導(dǎo)語：如何才能寫好一篇超聲波污水處理的方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】污水處理；液位計；選型

本文以液位計的原理結(jié)合污水處理廠的工藝的實際，闡述在污水處理上液位計的選型。

本文以一個造紙污水處理廠為例。該污水處理廠主要處理造紙脫墨污水（高濃度DIP廢水）造紙廢水及其他生產(chǎn)廢水。其中高濃度DIP廢水先經(jīng)過厭氧處理后，與造紙廢水及其他生產(chǎn)廢水一起進入SBR好氧生物處理系統(tǒng)，再經(jīng)過三級化學(xué)處理后排放。處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)過濃縮池濃縮后，送至污泥脫水單元進行脫水外運。

液位計在污水處理應(yīng)用中占的很大的比例，在整個污水處理的各個環(huán)節(jié)中幾乎都有應(yīng)用。污水處理中，需要測量液位有廢水，污泥，化學(xué)品溶液等。在利用自動控制的污水處理系統(tǒng)中，液位計除了用來測量液位計，很多還涉及到自動控制中連鎖泵的啟停及控制閥門的打開和閉合。

以下按照結(jié)合工藝分析一下，污水處理液位計的選型。

1.磁翻板液位計

原理：液位計根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。當被測容器中的液位升降時，液位計主導(dǎo)管中的浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到現(xiàn)場指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當液位上升時，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，當液位下降時，翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，指示器的紅、白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實際高度，從而實現(xiàn)液位的指示。

特點：（1）結(jié)構(gòu)簡單，顯示清晰，讀數(shù)直觀，特別適用現(xiàn)場顯示。

（2）設(shè)備開孔少，一般選用帶遠程輸出的磁翻板液位計，使現(xiàn)場和遠程都能監(jiān)控。

（3）根據(jù)介質(zhì)的情況，如易污易堵的介質(zhì)，則需要定期的清洗主導(dǎo)管，清除管道內(nèi)的沉積物，以保證測量的準確性。

在污水處理工藝上，磁翻板液位計常用于化學(xué)溶藥槽罐，酸罐，堿罐等液位的測量。

2.超聲波液位計

超聲波式液位計是利用超聲波在液面處反射原理進行液位離度檢測時，即應(yīng)用回聲測量距離原理工作的。當超聲波探頭向液面發(fā)射短促的超聲波脈沖時，經(jīng)過時間t后，探頭接收到從液面反射回來的回聲脈沖，因此探頭到液面的距離可按下式求出：設(shè)超聲波探頭到容器底部的距離為h，則實際液位 。式中，v為超聲波在被測介質(zhì)的傳播的速度（也就是聲速m/s），由此看出，只要知道聲速v，就可以通過精確測量時間t，求出液位的高度H。[1]

2.1超聲波液位計的特點

（1）超聲波液位計可以做到非接觸式測量，運行穩(wěn)定可靠：超聲波物位計安裝于料倉、液罐上方，不直接接觸物料，克服了其它型號液（物）位計直接接觸物料和由此而帶來的弊端。

（2）可以測量的范圍大，液體，塊狀，粉末物位都可以測量。

（3）可以定點連續(xù)的測量，且能方便提供遙測和遙控的測量信號。

（4）安裝簡單方便，且不需要安全防護。

2.2超聲波液位計的缺點

（1）超聲波液位計測量會有盲區(qū)，安裝的時候需要避開盲區(qū)，當液位進入盲區(qū)后，超聲波變送器就無法測量液位了，所以在確定超聲波液位計的量程時，必須留出盲區(qū)的余量，安裝時，變送器探頭必須高出最高液位盲區(qū)左右。這樣才能保證對液位的準確監(jiān)測及保證超聲波液位計的安全。

（2）超聲波液位計在有泡沫的情況下，因為聲波不能穿透泡沫，聲波就會在泡沫上反射回來，這樣測量就與實際的液位有較大的偏差?？稍谟信菽牟酃奕萜骷尤胂輨?，減少泡沫的產(chǎn)生，保證測量準確。

（3）超聲波液位計在有攪拌器的容器中會受到攪拌器的影響，造成反射假反射回波，造成測量的不準確。通過降低攪拌器的轉(zhuǎn)速，安裝液位計的時候離開攪拌器的中心，可以減少攪拌器對超聲波液位計測量的影響。

（4）測量介質(zhì)的溫度對超聲波液位計也有影響，尤其是在密閉的容器里，介質(zhì)的溫度與周圍的溫度有溫差時，會探頭的周圍凝結(jié)水珠，這樣會影響測量的準確?？梢酝ㄟ^在安裝超聲波液位計的時候，接壓縮空氣管對著探頭吹，減少因為介質(zhì)與容器及探頭的溫度差凝結(jié)的水珠對測量的影響。

3.靜壓式液位計

靜壓式液位測量方法是根據(jù)液柱靜壓與液柱高度成正比的原理來實現(xiàn)的，通過測得液柱高度產(chǎn)生的靜壓實現(xiàn)液位測量的，差壓式液位計，是利用當容器內(nèi)的液位改變時，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作。

靜壓式液位計是通過測量液體的液位高度而產(chǎn)生的靜壓力來測定液體液位。根據(jù)P=ρgh，而液體的密度ρ，重力加速度g是已知的，只要測出壓力P，就可以求出液體的液位h。[2]

—種用于液位測量的壓力儀表是投入式液位計，即把液位測量儀表投入到待測液位的介質(zhì)屮，隨著液位的變化，壓力變送器中的擴散硅等壓力檢測元件將靜壓力轉(zhuǎn)換為電阻信號進行液位檢測，投人式液位計可以直接投人被測介質(zhì)中。

