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杭州余杭水务有限公司 311100
摘要：随着经济发展，工业化的推进，排污量也日益增多，电气自动化技术已普遍应用于工业、农业等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。结合污水处理厂的运行情况，介绍自动化在线检测仪表的组成和在污水处理中的应用情况，并分析总结了自动化在线检测仪表达标管理中应注意的问题和操作规程。
关键词：电气自动化；在线检测仪表；污水处理；PLC
随着科学技术的发展，自动化检测技术得到了很大的发展，自动化检测仪表在污水处理中也得到广泛的应用，使污水处理厂不仅节约了大量的人力、物力，更重要的是可以及时对工艺进行调整。本文将介绍自动化检测仪表在污水处理中的应用。
1、概述
某污水处理厂设计规模为日处理污水5万吨，处理工艺为 DE 氧化沟，现日均收集、处理污水量约4.7万吨。处理后的污水清澈透明，经出水COD、氨氮在线仪器监测及环保部门检测，处理后的水质达到国家一级 B 类排放标准，至今运转状况良好。
2、处理技术分析
城市的生活污水通过污水管网收集到位于中心城区的提升泵站，首先进行第一道处理工序粗格栅，去除污水中较大的垃圾、漂浮物；随后通过污水泵将污水通过过江管道输送到位于某镇的污水处理厂；进入第二道处理工序细格栅，将较小的漂浮物去除；在比式沉砂池中去除污水中的砂粒和油类。
预处理后的污水进入二级生化处理，在生物处理工艺的核心部分——曝气池，进行生物降解有机物；曝气池的混合液输送到终沉池进行沉淀，泥水分离。上层澄清液消毒后作为净化后的清洁排放水；沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池后再生利用，一部分作为剩余污泥用泵输送到储泥池，通过污泥处理系统，把泥浆态的污泥进行浓缩、脱水、压滤，形成泥饼状，最终运往垃圾处理厂进行卫生填埋。
3、主要应用仪表介绍
3.1超声波液位计、液位差计、流量计
（1）格栅运行控制
粗格栅、细格栅各安装了1台超声波液位差计，通过格栅前后的液位差来反映格栅阻塞程度，并传输到PLC 控制器，进行分析计算。当液位差超过预设的数值，控制格栅运行，清除垃圾，保障正常过水，且合理的减少了设备磨损。
（2）提升泵运行控制
为实现进水提升泵的自动控制，在进水泵井处安装了2台超声波液位计，用以测量泵井的水位，实时传输到 PLC 控制器及上位机，进行系统分析。根据测量值对应控制程序，自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行状态，减少设备疲劳。
（3）流量及处理量实时监测
对于污水处理厂的运行管理，水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量，对工艺控制及提高污水厂抵抗水力负荷冲击能力有重要作用。传统的水量测量采用堰板或文丘里流量槽等，都存在着不能实时监测、实时显示的缺点。污水处理厂计量槽采用超声波流量计，能在现场和上位机实时显示流量及累计处理量，达到了准确计量处理水量，以及为运行管理提供实时流量的目的。
3.2溶解氧计、污泥浓度计
（1）曝气池溶解氧控制
污水处理厂采用的是DE氧化沟工艺，在曝气池内，分别安装了测量溶解氧的仪器，实时监控溶解氧，并传输到 PLC 及上位机。通过溶解氧数值调整曝气转碟运转开停状态，在保证了菌群良好生化能力的同时节约了能耗，保护了设备，增强了好氧菌群的分解能力。
（2）曝气池污泥浓度控制
曝气池的污泥浓度是一个重要工艺参数。在传统的污水处理厂，污泥浓度依靠实验室使用旧的试验方法进行监测，在数据提供的及时性和精确性上，存在很大的缺陷。难以及时进行回流污泥和剩余污泥量的工艺调整，造成时间上和准确度上的误差。污水处理厂在每组曝气池上都安装了一个测量范围为0～10 g/L的在线污泥浓度测量计，很好地解决了这个问题。安装污泥浓度计可以随时根据精确测量的污泥浓度，适时地调整曝气池的工艺，同时减轻了实验室工作人员的劳动强度。
3.3电磁流量计
在回流污泥管道和剩余污泥管道中污水处理厂安装了2台电磁流量计，测量回流污泥和剩余污泥的流量。安装流量计后，值班人员可以根据显示的流量是否正确，从而判断回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常，解决了潜水泵无法简单判断工作是否正常的难题，而且电磁流量计还具有安装方便，维护简单的特点。
4、基于PLC的应用
使用计算机控制的无线调度系统控制井群遥控系统以便管理生产，同时将操作人员的所有操作都记录下来形成电子报表使调度具有可追溯性。本无线调度系统包含了调度中心控制系统、井群遥控系统及配套电气控制柜。调度中心控制系统负责编辑计划指令并下达给井群遥控系统以及接受返回的仪表及设备的状态和数据。
