自動(dòng)化檢測儀表是自控系統中關(guān)鍵的子系統之一。一般的自動(dòng)化檢測儀表主要由三個(gè)部分組成：①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量；②變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉變?yōu)?～20 mA的電流信號，并送到可編程序控制器(PLC)中；③顯示器，將測量結果直觀(guān)地顯示出來(lái)，提供結果。這三個(gè)部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱(chēng)為完整的儀表。自動(dòng)化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，而且自動(dòng)化檢測儀表內部具有與微機的接口，更是自動(dòng)化控制系統中重要的部分，被稱(chēng)為“自動(dòng)化控制系統的眼睛”。

    隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化檢測技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，自動(dòng)化檢測儀表在污水處理中也得到廣泛的應用，使污水處理廠(chǎng)不僅節約了大量的人力、物力，更重要的是可以及時(shí)對工藝進(jìn)行調整。本文將以南寧市瑯東污水

    1、工程概述 

    南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)工程1993年底立項，1997年11月27日正式開(kāi)工建設；1999年9月28 日通水試運行，2000年2月滿(mǎn)負荷正常運轉。

    南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)，一期工程設計一級污水處理能力24 萬(wàn)m3/d控制工程網(wǎng)版權所有，二級污水處理能力10萬(wàn)m3/d。設計服務(wù)范圍30.5 km2，規劃服務(wù)人口34.3萬(wàn)人。經(jīng)過(guò)瑯東污水處理廠(chǎng)凈化后的清潔水，一部分直接排入竹排沖，一部分用于南湖回灌水，以改善南湖的水污染問(wèn)題。

    2、處理工藝

    南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)全套引進(jìn)國外最先進(jìn)的水處理工藝設備，采用二級生物處理工藝的傳統活性污泥法，并針對南寧市污水水質(zhì)污染物濃度低的特點(diǎn)，在其核心部分--曝氣的工藝中采用OOC工藝。該工藝具有能耗低、運行費用少、出水水質(zhì)好、管理簡(jiǎn)便、運行穩定等優(yōu)點(diǎn)。

    從廠(chǎng)外污水干管收集到瑯東污水處理廠(chǎng)的污水，首先進(jìn)行預處理。在進(jìn)水泵房經(jīng)過(guò)粗格柵，去除污水中較大的垃圾、漂浮物；通過(guò)5臺大型污水泵將污水提升到細格柵，將較小的漂浮物去除；在曝氣沉砂池去除污水中的砂粒和油類(lèi)；然后進(jìn)入計量槽，計量污水處理量。預處理后的污水在初沉池進(jìn)行一級處理，去除約30%的有機物；初沉池出水進(jìn)入二級處理，先在生物處理工藝的核心部分--曝氣池控制工程網(wǎng)版權所有，進(jìn)行生物降解有機物；曝氣池的混合液輸送到二沉池進(jìn)行沉淀，泥水分離。上層澄清液作為凈化后的清潔排放水；沉淀下來(lái)的污泥一部分回流曝氣池后再生利用，一部分作為剩余污泥回流到初沉池。初沉池的污泥用泵輸送到污泥濃縮池，進(jìn)一步濃縮池，通過(guò)污泥處理系統，把泥漿態(tài)的污泥脫水、壓濾，形成干污泥餅。工藝流程見(jiàn)圖1。    

圖1 污水處理廠(chǎng)工藝流程

    3、主要應用儀表介紹

    3.1　超聲波液位計、液位差計、流量計

    (1) 格柵運行控制。粗格柵、細格柵各安裝了1臺超聲波液位差計，通過(guò)格柵前后的液位差來(lái)反映格柵阻塞程度，并傳輸到PLC控制器，進(jìn)行分析計算。當液位差超過(guò)預設的數值，控制格柵運行，清除垃圾CONTROL ENGINEERING China版權所有，保障正常過(guò)水，且合理的減少了設備磨損。