投入式壓力液位計的特點。

（1）結(jié)構(gòu)簡單，采用固態(tài)結(jié)構(gòu)，無可動部件。

（2）安裝使用相當方便，使用壽命長。

（3）測量范圍比較廣，可以測里從水、油到黏度較大的相狀物等。

（4）它不受被測介質(zhì)起泡、沉積、電氣持性的影響，無材料疲勞磨損，對振動、沖擊不敏感。

（5）價格便宜，可靠性比較高。

（6）安裝時，注意要選擇流體相對平穩(wěn)，波動小的地方安裝，如果避免不了水流沖擊，摩擦振動時，需要加裝隔離管，減少水流沖擊，保證測量的準確性和穩(wěn)定性。

（7）安裝投入式液位計時，最好離池底或者罐底100mm到200mm，以減少因為池底或者罐底有淤泥及介質(zhì)的沉淀物，影響測量的準確度。

（8）在水質(zhì)過差的環(huán)境下，尤其是介質(zhì)有很多懸浮物，雜質(zhì)時，容易堵塞取壓孔，影響測量準確度。需要定期對液位計進行清洗、疏通取壓孔，以保證測量準確和穩(wěn)定。

壓力式液位計適合用于水質(zhì)較好的工藝流程中，比如上清集水池，濾池，清水池，外排水池以及SBR池。通過加裝隔離管避開池底污泥雜質(zhì)也可以用于帶攪拌的濃縮池調(diào)節(jié)池。

4.雷達液位計

雷達傳感器的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號，發(fā)射波在被測物料表面產(chǎn)生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。發(fā)射及反射波束中的每一點都采用超聲采樣的方法進行采集。信號經(jīng)智能處理器處理后得出介質(zhì)與探頭之間的距離，送終端顯示器進行顯示、報警、操作等。[3]距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程T成正比：

D=C×T/2

其中C為光速 因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D

雷達液位計的特點：

（1）雷達液位計采用一體化設(shè)計，無可動部件，不存在機械磨損，使用壽命長。

（2）由于電磁波的特點，不受環(huán)境的影響。故其測量的應(yīng)用場合比較廣。雷達液位計的探頭與介質(zhì)表面無接觸，屬非接觸測量，能夠準確、快速地測量不同的介質(zhì)。探頭幾乎不受溫度、壓力、氣體等的影響。可以在工況惡劣，變化大，有水氣、蒸汽、泡沫等超聲波液位計不能勝任的場合下使用。

（3）雷達液位計也適合用于在有攪拌器，液面變化無常，多變的場合下。

（4）雷達液位計價格相對昂貴，但是幾乎可以適用污水處理的各個工藝液位控制流程。

綜上所述，由于污水處理的工藝流程中涉及很多需要測量液位的場合，也由于污水處理本身工藝的特點，在選型過程中，需要針對各個工藝流程及介質(zhì)的特點，選擇合適的液位計，對工藝測量的精度和可靠性穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性使用壽命都會有很大的影響。建議在經(jīng)費允許的情況，盡量選擇精度高，維護少，壽命長的液位計。使整個污水處理的液位測量和控制在可靠，穩(wěn)定，安全下運行。

【參考文獻】

[1]張毅.自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)（第二版）.北京：化工工業(yè)出版社，2005.

篇2

論文摘要：污泥原位減量化技術(shù)是解決目前污水處理過程中產(chǎn)生剩余污泥問題的重要途徑。本文設(shè)計的超聲波-缺氧/好氧組合工藝實驗?zāi)Ｐ褪菍⒊暡ㄌ幚砼c缺氧/好氧(A/O)工藝相結(jié)合對污泥進行原位減量化。首先采用超聲波直接對回流污泥進行超聲處理，然后將超聲波處理后的回流污泥返回缺氧池以及好氧池進行隱性生長，減少后續(xù)的剩余污泥產(chǎn)出量。同時，該設(shè)計并未影響出水水質(zhì)。

本文側(cè)重對模型的設(shè)計，關(guān)鍵是缺氧、好氧同池部分以及沉淀池、超聲波處理器的設(shè)計與選擇。模擬設(shè)計與常規(guī)工藝的實際設(shè)計有一定差別，部分參數(shù)是探索性的選擇。

1 緒論

1.1 設(shè)計參考水量與水質(zhì)

設(shè)計規(guī)模：0.4m3/d處理規(guī)模實驗室工藝模擬。.

進水水質(zhì)：CODCr=600mg/L, BOD5 =280mg/ L, 總氮=77mg/ L, 氨氮=35mg/ L 總磷=3.0mg/L.

出水平均水質(zhì)：CODCr≤70mg/ L，BOD5 ≤20mg/ L，SS≤30mg/ L，氨氮≤5mg/L.

污泥減少量預(yù)計在90%。

1.2我國城市主要污水處理工藝及其特點

我國現(xiàn)有城市污水處理廠80％以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強化一級處理、二級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。

活性污泥法(Activated Sludge Process) [1]是以活性污泥為主體的生物處理方法，它的主要構(gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池。需處理的污水和回流污泥同時進入曝氣池，成為混合液。在曝氣池內(nèi)注入壓縮空氣進行曝氣，在好氧狀態(tài)下，污水中的有機物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩(wěn)定，然后混合液流人二沉池。澄清水溢流排放，但該法存在污泥膨脹而影響處理效果的缺點。主要處理生活污水，占地面積大，運行管理方便，對污泥膨脹進行控制，運行成本低。設(shè)計容積負荷較低，SVI控制較嚴格，否則泥水不易分離，引起污泥膨脹而導(dǎo)致出水水質(zhì)差。

