自动化仪表在污水处理体系中的应用.doc

自动化仪表在污水处理系统中的应用作　　者：丁玉美摘　　要：以咸阳路污水处理厂的监控系统为例，论述了检测仪表在污水处理系统的广泛应用。对仪表的分类、工作原理以及使用注意事项进行了详细的说明，并且重点介绍了自动化仪表在厂区自动控制系统中所起的关键性的作用。　　随着我国工业自动化程度的提高，计算机测控管理系统已普遍进入污水处理厂自动化领域。目前，国内污水厂自控系统采用最多的是由工业计算机 (IPC)+可编程序逻辑控制器(PLC)+自动化仪表组成的多级分布式计算机测控管理系统。 一、自动化仪表在污水处理系统中的重要地位　　在现代化的污水厂中，每一个生产过程总是与相应的仪表及自控技术有关。仪表能连续检测各工艺参数，根据这些参数的数据进行手动或自动控制，从而协调供需之间、系统各组成部分之间、各污水处理工艺之间的关系，以便使各种设备与设施得到更充分、合理的使用。同时，由于检测仪表测定的数值与设定值可连续进行比较，发生偏差时，立即进行调整，从而保证污水处理质量。根据仪表检测的参数，能进一步自动调节和控制设备的合理运行，使管理更加科学化，达到经济运行的目的。由于仪表具有连续检测、超高报警的功能，便于及时处理事故，同时仪表还是实现计算机控制的前提条件。所以在先进的污水处理系统中，自动化仪表具有举足轻重的作用。 二、水处理系统常用仪表的分类??? 1、常用仪表的分类　　 在污水处理过程中，需要测量的参数是多种多样的，例如液位、液位差、流量、压力、PH值、温度、溶解氧、污泥浓度、氧化还原电位、污泥浓度、污泥界面、在线BOD、在线COD、在线氨氮、在线总磷等。对于温度、压力、液位、流量这些物理量，一般称其为热工量。诸如PH值、温度、溶解氧、污泥浓度、氧化还原电位、污泥浓度、等参数，称之为成分量。用于测量热工量的仪表一般称之为热工测量仪表；用于测量成分量的仪表一般称之为成分分析仪表，在污水处理过程中常常称之为水质分析仪表。这些专用仪表在我国发展比较晚，因此，通常选用国外先进产品，从长远观点看是比较经济、可靠的。 2、测量仪表的构成　　 测量仪表种类多、类型复杂、结构各异，但都担负着共同的任务；测量出被测参数的值。所以，它在构成上就有明显的共性。它们大致都由测量元件（传感器）部分、中间传送部分和显示部分（包括变换成其他信号）构成。各部分之间的关系如图10-5所示。 三、咸阳路污水处理系统常用仪表及使用中应注意的问题　　 天津市咸阳路污水处理厂是一座日处理量45×104m3/d、A/O二级生化处理工艺的污水处理厂。为保证污水处理的安全性、可靠性和生产的连续性，提高污水处理厂的自动化水平，全厂控制系统采用基于可编程逻辑控制器（PLC）的集散型控制系统，以及监控和数据采集（SCADA）系统。集散型控制系统包括管理层和控制层。管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；控制层主要是通过现场PLC或计算机完成各自辖域内工艺过程和工艺设备的自动控制。SCADA系统通过现场检测仪表和网络设备完成对主要工艺参数的数据采集并对生产流程进行监控。　　污水处理流程中的各检测仪表均为在线式智能仪表，变送器均带有数字显示装置并通过可编程序控制器（PLC）的接口传送标准的模拟、数字信号。　　污水处理厂的过程检测仪表分散设置于各个工艺处理构筑物及工艺管道上，作为自控系统的在线检测和数据采集设备。所需检测的主要参数有：液位、液位差、流量、压力、PH值、温度、溶解氧、污泥浓度、氧化还原电位、混合液浓度、污泥界面、在线BOD、在线COD、在线氨氮、在线总磷等。厂外泵站仪表包括液位、液位差、流量等。下面分类介绍一下厂区常用仪表。 （一）流量测量仪表　　在污水处理工艺过程中，流量测量仪表应该说是应用最广、最多的测量仪表。污水处理厂的进出水水量、回流污泥量、曝气量以及消化池产气量等都是工艺生产所必须测量的流量参数。另外，为了对污水处理厂的运行经济效果进行考核、分析，也要依靠流量测量仪表来提供必要的数据。　　咸阳路污水处理厂常用的流量计有超声波流量计和电磁流量计等，下面分别做介绍。1、电磁流量计　　电磁流量计是利用电磁感应原理制成的流量测量仪表，可测量含有纤维质或固体颗粒悬浮物等具有导电性的介质。在测量中，液体本身为导体，磁场通过安装在管路中的两个线圈产生。线圈由交流或直流电源励磁，磁场作用于管道内流动的液体，在管道中产生一个与被测流体平均流速V相对应的电压，且该电压与流体的流速分布无关。　　电磁流量计主要由变送器和转换器组成。被测介质的流量经变送器变换成感应电势后，再经转换器把感应电势信号转换成为电流信号作为输出，以便进行远方指示记录或作为控制信号。　　由于这种仪表的测量部分没有深入管道内部的部件，没有收缩或改变管道的截面，因此具有惰性小、反应迅速、压力损失小