污水處理中自動化儀表設計與應用分析

張志強

摘 要： 近些年來，我國工業產業的迅猛發展產生了大量的污水，對環境造成了嚴重的破壞。現階段，隨著人們環保意識的提升，工業污水處理成為社會大眾關注的焦點。本文將就污水處理過程中自動化儀表的設計和應用進行簡要的探索研究。

關鍵詞： 污水處理；自動化儀表；設計；應用

前言：水是社會發展和人類生存不可缺少的資源，近些年來我國水資源緊張的問題變得越來越嚴重，因此我國在水資源保護、凈化以及循環再利用等領域投入了大量的資源。隨著科學技術的發展，越來越多的先進技術和設備在污水處理中得到了有效的應用，自動化儀表就是其中的一種類型，因此探究自動化儀表在污水處理中的設計應用具有十分中的實踐意義。

1.污水處理中自動化儀表設計探究

在污水處理之前，必須對污水中的雜質以及成分含量等參數進行明確，如此才能有針對性的采取最合適的處理方法。但是隨著工業產業發展，污水成分的復雜性出現了大幅度的提高，若是依舊采用傳統的人工測量的方法很容易出現誤差，因此必須將自動化儀表引入到污水處理中，以此實現污水處理作業成效的提高。

1.1污水處理中自動化儀表設計原則分析

考慮到污水成分混雜的特征，及時針對同一出處的污水采取的處理方式也經常會出現一定的差異，因此在自動化儀表設計的過程中，必須充分考慮到自動化儀表采樣過程的代表性以及運行過程中的穩定性，如此才能充分發揮出自動化儀表應有的作用，促進污水處理效果的提升。具體設計原則包括以下幾個方面：首先，為了保障自動化儀表運行的穩定性，應該盡可能的采用一些高精度和高穩定性的儀器。其次，經濟性原則。在保障自動化儀表精確度以及穩定性的基礎上充分考慮成本因素，正確以最少的成本獲得最大的效益。再次，針對污水中可能存在的腐蝕性成分，自動化儀表的表面必須具備良好的抗腐蝕性能。只有做到科學選用材料才能保障自動化儀表的使用壽命。最后，充分考慮到自動化儀表的工作環境，如沼氣池、污水處理廠雷區等，必須有針對性的為其設置一定的防護措施，避免自動化儀表因意外事故出現損壞。

1.2污水處理自動化儀表設計中的注意事項分析

將自動化儀表應用于污水處理的過程中，自動化儀表表面很容易附著一些污水中包含的雜質，長此以往不加處理，將會對自動化儀器的運行穩定性造成嚴重的影響，進而損害到儀器檢測測量數據的精確性。因此在自動化儀表設計的過程中，必須解決儀表的清潔問題。首先，將自動化儀表設置在方便拆卸的部位，工作人員可以根據實際情況對儀表進行調整。其次，結合自動化儀表的工作地點和工作環境制定科學合理的維護保養措施，使其長期處于穩定運行的狀態下。

1.3科學選用自動化儀表

在自動化儀表選型的過程中，除了要考慮到污水采樣分析、儀表穩定運行等方面的因素之外，還需考慮到自動化儀表的應用場景以及污水的實際情況。例如，在污水包含腐蝕性雜質的情況下，選擇具有較強耐腐蝕性的自動化儀表。

2.污水處理中自動化儀表的具體應用

2.1溫度儀表在污水處理中的應用

一般情況下，污水處理都需要經過一道厭氧消化的工序，在這一環節，需要利用溫度儀表和壓力儀表進行動態監測，方便工作人員結合其動態對厭氧消化的條件進行適當的調整，以此獲得最佳效果。在溫度儀表應用的過程中，最常采用的熱敏元件是鉑熱電阻，但是考慮到鉑熱電阻的溫度控制點數較小，因此通常需要和溫度變送器同時使用。通過二者的綜合應用可以將熱信號轉化為4～20mA的電信號，之后將電信號和模擬量模塊相連接，如此就可以完成了數據提取和簡化處理的整個過程。

