自動化在線檢測儀表在污水處理中的應用

郭來福

（廈門市吉龍德環境工程有限公司，福建 廈門 361000）

自動化在線檢測儀表是自動控制系統的重要組成部分，其儀表構成十分復雜，能夠有效解決以往污水處理中人工檢測污水成分導致的檢測結果不準確、工作量增加等問題，具有十分突出的使用效果。

1 自動化在線檢測儀表結構特征

在污水處理過程中，自動化儀表具有操作簡單、清晰度高、測量精準等特征，其主要類型大致可劃分成兩種，成分分析儀表與熱工儀表。其中，成分分析儀表，也被稱為水質分析儀表，可以檢測溶解氧、酸堿值、污泥濃度等成分，包括溶解氧儀、在線BOD及COD儀表等，形式多樣，且具有較強的專用性；熱工儀表是檢測熱工量的儀表，屬于物理測量儀表，可以檢測壓力、液位、溫度等，包括壓力儀表、溫度儀表、流量及液位儀表等[1]。自動化在線檢測儀表主要由傳感器、變送器及顯示器三部分組成，傳感器主要檢測分析模擬量，并運用信號檢測方法進行分析；變送器主要是將傳感器檢測到的信號轉變為電流信號，并傳輸至PLC中，即可編程序控制器；顯示器的作用是通過屏幕在線顯示結果參數，工作人員可立即操作讀取，這三部分是一個緊密結合的有機整體，三者共同作用實現在線精準測量，目前已經廣泛應用在廢水治理中，發揮著十分積極的作用[2]。

2 自動化在線檢測儀表在污水處理中的應用

我國廢水治理一般包含三個階段，一級處理階段、二級處理階段及三級處理階段，分別利用組格柵過濾、沉淀池、生物膜法、活性污泥法、混凝沉淀法、活性炭吸附法等措施對廢水進行處理，最終達到污水排放標準，一級（A級、B級）、二級和三級，如化學需氧量（COD）一級（A級）允許排放標準為50 mg/L，B級為60 mg/L，二級為100 mg/L，三級為120 mg/L，還有生物需氧量、懸浮物、pH值、動植物油等，自動化在線檢測儀的使用能夠在線、自動檢測和記錄水質變化情況，并進行報警處理，便于人們進行處理，很大程度上縮減了工組人員工作量和難度，提升工作效率，降低污染。

2.1 自動化流量測量儀表

在廢水治理中，自動化流量檢測儀表發揮著非常重要的功能，能夠自動分析污水治理中各項數據信息，明確進出水量、污泥回流量、曝氣量、產氣量等關鍵參數，并進行實時監測，為廢水治理提供詳實的數據支撐，便于控制廢水治理設備運行條件。在廢水治理中，水量是非常關鍵的參數，準確掌握進出水量，能有效提升廢水治理工藝控制，提高水力負荷抗沖擊能力，較為常用的自動化流量測量儀表主要有超聲波流量計、電磁流量計、壓差式流量計[3]。

（1）超聲波流量計，主要應用在管道、渠道測量中，能有效解決傳統流量測量中，使用流量槽或堰板等測量設備時無法實時反應流量變化的不足，可以直接在現場或顯示器中了解水位實時流量及累計流量變化情況，為廢水治理提供便利，具有無需打孔、無需斷流、穩定性好、無需額外費用、直接安裝的優勢，在大口徑管道中檢測效果尤其優秀，并且也不會對流體各項數據信息產生干擾，可直接輸出為標準直流信號[4]。

（2）電磁流量計，主要應用在剩余污泥流量及回流污泥流量的檢測中，可以直接將電磁流量計安裝在剩余污泥管道及回流污泥管道中，工作人員可根據儀表中顯示的參數信息，判斷剩余污泥泵及回流污泥泵工作情況，能切實擺脫以往無法判斷潛水泵工作運行狀態的問題，具有安裝便捷、檢修養護便利的優勢。

（3）超聲波液位差計，能夠通過檢測計算出廢水位于格柵前后的液位差、格柵阻塞率，在實際工作中，可以直接將超聲波液位差計安裝在粗格柵和細格柵上，將相關數據傳輸至PLC上進行分析，倘若發現檢測出的液位差超過規定數值，說明格柵存在問題，需要及時查看，清理干凈格柵內部垃圾并進行適當處理，確保廢水正常通過，延長設備使用壽命；還有一種超聲波液位計，是根據廢水量調整優化提升泵的方式，具有降低提升泵疲勞程度、延長設備使用壽命的優勢，主要安裝在進水泵井位置，超聲波液位計會直接將檢測數據傳輸至PLC與上位機中，進行全面系統計算與分析，依據分析結果優化程序控制方式，加強提升泵自動控制水平。