调度中心下达的指令直接显示在井群遥控系统终端的液晶屏上，使井群遥控系统的操作人员照单操作彻底改变了传统的调度人员口头下达指令的模式。井群遥控系统主要由无线数传设备（MDS2710c无线数传电台），PLC、计算机主机、LCD显示屏组成。深井的配套电气柜通过小型PLC使用无线的方式实现水泵设备的遥开、遥关及反馈深井仪表数据、设备的状态及安全状态，进行信号双向传输。
5、技术提升
为节约能源，降低成本，根据现有水量未完全满负荷运行的实际情况，通过科学合理调节运行模式，在确保污水处理厂出水水质达标排放的同时，积极探索污水处理厂最佳运行模式，努力降低生产运行成本。由于污水处理厂需24小时不间断运行。耗电量较高，其电量占到了污水处理成本一半以上。为节约能源，降低运行成本，我们根据各工艺段在线仪表数值、水质变化等情况随时调整运行状态。同时在厂内电能消耗大的转碟和污泥回流泵设备上加装了节电器，进行技术改造，通过运行对比并经专业机构测评，单台节电器节电率在10%左右；提高了用电效率，增大了变压器的宽裕度；提高功率因素，改善用电质量；保护用电设备安全，有效延长了原有设备的使用寿命，降低了维护成本。
6、自动化在线检测仪表运行管理
（1）保持自动化检测仪表传感器的清洁
定期专人清洗探头，保证数据采集准确性。因为仪表在污水环境中工作，所以仪表的清洁工作就显得尤为重要，特别是直接与污水接触的 pH 计溶解氧计、污泥浓度测量计等分析仪表，为了保证仪表的正常工作，我们每周由专人进行全面清洗仪表，并要求使用柔软的材料，以免损坏仪表。
（2）定期校正各种仪表
仪表在长期运行过程中难免会产生测量误差，这就需要定期校正，以保证仪表测量的准确性，对分析仪表我们制订了每月定期校正1次；而且要求实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目，并与现场仪表监测结果比较，及时对仪表进行校正，确保准确。
7、结论
在以活性污泥法处理污水的生产过程中，自动化在线检测仪表发挥了巨大作用。它有助于我们更精确、及时、简便地获取各项数据，准确调整运行模式从而确保出水水质达标排放。
参考文献：
[1]毕克伟.工业电气自动化的应用与发展[J].中小企业管理与科技，2011（2）：311.
[2]解智.水厂水处理自动化控制系统[J].现代机械，2003（3）
[3]黄维生.浅淡我国污水处理工程的现状[J].西南给排水，2009，（03）.
[4]余立川.PLC 在污水处理厂控制系统中的应用[J].可编程控制器与工厂自
摘要：随着经济发展，工业化的推进，排污量也日益增多，电气自动化技术已普遍应用于工业、农业等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。结合污水处理厂的运行情况，介绍自动化在线检测仪表的组成和在污水处理中的应用情况，并分析总结了自动化在线检测仪表达标管理中应注意的问题和操作规程。
关键词：电气自动化；在线检测仪表；污水处理；PLC
随着科学技术的发展，自动化检测技术得到了很大的发展，自动化检测仪表在污水处理中也得到广泛的应用，使污水处理厂不仅节约了大量的人力、物力，更重要的是可以及时对工艺进行调整。本文将介绍自动化检测仪表在污水处理中的应用。
1、概述
某污水处理厂设计规模为日处理污水5万吨，处理工艺为 DE 氧化沟，现日均收集、处理污水量约4.7万吨。处理后的污水清澈透明，经出水COD、氨氮在线仪器监测及环保部门检测，处理后的水质达到国家一级 B 类排放标准，至今运转状况良好。
2、处理技术分析
城市的生活污水通过污水管网收集到位于中心城区的提升泵站，首先进行第一道处理工序粗格栅，去除污水中较大的垃圾、漂浮物；随后通过污水泵将污水通过过江管道输送到位于某镇的污水处理厂；进入第二道处理工序细格栅，将较小的漂浮物去除；在比式沉砂池中去除污水中的砂粒和油类。
预处理后的污水进入二级生化处理，在生物处理工艺的核心部分——曝气池，进行生物降解有机物；曝气池的混合液输送到终沉池进行沉淀，泥水分离。上层澄清液消毒后作为净化后的清洁排放水；沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池后再生利用，一部分作为剩余污泥用泵输送到储泥池，通过污泥处理系统，把泥浆态的污泥进行浓缩、脱水、压滤，形成泥饼状，最终运往垃圾处理厂进行卫生填埋。
3、主要应用仪表介绍
3.1超声波液位计、液位差计、流量计
（1）格栅运行控制
粗格栅、细格栅各安装了1台超声波液位差计，通过格栅前后的液位差来反映格栅阻塞程度，并传输到PLC 控制器，进行分析计算。当液位差超过预设的数值，控制格栅运行，清除垃圾，保障正常过水，且合理的减少了设备磨损。
（2）提升泵运行控制
