)過程中(zhōng)，有許(xǔ)多反映水(shuǐ)質(zhì)的(de)重要參數(shù)如：溶解氧(yǎng)(do)、ph、污泥(ní)濃度、濁度(dù)、ss懸浮(fú)物等。在(zài)線檢測這些參(cān)數可以(yǐ)實時(shí)地了解和(hé)掌握污水處理(lǐ)的情(qíng)況(kuàng)，并根據(jù)這些參數(shù)對工藝及設備的運(yùn)行進行(háng)自動控(kòng)制和調整，以确(què)保污水(shuǐ)處理的(de)正常運行(háng)并達(dá)到排(pái)放标準。在以(yǐ)往的水(shuǐ)處理(lǐ)廠中大多(duō)是(shì)采(cǎi)用化驗分(fèn)析的方法來得(dé)到的(de)，随着自動(dòng)化儀(yí)表(biǎo)測量技(jì)術等領域技(jì)術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越(yuè)多的水質分(fèn)析儀表(biǎo)逐漸應用于污水(shuǐ)處(chù)理(lǐ)。這類儀(yí)表主要包括(kuò)：溶解氧(yǎng)儀、化(huà)學需(xū)氧量(cod)分(fèn)析(xī)儀、ph計等。
2．5其他儀(yí)表
    污水處理系(xì)統自動化(huà)儀表(biǎo)還有(yǒu)無紙記錄(lù)儀、電磁閥、自攪拌排污泵、壓力(lì)自動(dòng)開關等。 無紙記(jì)錄儀 具有(yǒu)高速信息采集(jí)和處理、萬能 信号輸(shū)入、 大(dà)容量閃存(cún)芯片(piàn)實現(xiàn)超長時間(jiān)數據存儲(chǔ)、使用(yòng)us b接口存儲(chǔ)備份或(huò)轉存曆(lì)史數據等功能，并能同時指示(shì)各路(lù)通道(dào)的上(shàng)、下限(xiàn)報警。合理的電路設(shè)計使(shǐ)攪拌(bàn)器、泵和電(diàn)磁閥聯鎖，實現(xiàn)了全自動污水(shuǐ)處理。
3. 污水(shuǐ)處理(lǐ)工藝(yì)流(liú)程(chéng)

    此冶煉(liàn)總廠污水(shuǐ)處理(lǐ)工藝流程見圖(tú)1。污水處理站污(wū)水處(chù)理能力約(yuē)爲500m／d，采用石灰中(zhōng)和加硫化處理(lǐ)的三級處理工(gōng)藝，各(gè)級處理均通過(guò)儀表實行(háng)自動控制。一級(jí)中和用石(shí)灰乳與酸性(xìng)污水反(fǎn)應生成(chéng)石膏，通(tōng)過在(zài)線ph計自動(dòng)控(kòng)制石灰(huī)乳加(jiā)入量，以保證反(fǎn)應槽出口ph值在5左右(yòu)。二級中和(hé)也通過(guò)在線ph計(jì)自動(dòng)控制石灰(huī)乳加入量(liàng)，以保(bǎo)證反應槽出口(kǒu)ph值在9左右，污水(shuǐ)在調(diào)節池内充(chōng)分反(fǎn)應後除去(qù)大部分重金屬。在硫化反應槽(cáo)内，通(tōng)過1台電磁(cí)流量(liàng)計按比例(lì)固定加入na：s溶液(yè)，以除去污水(shuǐ)中(zhōng)殘留(liú)的重(zhòng)金屬；同時通過在線ph計利用酸性污(wū)水(shuǐ)反調将(jiāng)出口(kǒu)ph值控(kòng)制在7～9。各級(jí)反應槽出(chū)口ph值(zhí)均控制在較小(xiǎo)的範(fàn)圍内(nèi)變化(huà)，如果人工操作(zuò)控制是根本無(wú)法實現的(de)。例如一級中(zhōng)和(hé)處理(lǐ)中石(shí)灰乳泵隻(zhī)要多(duō)開十幾秒，一級中(zhōng)和反(fǎn)應(yīng)槽出口(kǒu)ph值(zhí)就會(huì)立刻(kè)由4變到8以上，由此可見用自動化儀(yí)表進(jìn)行操作控制(zhì)的(de)必要性。
4、儀表設(shè)計原則與(yǔ)注意(yì)事項
4．1污水處理(lǐ)儀表主要設計(jì)原則在污水處(chù)理工藝流(liú)程中，現場(chǎng)儀表不僅(jǐn)負責(zé)采集(jí)工藝參數，以(yǐ)确保自(zì)動控制系(xì)統正(zhèng)常運(yùn)行和控制，還是科學(xué)管理(lǐ)、環保監(jiān)控的重要基礎保證，因(yīn)此在(zài)設計選型(xíng)時應(yīng)盡量選用(yòng)精度佳(jiā)、穩(wěn)定性好、免維護或低維護(hù)的智能儀(yí)表，爲了生(shēng)産(chǎn)過(guò)程中便于現場(chǎng)巡視(shì)與儀表維(wéi)護，設(shè)計 中可采用帶現場顯示(shì)的變送器， 與此(cǐ)同時(shí)也應(yīng)盡量(liàng)注意儀(yí)表的性(xìng)價。比在設計配(pèi)置污水處理儀(yí)器儀表時，必(bì)須(xū)考慮到安(ān)全防(fáng)護手段。由于污水處(chù)理環(huán)境比較惡劣，很(hěn)多現(xiàn)場儀(yí)表在井下(xià)或則露天環境，更有些浸泡在污水(shuǐ)裏(lǐ)。井(jǐng)下儀表和浸泡存污(wū)水裏的(de)儀表(biǎo)防護等級可(kě)選ip68，露(lù)天的儀表選ip65，同時應該根據儀(yí)表的(de)具體考慮(lǜ)設置儀表保護(hù)箱，在北方等溫(wēn)度較低地區還應考(kǎo)慮保溫措施。