2.2 在線分析儀表

在自動化檢測儀表中，在線分析儀表是十分關鍵的構成部分，需要對溶解氧、污泥濃度、化學需氧量、氨氮、總氮、總磷等諸多參數信息進行分析，通過在線分析儀，可以直接檢測分析上述信息，為廢水治理提供精準詳實的信息。常用在線分析儀包括溶解氧計、污泥濃度計、化學需氧量分析儀等諸多儀器，不同儀器其優勢特征各不相同。

2.2.1 溶解氧測定計

廢水治理中會使用生物膜法、好氧厭氧微生物處理法、活性污泥法等工藝，水中溶解氧是維持微生物生命活動的重要因素，利用溶解氧測定計實時檢測水中的溶解氧，能根據實際情況保持微生物活性，優化菌群生化能力。并且，自動控制系統可以根據溶解氧測定計檢測分析出的結果，合理控制曝氣轉碟運轉，如開機、關機等，具有節約能源、保護設備的優勢，是廢水治理工藝的核心，與系統調節息息相關，一般安裝在曝氣池中，實時檢測曝氣池內溶解氧并直接傳輸至PLC及上位機中，進行系統計算與分析[5]。

2.2.2 污泥濃度計

在廢水治理中，污泥濃度屬于一項重要指標，傳統污泥濃度檢測以實驗檢測為主，存在檢測結果不及時、不精確的不足，因而難以實現剩余污泥量及回流污泥量處理工藝的及時調整。采用污泥濃度計，將其安裝在曝氣池內，能夠實時、精準檢測污泥濃度，具有降低工作人員工作量，便于優化調整剩余污泥量及回流污泥量處理工藝的及時調整[6]。

2.2.3 化學需氧量分析儀

化學需氧量指在一定條件下，單位體積中污水強氧化劑消耗的總量，是衡量廢水治理水平的重要指標，在實際工作中，一般使用重鉻酸鉀測量法進行檢測，能降低檢測數據偏差率，提高數據準確性、有效性和真實性，但也存在維修配件貴、藥劑費用多、無法立即修復等不足，使用成本較高。

2.3 溫度測量儀表

溫度測量儀表，主要包含鉑熱電阻這一較常使用的熱敏元件、溫度變送器及PLC，通常應用在廢水治理厭氧消化環節，通過溫度監測點將信息傳輸至溫度變送器將熱信號轉化為電信號，并與模擬量模塊連接在一起，具有簡化數據處理及提取過程、實時監測厭氧消化速度并幫助厭氧消化的優勢。

3 自動化在線檢測儀表應用效果及注意事項

3.1 實際應用效果

第一，在廢水治理過程中，為確保系統安全穩定運行，降低故障發生率，相關人員往往會采取有效措施，幫助操作人員掌握和了解相關參數系信息，利用這些參數調節和優化處理設備及工藝，提升廢水治理效果，利用自動化在線檢測儀，可以實時了解不同時間段水質變化結果，為廢水治理提供詳實可靠的數據信息，從而保障整體系統的安全性與穩定性[7]；第二，利用自動化在線檢測儀表對廢水進行實時檢測，便于完成各種前期控制工作，在線檢測儀表實際測量時間一般維持在30分鐘左右，倘若實際治理環節出現問題，儀表對應系統會自動發出警報，操作人員會迅速定位問題位置，及時調整相關參數，確保整體水質；第三，便于分析采集各種數據信息，降低和消除因季節變化導致的泥渣量驟增影響。

3.2 注意事項

（1）定期維修和矯正各種儀表，在長期使用過程中，儀表會因各種因素影響產生測量偏差，可定期對其進行維修和矯正，確保儀表處于最佳運行狀態，保證測量結果準確性；（2）注重測量儀表傳感器清潔度，安排人員定期清理傳感器，這是因為，在長期廢水治理環境中，儀表傳感器會受到嚴重污染，特別是直接接觸廢水的溶解氧計、污泥濃度測量計等，必須每周清洗一次，確保其清潔度，以保證采集數據的真實性和準確性，需要注意的是，在清理時，要盡可能選用柔軟材料進行清潔，避免損壞傳感器；（3）確保儀表供電穩定性，自動化檢測儀表很容易因瞬時電擊而損壞，在整個廢水治理系統中，倘若儀表供電不穩定，很容易損壞超聲波液位計及超聲波液位差計等，對系統穩定造成不良影響。

4 結語

綜上所述，自動化檢測儀表在廢水治理中發揮著越來越重要的作用，隨著現代自動化技術不斷發展，其功能作用也將越發突出，相關人員應當加大自動化檢測儀表應用力度，將自動化流量測量儀表、在線分析儀表、溫度測量儀表等應用在廢水治理中，顯著提高廢水治理效率和質量。