活性污泥工藝的目的是在最大限度降低BOD的同時，減少污泥的產(chǎn)量。

活性污泥法(Activated Sludge Process)具有基建投資省、處理效果好的優(yōu)點，是當今世界廢水生物處理的主流工藝，但是在污水的生物處理過程中產(chǎn)生大量的生物污泥，需要經(jīng)分離、穩(wěn)定、消化、脫水及外置等步驟，這需要大量的基建投資和高昂的運行費用，剩余污泥處理和處置所需的投資和運行費用可占整個污水處理廠投資和運行費用的25％～65％，已成為廢水生物處理技術(shù)面臨的一大難題．開發(fā)不降低污水處理效果、實現(xiàn)污泥產(chǎn)量最小化的廢水生物處理工藝，是解決污泥問題較理想的途徑。剩余污泥通常會有相當量的有毒有害物質(zhì)以及未穩(wěn)定化的有機物，包括各種重金屬、有毒有機物（PCBs、AOX等），大量病原菌、寄生蟲(卵)以及N和P等營養(yǎng)元素。如果不進行妥善處理與處置，將會對環(huán)境造成“二次污染”。

污泥的最終處置常采用填埋、填海和用于農(nóng)業(yè)。但隨著可用土地的減少，考慮到人體的健康，在污泥用于農(nóng)業(yè)之前必須進行進一步處理等，污泥的最終處置越來越困難，這使人們對于能減少污泥產(chǎn)量的生物處理工藝更加感興趣。

生物活性污泥法有多種處理工藝，隨著國外許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進到我國，城市二級污水處理廠常用的工藝方法有[2-3]：普通曝氣法、A—B法(二段曝氣法)、A/O除磷工藝、A/O脫氮工藝、A²/O除磷脫氮工藝、氧化溝工藝等。已有的生物除磷脫氮工藝可分成A/O系列、氧化溝系列和序批式反應(yīng)器(SE)系列等。隨著各個系列不斷地發(fā)展和改進,形成了目前較典型的工藝，如A/O工藝、A²/O工藝、改良A²/O、倒置A²/O工藝、ORBEL氧化溝工藝、百樂克工藝等。目前我國新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占90％以上，其余則為一級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。

1.3我國污泥發(fā)展概況與污泥減量化的提出

污泥是廢水生物處理的副產(chǎn)物，隨著廢水處理量增加，污泥處理處置已成為困擾污水處理廠和全社會的重大問題。

現(xiàn)代廢水處理技術(shù)，按其作用原理，可分為物理法、化學(xué)法和生物法三類。廢水生物處理根據(jù)生化反應(yīng)機理不同，分為好氧處理和厭氧處理兩大類[4]。

隨著我國城市污水處理量和處理率的增加，污泥的產(chǎn)生量快速增長，污泥的處理與處置成為環(huán)境保護領(lǐng)域一個重要課題。國內(nèi)在污水處理廠污泥的處理處置方面還存在一些問題[1]：

國內(nèi)外雖然對污水處理技術(shù)與處置標準給予了更多的關(guān)注，但由于經(jīng)濟、設(shè)計、管理等諸多方面的原因，對污泥處理不夠重視。污泥成分日益復(fù)雜，污泥處理難度增加。隨污水處理排放標準的提高，為防止水體富營養(yǎng)化，污水處理既要進行有機物的去除，又要進行N、P等無機營養(yǎng)物的去除。為滿足污水回用，達到污水資源化的目的，需進一步去除污水中的污染物質(zhì)，隨著這種處理功能的拓展，污泥量隨之增加。目前我國污泥的處理大多采用厭氧消化，其前期一次性投資大，而且還有工藝負荷低、安全性要求高、運行管理難度大、運行經(jīng)驗缺乏等問題。污泥的處理與處置費用昂貴，一般要占總運行費用的30%(填埋)一60%(焚燒)。

污泥問題不僅是中國也是全世界面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。污泥問題使人們對于能減少污泥產(chǎn)量的生物處理工藝更加關(guān)注。為了防止污泥的二次污染，應(yīng)盡可能通過技術(shù)進步和工藝改造等手段減少污泥的產(chǎn)生量，大力開展促進污泥減量技術(shù)的研究，以大幅度降低現(xiàn)有污泥處理處置基建和運行費用，促進污水處理技術(shù)的日益完善，達到污染控制和清潔生產(chǎn)的目的。

剩余污泥減量化[5]是通過物理、化學(xué)、生物等手段，主要依靠降低微生物產(chǎn)率以及利用微生物自身內(nèi)源呼吸進行氧化分解，使污水處理設(shè)施向外排放的生物量達到最小，是從根本上、實質(zhì)上減少污泥量。若將污水處理看成生產(chǎn)過程，將清潔生產(chǎn)的理念運用到污水處理，剩余污泥的減量化是從源頭進行治理的“綠色生產(chǎn)”。

所謂污泥減量技術(shù)，是指在保證污水處理效果的和剩余污泥資源化基礎(chǔ)上進一步提出的剩余污泥處置新概念，采用適當?shù)拇胧┦固幚硐嗤康奈鬯a(chǎn)生的污泥量降低的各種技術(shù)。根據(jù)微生物處理工藝中影響剩余污泥產(chǎn)生的可能途徑，將污泥減量化技術(shù)歸納為降低細菌合成量的解偶聯(lián)技術(shù)、增強微生物進行內(nèi)源呼吸代謝的溶胞技術(shù)、利用食物鏈作用強化微型動物對細菌捕食的技術(shù)。

目前，國內(nèi)外對污泥處理處置的研究主要致力于污泥的資源化和減量化方面，如污泥制磚、制煙氣脫硫吸附材料、園林利用、農(nóng)用等資源化利用方面的研究，污泥解偶聯(lián)、臭氧氧化、微型動物捕食、超聲波破解等減量化技術(shù)方面的研究[6]。

超聲波處理技術(shù)因其在細胞破碎方面具有高效、穩(wěn)定、清潔、安全等優(yōu)點，在污泥處理中可以提高污泥脫水性能和可降解性能，且應(yīng)用方便，因而在近年來的污泥減量研究方面?zhèn)涫荜P(guān)注。

1.4 超聲波技術(shù)與污泥處理

超聲波[4]與聲波相同，是一種在彈性介質(zhì)中傳播的機械波。通常將超出人耳聽覺上限（≥20kHz）的聲波稱為超聲波，超聲波常用的頻率大約在20KHz~3MHz之間。