    儀表的設計(jì)應考慮環境的适應性。特别是(shì)傳感器如直接與污水、污泥介(jiè)質(zhì)接觸，很(hěn)容易(yì)腐蝕(shí)和結(jié)垢。因此應盡量(liàng)選擇非接觸式的、無(wú)阻塞隔膜式、電(diàn)磁式(shì)和可(kě)清洗(xǐ)式的傳感器(如(rú)超聲波、電磁式(shì)等)。
    在儀(yí)表設計(jì)中應(yīng)盡(jìn)量選用不斷流拆卸式(shì)和維護周期較(jiào)長的儀表，方便維護管理。在儀(yí)表設計中(zhōng)優先(xiān)考慮節(jiē)能型的(de)儀表産品。儀(yí)表設計中對于特(tè)殊場合(hé)應考慮(lǜ)儀表(biǎo)的(de)防爆性(xìng)能。對(duì)于處于雷(léi)區的污(wū)水處理(lǐ)，儀表變送(sòng)器的電源(yuán)和送信号(hào)到plc的輸(shū)出(chū)端應(yīng)接防雷器，保證(zhèng)系統(tǒng)的安全可(kě)靠性(xìng)。對于(yú)泥區(qū)的儀表，由十泥(ní)區的整個(gè)空氣中，有較(jiào)大(dà)比例(lì)的沼(zhǎo)氣(qì)。儀表配(pèi)置應(yīng)選用(yòng)本安(ān)型儀表，在進行(háng)電器(qì)連接時應(yīng)與 安(ān)全栅 組成(chéng)本安(ān)防爆系統(tǒng)。而且安全(quán)栅和(hé)電源置于(yú)安全區。安(ān)全栅(shān)在選(xuǎn)型時一(yī)定要注(zhù)意防爆等級及(jí)廠家是否(fǒu)有防爆合格(gé)證。
4．2 污水處理中儀表設(shè)計(jì)中(zhōng)的注(zhù)意事(shì)項許多(duō)分(fèn)析(xī)儀表的傳(chuán)感器是(shì)電極(jí)(ph計(jì)、溶(róng)解氧等)組(zǔ)成的，而在實際使用中，電極易被油脂或污物覆蓋(gài)而不(bú)能測(cè)量(liàng)。因此在(zài)這些分析儀的(de)選型(xíng)時，必須充(chōng)分考慮電極的清洗問(wèn)題。目前(qián)，清洗方式有人(rén)工定(dìng)期清洗，或(huò)機械清洗(xǐ)、超聲(shēng)波自(zì)動清洗、溶液噴射清(qīng)洗以(yǐ)及空氣(qì)噴射清(qīng)洗。在儀表設計中應(yīng)盡量選用(yòng)不斷流拆卸式(shì)和維(wéi)護閩(mǐn)期較(jiào)長的儀(yí)表(biǎo)的同時，對(duì)于清洗、維(wéi)護及更換時必須拆卸的管(guǎn)道(dào)式安裝儀(yí)表及(jí)其傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，應在(zài)管道(dào)上(shàng)設計安(ān)裝(zhuāng)旁通閥，以免(miǎn)在其更換或發生故(gù)障時，需要停止工(gōng)藝運行(háng)。 污水處理中儀(yí)表(biǎo)設計需(xū)要與工藝緊密結合(hé)，選取合适(shì)的測量或取(qǔ)樣位置(zhì)。分析儀表(biǎo)的安(ān)裝位置一(yī)定要(yào)選擇在活(huó)動的區域(yù)，不能(néng)設置(zhì)在死區。若(ruò)設置在引出(chū)工(gōng)藝管(guǎn)路時，這根(gēn)工藝管路(lù)中介質必(bì)須是流動的。
5、結束語(yǔ)
    該冶煉總(zǒng)廠污水處(chù)理站(zhàn)自2007年開始(shǐ)實施(shī)自動化儀(yí)表(biǎo)改造，目(mù)前各(gè)類設備運行(háng)情況良(liáng)好，處理後的污(wū)水能夠穩定達(dá)标排放。自動化(huà)儀表的設(shè)置不(bú)但大(dà)大(dà)減(jiǎn)少了(le)操作(zuò)人員(yuán)的工作量(liàng)，而且能夠(gòu)實時、準确地反(fǎn)映污水處(chù)理裝(zhuāng)置的重要參數(shù)，爲保(bǎo)證整個污(wū)水處理系(xì)統長(zhǎng)期、穩定運(yùn)行發(fā)揮了重要(yào)作用。