    (2) 提升泵運行控制。為實(shí)現進(jìn)水提升泵的自動(dòng)控制，在進(jìn)水泵井處安裝了2臺超聲波液位計，用以測量泵井的水位控制工程網(wǎng)版權所有，實(shí)時(shí)傳輸到PLC控制器及上位機CONTROL ENGINEERING China版權所有，進(jìn)行系統分析。根據測量值對應控制程序，自動(dòng)控制提升泵的運行組合。這樣可以根據廠(chǎng)外來(lái)水量準確及時(shí)地調整泵運行狀態(tài)，減少設備疲勞；同時(shí)可以取消傳統泵站三班倒的人力資源耗費。

    (3) 流量及處理量實(shí)時(shí)監測。對于污水處理廠(chǎng)的運行管理，水量是一個(gè)重要的控制參數。準確及時(shí)地掌握進(jìn)水量，對工藝控制及提高污水廠(chǎng)抵抗水力負荷沖擊能力有重要作用。傳統的水量測量采用堰板或文丘里流量槽等，都存在著(zhù)不能實(shí)時(shí)監測、實(shí)時(shí)顯示的缺點(diǎn)?，槚|污水處理廠(chǎng)計量槽采用超聲波流量計結合文丘里槽，能在現場(chǎng)和上位機實(shí)時(shí)顯示流量及累計處理量，達到了準確計量處理水量，以及為運行管理提供實(shí)時(shí)流量的目的。

    3.2 溶解氧計、氧化還原電位計、污泥濃度計

　　(1) 曝氣池溶解氧控制。南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)采用的是傳統活性污泥法的OOC改良工藝在4 個(gè)圓型曝氣池內圈好氧區，分別安裝了測量范圍是0.05～10 mg/L的溶解氧計，實(shí)時(shí)監控溶解氧濃度，傳輸到PLC及上位機。當實(shí)測濃度小于設定濃度時(shí)，自動(dòng)控制系統啟動(dòng)鼓風(fēng)機，給曝氣池充氧；相反地，當氧氣充足時(shí)，就會(huì )停止運行鼓風(fēng)機。通過(guò)溶解氧計控制鼓風(fēng)機可以精確地根據好氧菌群對溶解氧的需求控制鼓風(fēng)機的啟動(dòng)和停止，在保證了菌群良好生化能力的同時(shí)節約了能耗，保護了設備，增強了好氧菌群的分解能力。

　　(2) 曝氣池好氧段與缺氧段的控制。在每個(gè)曝氣池的外圈的好氧區與缺氧區的臨界面都安裝了測量范圍是-500～500 mV的氧化還原電位計，通過(guò)測量的氧化還原電位可以控制鼓風(fēng)機的高速運行，給外圈供氧，形成強好氧曝氣階段和缺氧階段的交替，進(jìn)而提高處理工藝中除磷脫氮的能力。如果沒(méi)有安裝氧化還原電位計。那么鼓風(fēng)機的運行只能通過(guò)時(shí)間控制，這樣一來(lái)就會(huì )明顯降低除磷脫氮的效果。

　　(3) 曝氣池污泥濃度控制。曝氣池的污泥濃度是一個(gè)重要工藝參數。在傳統的污水處理廠(chǎng)，污泥濃度依靠實(shí)驗室使用舊的試驗方法進(jìn)行監測，在數據提供的及時(shí)性和精確性上，存在很大的缺陷。難以及時(shí)進(jìn)行回流污泥和剩余污泥量的工藝調整，就造成時(shí)間上和準確度上的誤差。南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)在每個(gè)曝氣池上都安裝了一個(gè)測量范圍是為0.5～10 g/L 在線(xiàn)污泥濃度測量計，很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。安裝污泥濃度計可以隨時(shí)根據精確測量的污泥濃度，適時(shí)地調整曝氣池的工藝，同時(shí)減輕了實(shí)驗室工作人員的勞動(dòng)強度。

　　3.3 電磁流量計、氣體流量計

　　在回流污泥管道和剩余污泥管道中南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)安裝了5臺測量范圍是0～1 200 m3/h的電磁流量計測量回流污泥和剩余污泥的流量。?安裝流量計后，值班人員可以根據顯示的流量是否正確，從而判斷回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常，解決了潛水泵無(wú)法簡(jiǎn)單判斷工作是否正常的難題，而且電磁流量計還具有安裝方便，維護簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