超聲波用于工業(yè)較早。低強度的超聲波通常用于測量流量，而將超聲波用于污泥減量是一個全新的領(lǐng)域。超聲波通過交替的壓縮和擴張作用產(chǎn)生空穴作用，在溶液中這個作用以微氣泡的形成、生長和破裂來體現(xiàn)，以此壓碎細胞壁，釋放出細胞內(nèi)所含的成分和細胞質(zhì)，以便進一步降解。

超聲波細胞處理器能加快細胞溶解，用于污泥回流系統(tǒng)時，可強化細胞的可降解性，減少污泥的產(chǎn)量；用于污泥脫水設(shè)備時，有利于污泥脫水和污泥減量。

超聲波由轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，經(jīng)探針導(dǎo)入污水中，超聲波的設(shè)計頻段在25～30kHz.小于25kHz在人的聽力范圍內(nèi)，產(chǎn)生噪聲問題；而超過35kHz時，能量利用率低。

超聲波的作用受到液體許多參數(shù)的影響，如：溫度、粘度和表面張力等。此外，超聲波與各種液體的接觸時間、探針的幾何形狀和材質(zhì)也是超聲波應(yīng)用的影響。

超聲波對生物體有多方面的作用。在不破壞細胞前提下，采用適當頻率的強度和輻照時間，可以提高整個細胞的新陳代謝效率，加速細胞生長。低強度（能量）超聲波輻射能提高細胞和酶的活性以及強化物系間傳質(zhì)，具有促進細胞生長、增強細胞內(nèi)酶的生產(chǎn)、提高酶促反應(yīng)速率和加速細胞新陳代謝的作用。

有研究表明低強度超聲波輻射能提高生物細胞或酶活性的作用效應(yīng)，超聲波輻射能顯著提高污泥好氧消化效率，超聲波輻射后可改善消化液的沉降性能。低強度超聲輻射預(yù)處理活性污泥后，會干擾活性污泥在廢水凈化過程中對糖類、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的正常合成代謝，使污泥胞外聚合物（EPS）組成成分含量發(fā)生明顯變化。低強度超聲預(yù)處理不會迅速改變污泥優(yōu)勢種群組成，但可能造成一些種群微生物代謝受到抑制，改變了各種群個體數(shù)量增長的平衡，從而引起污泥整體代謝特征的變化[5]。

超聲波處理能夠改善污泥脫水性能、加速污泥細胞水解、提高污泥生物活性。由于污泥厭氧發(fā)酵的控制步驟是生物細胞的水解，使顆粒性有機物轉(zhuǎn)化為溶解性的有機物，而正常生物水解反應(yīng)十分緩慢，造成厭氧處理周期長。高強度(能量)超聲波可能破壞微生物細胞壁，使細胞內(nèi)的有機物釋放出來，加快細胞水解過程，將厭氧消化時間大大縮短。

例如據(jù)文獻《超聲波強化一次污泥沉降與脫水性能的研究》表明，短時間的超聲作用可以提高污泥脫水和沉降性能，超聲處理7s后濾餅含水率降低2.9％；超聲10s時粘度和比阻值最小，比原污泥分別減小29.4％和24.270；15s后污泥沉降速率是原污泥的3.7倍。如投加絮凝劑，投加量為0.054g/L時污泥沉降速率最快，最終污泥體積為84.5％，粘度值最低，為84.5mpa·s. 加入超聲l0s作用后，最佳絮凝劑投加量為0.027g/L, 且最終污泥體積比單獨投加0.054g/L時減小4％，粘度值降低14.8％。超聲波與絮凝劑的聯(lián)用可以改善污泥脫水性能和沉降性能，減小絮凝劑的量達一半以上。水性大大提高，大幅度減少污泥量。Bien等[4]在消化污泥中加入3mg/g d.m有機絮凝劑后超聲預(yù)處理15s，提高了污泥濃縮程度，較未預(yù)處理污泥體積減少50%，認為超聲場改變絮凝劑內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)，促進了絮凝劑作用效果。

據(jù)《剩余污泥的超聲破解與影響因素程度分析》表明，采用超聲波技術(shù)破解污泥絮體及污泥微生物細胞，使固體性有機物與胞內(nèi)物質(zhì)變?yōu)槿芙庑杂袡C物（SCOD）。SCOD溶出率隨超聲作用時間、聲強及聲能密度的增加而增加，在一定聲強下，SCOD溶出率隨時間延長呈線性增長趨勢，即污泥破解反應(yīng)遵從一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律。VSS的變化規(guī)律同SCOD溶出率的變化規(guī)律相似。來，加快細胞水解過程，將厭氧消化時間大大縮短。Tiehm等人[4]用41kHz~3217 kHz超聲波處理污泥30~120 min后厭氧發(fā)酵，結(jié)果顯示，厭氧發(fā)酵時間從22 d降到8d，而且揮發(fā)性有機物的去除率從45.8%提高到50.3%，同時CH4的產(chǎn)率提高2.2倍。Bougrier等[4]用20 kHz超聲波對污泥預(yù)處理后厭氧消化，超聲波輸入能量從660kJ/kg TS~14547 kJ/kg TS，生物氣產(chǎn)量較對照至少提高25%。

《低強度超聲波輻射對污泥生物活性的影響機制》研究表明，通過測定超聲輻射前后污泥性質(zhì)的變化,不同處理方式對污泥活性影響以及自由基清除劑NaHCO3加入對超聲作用效果影響,初步探討了低強度超聲波輻射對污泥生物活性的影響機制.研究結(jié)果表明,低強度超聲輻射的機械作用和空化作用,使污泥絮體破碎,強化了固-液對氧的傳質(zhì),提高了酶活性以及增加了溶液中可利用基質(zhì),從而強化了污泥的生物活性；不過,超聲輻射同時也產(chǎn)生大量自由基,會對污泥生物活性產(chǎn)生抑制或破壞.因此,低強度超聲輻射對污泥活性影響是促進效應(yīng)和抑制效應(yīng)共同作用的綜合表現(xiàn).