2.2流量儀表在污水處理中的應用

流量儀表在污水處理中發揮著十分重要的作用，主要表現在污水量、污水回流量以及曝氣量等參數的檢測，為污水處理運行條件的控制提供詳實可靠的依據。此外，流量儀表還可以用于污水處理過程中設備運行狀況的判斷。當前階段，可用于污水處理的流量儀表主要包括超聲波流量計、壓差式流量計以及電磁流量計等幾種類型，在設計階段應該結合自身實際需求選擇最合適的一種，保障污水處理的實效性。

我單位采用較多的是電磁流量計。電磁流量計是應用電磁感應原理，根據導電流體通過外加磁場時產生的感應電動勢來測量導電流體流量的。其主要特點就是不受流體密度、溫度、粘度、壓力以及電導率變化的影響，并且傳感器感應電信號與平均流速呈線性關系，因此測量精度高，對于污水處理過程中的帶有微顆粒流體的測量較為適合。

2.3化學需氧量分析儀器在污水處理中的應用

化學需氧量指的是在一定條件下單位體積污水處理所需的污水強氧化劑的用量，是污水處理效果衡量指標體系的重要組成部分，同時也可以用于污水中有機物含量的衡量，化學需氧量越大，污水中有機物含量越高，水體污染越嚴重。COD測定儀主要有分光光液測定法及電化學測定兩種類型。分光光液法測定COD主要原理：水樣、重鉻酸鉀、催化劑和濃硫酸的混合液在消解池加熱到一定溫度時混合液中的鉻離子從四價還原為三價，液體顏色發生改變，變色的成度與水樣中的有機物含量成對應關系，儀器通過比色換色成COD值。由于COD分析儀是屬于比較精密的分析儀器，國外在研制生產以及技術上更為成熟，為了保證正確的測量，特別是工藝要求很高的情況下，在選型設計時可以考慮國外產品。

在污水處理的過程中，要對COD指標測定進行強化，促進污水處理流程的優化和污水處理效果的提升。

2.4溶解氧儀在污水處理中的應用

溶解氧跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質有密切的關系，在溫度20℃、氣壓100kPa下，純水里大約溶解氧9mg/L。有些有機化合物在喜氧菌作用下發生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有機物以碳來計算，根據C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧氣。當水中的溶解氧值降到5mg/L時，一些魚類的呼吸就發生困難。

溶解氧通常有兩個來源：一個來源是水中溶解氧未飽和時，大氣中的氧氣向水體滲入；另一個來源是水中植物通過光合作用釋放出的氧。因此水中的溶解氧會由于空氣里氧氣的溶入及綠色水生植物的光合作用而得到不斷補充。但當水體受到有機物污染，耗氧嚴重，溶解氧得不到及時補充，水體中的厭氧菌就會很快繁殖，有機物因腐敗而使水體變黑、發臭。

溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據。水里的溶解氧被消耗，要恢復到初始狀態，所需時間短，說明該水體的自凈能力強，或者說水體污染不嚴重。否則說明水體污染嚴重，自凈能力弱，甚至失去自凈能力。

當前階段，我國污水處理中應用最廣泛的三種方式分別為好氧厭氧微生物處理法、活性污泥法以及生物膜法。水中溶解氧的含量直接決定了微生物能否在水中存活，因此必須保障水中的溶解氧含量足以支持微生物保持活性，溶解氧儀在溶解氧監測工作中就顯得至關重要，可以為曝氣量的調節提供科學可靠的依據，同時又能夠避免活性污泥法應用過程中出現污泥絲膨脹的問題。一般情況下，溶解氧儀主要由傳感器以及變送器兩個部分構成，溶解氧傳感器主要有兩種：覆膜電極和無膜電極傳感器。這兩種傳感器都是由陰極、陽極和電解液組成。在實際應用的過程中，工作人員應該結合污水實際情況和現場環境對溶解氧儀的安裝位置進行科學的設置，避免電極結垢受污染，從而保障溶解氧儀功能的充分發揮。

結語：綜上所述，當前階段世界上很多國家都面臨著水資源緊缺的問題，我國也是其中之一。為了有效的緩解水資源緊張的問題，一方面要提倡節約用水，另一方面則要加強對水污染的治理。在污水處理的過程中，自動化儀表發揮著十分重要作用，能夠促進污水處理質量和效率的大幅度提升。本文分兩部分分別對污水處理中自動化儀表設計原則和具體應用進行了分析，希望可以為自動化儀表在污水處理中的推廣應用提供一定的幫助。

參考文獻

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