　　鼓風(fēng)機與曝氣池間的空氣管道上直接安裝的4臺測量范圍0～4000 m3/h(標準狀況)的氣體流量計。氣體流量計的安裝可以使值班人員隨時(shí)了解鼓風(fēng)機向曝氣池提供氣體的量。

　　4、運行管理體會(huì )

　　4.1 運行管理經(jīng)驗

　　南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)自2000年2月正式運行，在兩年多的運行管理中，總結了保證自動(dòng)化檢測儀表正常運行幾點(diǎn)經(jīng)驗如下：

　　(1) 保持自動(dòng)化檢測儀表傳感器的清潔。定期專(zhuān)人清洗探頭，保證數據采集準確性。因為儀表在污水環(huán)境中工作，所以?xún)x表的清潔工作就顯得尤為重要，特別是直接與污水接觸的溶解氧計、氧化還原電位計及污泥濃度測量計等分析儀表，為了保證儀表的正常工作，我們定期由專(zhuān)人清洗，每7天就全面清洗1次儀表，清洗時(shí)要求使用柔軟的材料，以免損壞儀表。

　　(2) 定期校正各種儀表。儀表在長(cháng)期運行過(guò)程中難免會(huì )產(chǎn)生測量誤差，這就需要定期校正，以保證儀表測量的準確性，對分析儀表我們制訂了每?jì)稍露ㄆ谛Ｕ?次；而且要求實(shí)驗室工作人員利用分析方法分析對應的檢測項目，并與現場(chǎng)儀表監測結果比較，如果偏差太大，那么應適時(shí)對儀表進(jìn)行校正，確保準確。

　　(3) 保證儀表供電電壓的穩定性，延長(cháng)儀表的使用壽命。瞬間的高電壓沖擊往往使儀表很容易燒壞。南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)運行過(guò)程中，就發(fā)生了多次因供電電壓不穩定，而使超聲波液位差計和超聲波液位計的變送器損壞，從而影響了自控系統的正常工作的情況。南寧市瑯東污水處理廠(chǎng)正進(jìn)行技術(shù)改造避免供電電壓不穩定對儀表造成的損壞，降低運行成本，提高經(jīng)濟效益。

　　4.2 幾點(diǎn)體會(huì )

　　在運行過(guò)程中，我們還有以下體會(huì )：

　　(1) 要提高污水處理廠(chǎng)的經(jīng)濟效益和管理水平僅有以上這些儀表是不夠的，還應增加鼓風(fēng)機出口壓力計、初沉池污泥泵出口流量計等監測儀表，對大鼓風(fēng)機出口壓力和濃縮池進(jìn)口流量等參數進(jìn)行監測和調節。

　　(2) 進(jìn)口儀表的備件、部件昂貴而且購買(mǎi)困難，影響儀表的使用、維修。例如，一個(gè)因供電電壓不穩定而損壞的超聲波液位差計變送器維修費需8000多元，更換新變送器需15000多元；更換一個(gè)氧化還原電位計電極需2000多元，而且氧化還原電位計電極使用期限一般為兩年；一般的企業(yè)很難長(cháng)期支付這一昂貴費用。進(jìn)口儀表的標準化校對困難，一般的質(zhì)量檢驗部門(mén)都不接收污水處理儀表的檢測。國產(chǎn)儀表的普及仍跟不上，價(jià)格優(yōu)勢不能很好的體現，一定程度上影響了自動(dòng)化檢測儀表在污水處理廠(chǎng)中的應用。

　　總體來(lái)講，自動(dòng)化檢測儀表在污水處理廠(chǎng)的應用中發(fā)揮很大作用，但在實(shí)際應用中仍存在一些問(wèn)題，我們相信今后自動(dòng)化檢測儀表將會(huì )為中國的環(huán)保事業(yè)發(fā)揮更大的作用。