采用適當?shù)妮椛鋮?shù)直接對活性污泥進行超聲預(yù)處理，然后再與廢水混合反應(yīng)，可以提高活性污泥對廢水有機物的去除。處理過程中會產(chǎn)生出類似污泥“解偶聯(lián)”機制[6]的現(xiàn)象，這對于污水處理過程中污泥減量具有一定意義。有研究者將活性污泥經(jīng)超聲波處理后再回流到曝氣池，有效地減少了剩余污泥產(chǎn)量，甚至做到反應(yīng)器不產(chǎn)生剩余污泥。G.M. Zhang等[4]研究發(fā)現(xiàn)利用25 kHz，120 kW/kgDS的超聲波，超聲波處理時間15分鐘，污泥超聲波比例為2/14，污泥減量達91.1％。

基于對上述技術(shù)的探討以及研究成果的學(xué)習(xí)，結(jié)合目前國內(nèi)外常用的污水處理工藝、污水處理方法和理論以及低強度超聲波輻射處理污泥的技術(shù)[7]，我們決定把低強度超聲波預(yù)處理活性污泥技術(shù)結(jié)合缺氧/好氧（A/O）傳統(tǒng)工藝，構(gòu)建一套目前國內(nèi)外研究尚少的新型污水處理組合工藝體系，以達到污泥減量化與污水出水水質(zhì)高效達標的目的，實驗研究的前期階段，將結(jié)合目前的教學(xué)實驗基地與師資，根據(jù)本課題的指導(dǎo)思想，設(shè)計出一套工藝運用到實驗當中來，以便課題的深入研究與發(fā)展。

1.5 超聲波-缺氧/好氧（Ultrasound Wave—Anoxic/ aerobic）組合技術(shù)的提出

在缺氧/好氧（A/O）傳統(tǒng)工藝[8]的基礎(chǔ)上，采用低頻率低劑量的超聲波直接對活性污泥進行超聲預(yù)處理，然后再與污水混合反應(yīng)的操作新模式，以大幅度降低處理能耗，增強活性污泥吸附和氧化去除廢水中有機物的能力，減少后續(xù)剩余污泥產(chǎn)出量。

污泥部分回流與進水混合依次進入到缺氧反應(yīng)區(qū)、好氧反應(yīng)區(qū)，參與工藝的循環(huán)運行，經(jīng)過好氧區(qū)的混合液部分回流與進水混合，剩余混合液流入沉淀池，澄清水溢流排放。剩余污泥經(jīng)過超聲波的穩(wěn)定化、無害化處理，達到較好的減量化效果[9]。缺氧單元放到好氧單元前，利用進水中的有機物作為碳源，稱之為前置反硝化流程，通過混合液回流把硝酸鹽和亞硝酸鹽帶入缺氧單元。在好氧單元．污水中的有機物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩(wěn)定。

工藝模擬實驗，前期需要根據(jù)所模擬設(shè)計的污水水量與水質(zhì)(CODCr、BOD5、SS、氨氮)特點、本研究工藝的特點、實驗室地理位置、以及出水水質(zhì)標準等選用合適的工藝材料與設(shè)備，并進行相關(guān)的計算與工程造價的預(yù)評估，主要包括超聲波預(yù)處理活性污泥單元、活性污泥與污水混合進水單元、缺氧單元、好氧單元、沉淀池、混合液回流系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥處理處置系統(tǒng)、出水水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)等。根據(jù)課題所設(shè)計的模型，對工藝流程進行構(gòu)建。并對設(shè)備的可行性進行檢查。

中期則根據(jù)所采用的合理超聲波處理參數(shù)、對活性污泥進行預(yù)處理培養(yǎng)，設(shè)定污水流量、啟動工藝設(shè)備，對實驗進行模擬研究，監(jiān)測出水水質(zhì)、計算剩余污泥量。后期則綜合相關(guān)實驗數(shù)據(jù)、相關(guān)的質(zhì)量標準，與國內(nèi)外傳統(tǒng)污水處理工藝的運行效果進行對照，綜合出該新型工藝的優(yōu)缺點，總結(jié)出污泥減量化處理處置的新經(jīng)驗。

1.6設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容

設(shè)計的主要任務(wù)是完成超聲波-缺氧/好氧組合工藝實驗?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計，處理水量為0.4m3/d。工藝一般包括以下內(nèi)容：根據(jù)實驗室的規(guī)模大小確定模型合適的大小，工藝流程設(shè)計說明，處理構(gòu)筑物型式說明，設(shè)備的選用和計算，主要反應(yīng)裝置的設(shè)計計算，模型的整體布置，工藝設(shè)計圖繪制，編制主要設(shè)備材料表。

2 超聲波-缺氧/好氧組合工藝

在前置缺氧-好氧生物脫氮活性污泥工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合超聲波預(yù)處理活性污泥減量化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，進行工藝的改造與創(chuàng)新[10-12]。

2.1超聲波-缺氧/好氧工藝流程圖

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖2.1 超聲波-缺氧/好氧工藝流程圖

2.2 工藝流程說明

2.2.1 污泥的人工培養(yǎng)

