自動化儀表在生活垃圾處理中的應用

邱才文

（通鋼集團吉林鋼鐵焦化項目部，吉林 吉林 132104）

目前，國家對城市生活垃圾的衛生填埋處理十分重視，而衛生填埋中的所產生的滲濾液的處理十分關鍵，污水處理站自控系統可采用由工業計算機(IPC)+可編程序邏輯控制器(PLC)+自動化儀表組成的多級分布式計算機測控管理系統。

1 自動化儀表在滲濾液處理系統中的重要地位

在現代化的污水處理廠中，每一個生產過程總是與相應的儀表及自控技術有關。儀表能連續檢測各工藝參數，根據這些參數的數據進行手動或自動控制，從而協調系統各組成部分之間、各水處理工藝之間的關系，以便使各種設備與設施得到更充分、合理的使用。同時，由于檢測儀表測定的數值與設定值可連續進行比較，發生偏差時，立即進行調整，從而保證水處理質量。根據儀表檢測的參數，能進一步自動調節和控制藥劑投加量，保證設備機組的合理運行，使管理更加科學化，達到經濟運行的目的。由于儀表具有連續檢測、越限報警的功能，便于及時處理事故。儀表還是實現計算機控制的前提條件。所以在先進的水處理系統中，自動化儀表具有非常重要的作用。

2 滲濾液處理系統常用儀表的分類

處理工程所用儀表大致可分為兩大類：一類屬于監測生產過程物理參數的儀表，如檢測溫度、壓力、液位、流量等。這類儀表采用國產表，其性能和質量基本能滿足要求。另一類屬于檢測水質的分析儀表，如檢測水的濁度、pH值、COD值、BOD值等。這些專用儀表在我國發展比較晚，因此，通常選用國外先進產品，從長遠觀點看是比較經濟、可靠的。

檢測儀表的好壞直接關系到自動化水處理的效果。在工程設計過程中，從儀表的性能、質量、價格、備件情況、售后服務等方面進行反復比較，一般可采用進口儀表和國產儀表相結合的方法。

3 污水處理廠監控系統的構成模式

監控系統一般由水廠管理層和現場監控層兩級系統構成（小型工廠多采用一級，即現場控制層），按集中管理、分散控制的原則進行監控。在工程設計中，將廠級計算機系統(即主站)設在廠中心控制室，各現場監控站(即分站)的數量和位置按工藝流程及構筑物的位置、分散程度來定。一般地，現場分站的設置是（以我公司達州滲濾液處理站為例）：集液池分站、調節池分站、脫氮分站、水水解氧化分站、污泥處理分站等。各監測儀表的數據均送到計算機系統，可在監控站的工控機上顯示、控制并打印、記錄、報警。

4 水處理系統常用儀表在選型及設計中應注意的問題

4.1 儀表選配的一般要求

4.1.1 精確度：是指在正常使用條件下，儀表測量結果的準確程度，誤差越小，精確度越高。

生產過程物理檢測儀表的精確度為±1%，水質分析儀表的精確度為±2%(測高濁水的濁度儀的精確度為±5%)。

4.1.2 響應時間：當對被測量進行測量時，儀表指示值總要經過一段時間才能顯示出來，這段時間即為儀表的響應時間。一只儀表能不能盡快反應出參數變化的情況，是很重要的指標。對水質分析儀表要求的響應時間應不超過3min。

4.1.3 輸出信號：儀表的模擬輸出應是4~20mA DC信號，負載能力不小于600Ω。

4.2 水位測量

選擇液位計時應考慮以下因素：

測量和控制要求，如測量范圍、測量(或控制)精確度、顯示方式、現場指示、遠距離指示、與計算機的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。

4.3 流量測量

流量測量分為兩種，一種用于流量檢測，參與過程控制，以達到提高生產自動化水平，改善生產工藝條件，提高產品質量和產量的目的。另一種用于流量的計量，不僅計量滲濾液的處理量，還是主要技術經濟指標計算的依據。在供水企業最主要的8項經濟指標中，有3項指標是以流量計測量的數據為基礎的。在測量中，液體本身為導體，磁場通過安裝在管路中的兩個線圈產生。線圈由交流或直流電源勵磁，磁場作用于管道內流動的液體，在管道中產生一個與被測流體平均流速V相對應的電壓，且該電壓與流體的流速分布無關。與管道絕緣的兩個電極監測液體的感應電壓。磁場方向、流體流向及兩個檢測電極的相對位置三者互相垂直。