为实现进水提升泵的自动控制，在进水泵井处安装了2台超声波液位计，用以测量泵井的水位，实时传输到 PLC 控制器及上位机，进行系统分析。根据测量值对应控制程序，自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行状态，减少设备疲劳。
（3）流量及处理量实时监测
对于污水处理厂的运行管理，水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量，对工艺控制及提高污水厂抵抗水力负荷冲击能力有重要作用。传统的水量测量采用堰板或文丘里流量槽等，都存在着不能实时监测、实时显示的缺点。污水处理厂计量槽采用超声波流量计，能在现场和上位机实时显示流量及累计处理量，达到了准确计量处理水量，以及为运行管理提供实时流量的目的。
3.2溶解氧计、污泥浓度计
（1）曝气池溶解氧控制
污水处理厂采用的是DE氧化沟工艺，在曝气池内，分别安装了测量溶解氧的仪器，实时监控溶解氧，并传输到 PLC 及上位机。通过溶解氧数值调整曝气转碟运转开停状态，在保证了菌群良好生化能力的同时节约了能耗，保护了设备，增强了好氧菌群的分解能力。
（2）曝气池污泥浓度控制
曝气池的污泥浓度是一个重要工艺参数。在传统的污水处理厂，污泥浓度依靠实验室使用旧的试验方法进行监测，在数据提供的及时性和精确性上，存在很大的缺陷。难以及时进行回流污泥和剩余污泥量的工艺调整，造成时间上和准确度上的误差。污水处理厂在每组曝气池上都安装了一个测量范围为0～10 g/L的在线污泥浓度测量计，很好地解决了这个问题。安装污泥浓度计可以随时根据精确测量的污泥浓度，适时地调整曝气池的工艺，同时减轻了实验室工作人员的劳动强度。
3.3电磁流量计
在回流污泥管道和剩余污泥管道中污水处理厂安装了2台电磁流量计，测量回流污泥和剩余污泥的流量。安装流量计后，值班人员可以根据显示的流量是否正确，从而判断回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常，解决了潜水泵无法简单判断工作是否正常的难题，而且电磁流量计还具有安装方便，维护简单的特点。
4、基于PLC的应用
使用计算机控制的无线调度系统控制井群遥控系统以便管理生产，同时将操作人员的所有操作都记录下来形成电子报表使调度具有可追溯性。本无线调度系统包含了调度中心控制系统、井群遥控系统及配套电气控制柜。调度中心控制系统负责编辑计划指令并下达给井群遥控系统以及接受返回的仪表及设备的状态和数据。
调度中心下达的指令直接显示在井群遥控系统终端的液晶屏上，使井群遥控系统的操作人员照单操作彻底改变了传统的调度人员口头下达指令的模式。井群遥控系统主要由无线数传设备（MDS2710c无线数传电台），PLC、计算机主机、LCD显示屏组成。深井的配套电气柜通过小型PLC使用无线的方式实现水泵设备的遥开、遥关及反馈深井仪表数据、设备的状态及安全状态，进行信号双向传输。
5、技术提升
为节约能源，降低成本，根据现有水量未完全满负荷运行的实际情况，通过科学合理调节运行模式，在确保污水处理厂出水水质达标排放的同时，积极探索污水处理厂最佳运行模式，努力降低生产运行成本。由于污水处理厂需24小时不间断运行。耗电量较高，其电量占到了污水处理成本一半以上。为节约能源，降低运行成本，我们根据各工艺段在线仪表数值、水质变化等情况随时调整运行状态。同时在厂内电能消耗大的转碟和污泥回流泵设备上加装了节电器，进行技术改造，通过运行对比并经专业机构测评，单台节电器节电率在10%左右；提高了用电效率，增大了变压器的宽裕度；提高功率因素，改善用电质量；保护用电设备安全，有效延长了原有设备的使用寿命，降低了维护成本。
6、自动化在线检测仪表运行管理
（1）保持自动化检测仪表传感器的清洁
定期专人清洗探头，保证数据采集准确性。因为仪表在污水环境中工作，所以仪表的清洁工作就显得尤为重要，特别是直接与污水接触的 pH 计溶解氧计、污泥浓度测量计等分析仪表，为了保证仪表的正常工作，我们每周由专人进行全面清洗仪表，并要求使用柔软的材料，以免损坏仪表。
（2）定期校正各种仪表
仪表在长期运行过程中难免会产生测量误差，这就需要定期校正，以保证仪表测量的准确性，对分析仪表我们制订了每月定期校正1次；而且要求实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目，并与现场仪表监测结果比较，及时对仪表进行校正，确保准确。
7、结论
在以活性污泥法处理污水的生产过程中，自动化在线检测仪表发挥了巨大作用。它有助于我们更精确、及时、简便地获取各项数据，准确调整运行模式从而确保出水水质达标排放。
参考文献：
[1]毕克伟.工业电气自动化的应用与发展[J].中小企业管理与科技，2011（2）：311.
[2]解智.水厂水处理自动化控制系统[J].现代机械，2003（3）
[3]黄维生.浅淡我国污水处理工程的现状[J].西南给排水，2009，（03）.
[4]余立川.PLC 在污水处理厂控制系统中的应用[J].可编程控制器与工厂自