成分

濃度/mg·L-1

成分

濃度/mg·L-1

淀粉

268

(NH4)2SO4

112

蔗糖

200

CaCl2

6

蛋白胨

132

MnSO4·H2O

6

牛肉膏

68

FeSO4

0.3

NaHCO3

80

MgSO4·7H2O

66

尿素

8

KH2PO4

48.8

進水平均水質(zhì)：CODCr=600mg/L,BOD5=280mg/ L,總氮=77mg/L,氨氮=35mg/L,總磷=3.0mg/L

表2.1[1]人工模擬城市污水使用液的組成與濃度

試驗所用接種污泥取自污水處理廠二沉池回流活性污泥。接種污泥取回后，先用紗布過濾以去除泥沙等雜質(zhì)，以免對后續(xù)測定及裝置的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響，然后將污泥投入實驗室內(nèi)塑料桶中，加入人工合成廢水，組成與比例見表2.1，按照SBR的運行方式運行。培養(yǎng)數(shù)日，待污泥恢復(fù)活性后將污泥投入試驗裝置中，此時每套裝置的MLSS大約在 1000mg/L。經(jīng)過20一30天的穩(wěn)定培養(yǎng)，污泥未出現(xiàn)膨脹，污泥濃度穩(wěn)定在4000mg/L，剩余污泥及時排出，污泥外觀呈糞黃色，礬花絮體大，微生物相很豐富，出現(xiàn)了原生動物及后生動物，表明污泥狀態(tài)良好，然后進入試驗運行階段。

2.2.2 進水

剩余污泥與所配原水混合均勻，注入體積20L左右的有機玻璃配水箱，用污水泵抽送到缺氧處理區(qū)，與好氧區(qū)處理后的回流上清液以及超聲波處理后的回流污泥混合。

2.2.3 缺氧反硝化-好氧硝化

把空壓機控制空氣的閥門開到預(yù)先設(shè)定一檔，底部進行微曝氣，開動攪拌器，此時溶解氧的濃度小于0.5mg/L，持續(xù)時間8h。反硝化菌利用污水中的有機物作為碳源，將好氧曝氣區(qū)回流液帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣中.BOD5濃度下降，NO3-N的濃度大幅度下降，而磷的變化很小，在缺氧池內(nèi)進行反硝化脫氮，反硝化產(chǎn)生堿度補充硝化反應(yīng)需要，無需外加碳源，節(jié)省后續(xù)曝氣量，有效控制污泥膨脹[7]。

缺氧/好氧反應(yīng)同池，把空壓機控制空氣的閥門開到預(yù)先設(shè)定的另一檔，底部進行大幅度曝氣，開動攪拌器，溶解氧濃度大于2mg/L，持續(xù)時間4h，好氧處理區(qū)進行SS、COD的分解，有機物被微生物生化降解而繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但該過程使NO3-N濃度增加，磷隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快速度下降，好氧池將NH3-N完全硝化，缺氧池完成脫氮功能，缺氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷的功能。好氧處理后的上清液部分用泵抽送回流到缺氧反應(yīng)區(qū)。

2.2.4 沉淀區(qū)污泥與超聲波處理

處理后的混合液進入到沉淀系統(tǒng)，污泥通過自重沉淀積蓄在蓄泥斗，部分污泥用泵抽送到超聲波處理系統(tǒng)，按照選定的超聲波處理參數(shù)進行超聲波輻射，參考文獻《低強度超聲波輻射活性污泥的生物效應(yīng)及其應(yīng)用試驗研究》，選取組合參數(shù)范圍在21∼28KHz，10∼40W, 2∼5min[4, 14-15] 間，根據(jù)有關(guān)文獻的研究成果，超聲波預(yù)處理活性污泥組合參數(shù)選?。?8KHz, 10W, 5min[4]。處理后的活性污泥回流到缺氧區(qū)，與進水混合，沉淀區(qū)的剩余污泥通過污泥脫水系統(tǒng)排放。計算剩余污泥的排放量。

2.2.5出水

對沉淀池出水進行必要的實驗監(jiān)測，包括BOD、COD、SS、氨氮等，與原水水質(zhì)進行對照，參考相關(guān)標準，看是否達標。

2.3 超聲波-缺氧/好氧工藝實驗室模擬實體與計算

1- 配水箱；2-缺氧區(qū)；3-好氧區(qū)；4-沉淀區(qū)；5-集水箱；6-進水泵；7-曝氣頭;8-曝氣頭；9-空壓機；10-超聲波處理器；11-污泥泵；12-污泥泵；13-攪拌器;14-污泥脫水；15-回流泵

圖2.2 超聲波-缺氧/好氧工藝實驗室模擬圖

2.3.1超聲波污泥處理裝置

超聲波預(yù)處理活性污泥組合參數(shù)：28KHz, 10W, 5min。裝備參考《超聲波污泥減量化技術(shù)的研究》中提及的，由北京天地人公司自德國超聲波公司引進B05000-KS1000/2000型超聲設(shè)備進行改造設(shè)計，該裝置超聲發(fā)生頻率為28kHz，電功率為5000W，容積為29L，結(jié)合本實驗工藝所需，設(shè)計成28kHz，50 W可調(diào)型，容積為10L左右。

剩余污泥被超聲波破解，并將其破解液與生活廢水一起回流進入缺氧池。

圖2.3 超聲波設(shè)備流程圖

參照上述超聲波技術(shù)參數(shù)，結(jié)合本工藝需求參數(shù)進行改造設(shè)計。

圖2.4 超聲波裝置實物圖

Fig. 2.4 The objective chart about ultrasound waves equipment

2.3.2配水系統(tǒng)

流量以0.4m3/d，400L水參考計算?？紤]到實驗實際需要，以及實驗室場地資源的充分利用，設(shè)計配水箱容量在20L左右，一次可配水 左右，箱外高525 mm，箱內(nèi)高520 mm，有機玻璃壁厚5 mm，箱外寬210 mm，箱內(nèi)寬200mm。底部為正方形，箱頂不加蓋，直接用管道伸進箱底抽水。在箱內(nèi)500mm高度處刻畫尺寸標注，指示出0.02m3，20L體積標線，20mm為設(shè)計超高。

2.3.3缺氧區(qū)處理系統(tǒng)