為使儀表可靠地工作，提高測量精確度，不受外界寄生電勢的干擾，傳感器應有良好的單獨接地線，且接地電阻應小于10Ω，尤其是安裝在陰極保護管道上時。如在天津水源廠出廠干管上安裝的電磁流量計，由于管道采用了陰極保護，防護電解腐蝕的管道內壁和外壁之間是絕緣的，被測介質沒有接地電位，所以，將傳感器接地環裝在傳感器的兩個端面上，與連接管道的法蘭絕緣。傳感器與接地環用接地線相連，并引至接地極。管道法蘭之間用電纜相連但不連到傳感器上。法蘭連接螺栓用絕緣襯套和墊圈隔離。該電磁流量計自投產使用以來，效果一直較好。

轉換器應安裝在符合其防護等級要求的場所，在滿足安裝環境、使用要求的前提下，轉換器與傳感器之間的距離和連接電纜越短越好，以節約投資，減少可能產生的強電信號的干擾。

4.4 濁度的測量

濁度是水體渾濁程度的度量，也就是水體中存在微細分散的懸浮性粒子，使水透明度降低的程度。濁度儀是測量水體渾濁程度的儀器，主要用于對水質的監測和管理。

濁度是一項很重要的水質指標，尤其是對處理后的水質檢測，因此對濁度儀的選擇顯得尤為重要。濁度儀可分為目視濁度儀和光電濁度儀兩大類。光電濁度儀就其用途可分為工藝監控(連續測定)濁度儀和實驗室(包括便攜式)濁度儀，就其設計原理又可分為透射光濁度儀和散射光濁度儀。

在濾后水及出廠水的測量中，一般采用1720D(原為1720C)系列濁度儀。使用時水樣連續流入濁度儀，流經脫泡器以排空水流中的氣泡，然后進入濁度儀的中柱內，上升至測量室并溢過其邊緣進入排放口。聚光束從傳感器頭部組件中向下投射到濁度儀主體內的水樣中，浸在水樣中的光電管測量水中懸浮固體90°方向的散射光，散射光的量與水樣的濁度成正比。1720D不需采用樣品池，這樣可減少雜散光，提高測量準確度。1720D的準確度為：0~40NTU范圍內為±2%，40~100NTU范圍內為±5%，分辨力為0.001NTU，響應時間為75s。

測量濾后水的濁度儀多安裝于濾站管廊內，可采用壁掛或柜裝，出廠水的測量一般在送水泵房設置水質儀表間，將濁度儀及其他水質檢測儀表置于儀表間內，再將信號引至監控站。

雖然1720D的測量范圍為0~100NTU，但最好不用其測量濾前水，因為雖然光學上能測到100NTU，但在生產使用上會帶來許多不便。測量源水及濾前水多使用SS6系列表面散射式濁度儀，它是將光束射在液體表面，測定來自液面的散射光，避免了光學系統與水樣直接接觸。

4.5 顯示儀表的選用

一般凈水廠工程多選用智能化顯示儀表，其功能齊全，能進行數字信號處理，實現控制功能，而且測量值以液晶顯示，操作方便，可以保存數據，具有自診斷功能。雖然與計算機系統聯網后，它的優勢沒有完全發揮出來，而被計算機系統所取代，但在目前凈水廠的建設中，使用智能化的顯示儀表作為在計算機系統未調試投運階段或發生故障時的輔助儀表，也能滿足現場控制、顯示的要求。

在某些情況下，同時需要本地顯示與遠程傳送，此時不宜采取信號串聯方式，而應采用信號分配器，即1路輸入，兩路輸出，一路輸出送顯示儀表，另一路輸出可輸入PLC。

5 總結

要實現滲濾液處理的現代化管理，必須使用自動化儀表；設計人員應站在用戶的角度上，為用戶著想，在設計與選用儀表時，應做到：穩定可靠，操作簡單，安裝方便，物美價廉，連續測量，反應靈敏，互換性強，便于維護；設計人員平時應注意技術資料的收集、整理，以便于消化吸收。由于現行儀表的標準側重用于城市供水，必須注意污水處理的，特別是滲濾液處理工程中使用的特殊性；儀表正確投入使用后，設計人員應多下現場，對儀表的使用情況做跟蹤調查，了解儀表的工作情況，及時總結經驗，以利于今后的設計工作日趨完善。