水力停留時間8h，即進水缺氧處理8h。則估計一天24小時中，8小時理論流過水量 ,箱內(nèi)設(shè)計有效容積為0.133 m3，133L，理論進、出水流速 ，8小時內(nèi)配水系統(tǒng)大概需要配水次數(shù) （次），設(shè)計有機玻璃壁厚5mm，箱內(nèi)底部長400mm，寬400mm，箱內(nèi)總高850mm，830mm高度處為缺氧區(qū)與導(dǎo)流區(qū)接觸界面，留空20mm，箱內(nèi)距離底部5mm—15mm高度處，設(shè)計10mm高的狹縫，用于混合液適量回流，底部安置曝氣頭，頂部安裝攪拌器，箱壁設(shè)置污泥回流管道以及上清液回流管道。

2.3.4導(dǎo)流區(qū)系統(tǒng)

缺氧處理區(qū)與好氧處理區(qū)之間的狹縫區(qū)即為導(dǎo)流區(qū)。設(shè)計有機玻璃擋板高820mm，狹縫寬10mm，長400mm，擋板底部距離好氧處理系統(tǒng)底部15mm。

2.3.5好氧處理系統(tǒng)

水力停留時間4h，即進水好氧處理4h。每小時從缺氧區(qū)流進水量為0.0166m3，需停留4小時，則理論設(shè)計有效容積 ，好氧區(qū)與缺氧區(qū)流速相同 ，有機玻璃壁5mm，實際箱內(nèi)長200mm，寬400mm，高788.15mm，頂部留空區(qū)46.85mm，底部一側(cè)設(shè)置45°斜角。底部設(shè)置曝氣頭，設(shè)計與箱底連接管道，與空壓機連接，頂部設(shè)置攪拌器。

2.3.6狹縫回流區(qū)

好氧處理系統(tǒng)與沉淀系統(tǒng)交接處的狹區(qū)，用于少量混合液回流到缺氧處理系統(tǒng)與進水混合。估取寬10mm，長400mm。

2.3.7沉淀系統(tǒng)

該系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)為大膽性、探索性估取，并未完全參照常規(guī)參量選取，需要在實際工藝中，進行后續(xù)測定和驗證。沉淀池流量為0.0166 m3 /h，即4.61*10-6 m3 /s，則設(shè)計內(nèi)高800m，內(nèi)部直徑200mm，距離箱頂50mm，中心管直徑50mm，管高250mm，面積2500mm2，中心管與反射板間距離高度10mm，反射板寬50mm，出水擋板與沉淀池頂蓋底部相距40mm，擋板距離一側(cè)池壁20mm，出水區(qū)設(shè)置管道與清水箱連接，蓄泥錐體高100mm，底部寬50mm，底部設(shè)計管道與超聲波處理系統(tǒng)以及剩余污泥脫水處理系統(tǒng)連接，沉淀系統(tǒng)上部有機玻璃箱蓋外一側(cè)設(shè)置上清液回流管路，與缺氧處理系統(tǒng)連接。

2.3.8集水箱

根據(jù)實際需求，設(shè)計高度700mm，寬180mm，長400mm，有機玻璃壁厚5mm。底部設(shè)置排水管路，靠近箱底處設(shè)置取水口，箱頂設(shè)置進水口。

2.3.9攪拌系統(tǒng)

攪拌器采用漿式攪拌器，攪拌軸制作材料采用45鋼，槳葉采用45鋼片。選用功率較低、實驗室常用的51K60GU-C型電動機，60W，220V, 0.9A, 5Mf, 50/60Hz, 1300/1600r/min，內(nèi)部設(shè)置減速機，調(diào)速控制攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)55r/min左右，減速比 ,在電動機正常減速比范圍內(nèi)。或選用調(diào)速電磁制動電機: 50HZ:90-1400r/min， 60HZ:90-1600r/min。也可以選用功率在60W、 頻率50/60Hz左右的其它牌子電動機，諸如JSCC微型電機：電機功率，6—200w；減速比，1:3—1:1800?；蛘邊⒖歼x用、改造本校教學(xué)實驗中常用非型號攪拌器和電動機。

2.3.10空壓機

參照50-300mm三葉羅茨鼓風(fēng)機設(shè)計，流量0.4m3/min—346m3/min,升壓9.8kpa—78.4kpa，功率0.7kw—160kw，口徑50mm—300mm，設(shè)計成流量可調(diào)，雙控制系統(tǒng)，鼓風(fēng)機設(shè)備配套的壓力表等裝置?；蛘邊⒖歼x用、改造本校教學(xué)實驗中常用空壓機。

2.3.11污泥泵

參考G型單螺桿泵選用，參考如下參數(shù)，結(jié)合實際工藝設(shè)計。

表2.2 G型單螺桿泵設(shè)計參數(shù)參考

Table 2.2 The reference design for pump of single screw rod with Type of G 型號

轉(zhuǎn)速

r/min

流量

m3/h

壓力

MPa

電機

KW

揚程

m

進口

mm

出口

mm

G25-1

960

2

0.6

1.5

60

Dy32

Dy25

或者參考選用本校教學(xué)實驗中常用非型號污泥泵。

2.3.12污水泵

參考GW型管道式無堵塞排污泵選用或設(shè)計，參數(shù)如下：

表2.3 GW型管道式無堵塞排污泵設(shè)計參數(shù)參考

Table 2.3 The reference design for drain pump Of noclogging Tubular with Type of GW

型號

口徑

mm

流量

m3/h

揚程

m

功率

KW

轉(zhuǎn)速

r/min

電壓

V

GW25-8-22

25

8

22

1.1

2900

380

或者參考選用本校教學(xué)實驗中常用非型號污水泵。

2.4經(jīng)濟技術(shù)評價

表2.4 主要設(shè)備選型與概算表

Table 2.4 Lectotype of main equipment and budget estimate

序號

名 稱

主 要 參 數(shù)

數(shù)量

單位

價 格

(元)

1

有機玻璃

100.00元/m2

7

m2

700.00

2

污水泵

1000.00元/臺

3

臺

3000.00

3

污泥泵

1000.00元/臺

3

臺

3000.00

4

曝氣頭

30.00元/個

3

個

90.00

5

空壓機

1000.00元/臺

1

臺

1000.00

6

電動機

500.00元/套

1

套

500.00

7

超聲波處理器

6000.00元/臺

1

臺

6000.00

8

管道

氯化聚氯乙烯管(CPVC) ，30.00元/米

5

米

150.00

合計

本次設(shè)計的投資費用在由上述概算的基礎(chǔ)上，再加上一些其它未預(yù)算的費用，大概工藝構(gòu)建的投資費用合計14440+1000=15440(元)。

3 污水處理廠工藝理論性常規(guī)計算參照

以下述工藝計算的運行數(shù)據(jù)為參考，與超聲波-缺氧/好氧處理工藝對照，計算剩余污泥排放量，研究超聲波預(yù)處理活性污泥是否能達到剩余污泥減量化的效果，以及進一步探討該創(chuàng)新技術(shù)運用于實際生產(chǎn)的可行性[7，10-12]。

表3.1 工藝計算參考數(shù)據(jù)

Table 3.1 Calculations in engineering technology for reference

名 稱

主 要 參 數(shù)

名 稱

主 要 參 數(shù)

污水流量

Q=0.4m3/d

污泥回流比

R=0.75

活性污泥產(chǎn)率系數(shù)

Y=0.6gVSS/gBOD5

SVI

80-120%

內(nèi)源代謝系數(shù)

Kd=0.08/d

BOD去除率

85-90%

飽和系數(shù)

Ks=60 g BOD5/m3

曝氣池混合液相對密度

1.002-1.003

污泥泥齡

Ts=2 d

MLVSS /MLSS

0.8

污泥負荷

0.3kgBOD5/kgMLSS∙d

MLVSS

3200 mg/L

容積負荷

1.0 kg BOD5/ m3∙d

溶解氧

2-3 mg/L

MLSS

4000 mg/L

缺氧區(qū)溶解氧

<0.5mg/L

停留時間

3 h

曝氣池pH

6.5-8.5

曝氣時間

2-3 h

回流污泥懸浮固體濃度

9333.3mg/ L

進水平均水質(zhì)：CODCr=600mg/L，BOD5=280mg/L，總氮=77mg/L，氨氮=35mg/L，總磷=3.0mg/L.

出水平均水質(zhì)：CODCr≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L，氨氮≤5mg/L.

3.1 估算出水中溶解性BOD5濃度

出水中BOD5由兩部分組成，一是沒有被生物降解的溶解性BOD5，二是沒有沉淀下來隨出水漂走的懸浮固體。以估計出水中含12mg/L總懸浮固體（TSS），VSS占65%來計算:

= 1 \* GB3 ① 懸浮固體中可生物降解部分為：

= 2 \* GB3 ② 可生物降解懸浮固體最終BODL量：

=11mg/L (1.42 污泥氧當量系數(shù))

= 3 \* GB3 ③ 可生物降解懸浮固體的BODL換算為BOD5：

=7.5mg/L

= 4 \* GB3 ④ 確定經(jīng)生物處理后要求的溶解性有機污染物Se：

， （3.1）

（3.2）

=[0.4 0.6 2 (280-12.5) ] 3200 (1+0.08 2) m³

≈0.05 m³

好氧硝化區(qū)容積各邊約長0.37m ，取0.4m

3.3好氧硝化池的水力停留時間計算

（3.3）

=0.05 24 0.4 h

=3 h

3.4每天排出的剩余污泥量

= 1 \* GB3 ① 按表觀污泥產(chǎn)率計算：

（3.4）

=0.6 (1+0.08 2)

=0.517

計算系統(tǒng)排除的以揮發(fā)性懸浮固體計的干污泥量：

（3.5）

=0.517 0.4 (280-12.5) 0.001 kg/d

=0.055319 kg/d

≈ 0.056kg/d

總排泥量： 0.056/0.8 kg/d =0.07 kg/d

= 2 \* GB3 ② 按污泥泥齡計算:

（3.6）

=(0.05 3200 0.001) 2 kg/d

= 0.06kg/d

= 3 \* GB3 ③ 按排放濕污泥量計算：

剩余污泥含水率按99%計算，每天排放濕污泥量：

0.06/1000 t =6 10-5 t(干泥)

(6 10-5） (100%-99%) m³=0.006m³

3.5回流污泥流量計算

反應(yīng)池中懸浮固體（MLSS）濃度：4000mg/L, 回流比R=0.75， =0.4 0.75 m³=0.3 m³/d，則回流污泥濃度：

=4000 (0.4+0.3) 0.3 mg/L （3.7）

=9333.3 mg/L

≈10000 mg/L

3.6好氧區(qū)需氧量計算

（3.8）

=0.4 (280-12.5) 0.68-1.42 0.056 1000kg/d

=77.833 kg/d

≈78 kg/d

3.7空氣量計算

采用管式微孔擴散器，設(shè)計好氧池邊長0.4m，有效水深0.37m，安裝距池底0.05m，則擴散器上靜水壓0.32m，池缸封蓋部安裝一下垂攪拌器，水體從反應(yīng)池上部0.37m處流入沉淀池。

溶液中溶解氧濃度C取2.0，ρ=1，α取0.7，β取0.95, 曝氣設(shè)備堵塞系數(shù)F取0.8，EA=18%, 擴散器壓力損失在4kpa，20℃水中溶解氧飽和度為9.17mg/L。

擴散器出口處絕對壓力：

（3.9）

=（1.013 105+9.8 103 0.32）Pa

= 1.04 10⁵Pa

空氣離開好氧池面時，氣泡含氧體積分數(shù)：

（3.10）

= [21 （1-0.18）] [79+ 21 （1-0.18）] 100%

=17.9%

20℃時好氧硝化區(qū)混合液中平均氧飽和度：

（3.11）

= 9.17 [ (1.04 10⁵ 2.026 10⁵)+(17.9 42) ]

= 8.62 mg/L

將計算需氧量換算為標準條件下（20℃，脫氧清水）充氧量：

（3.12）

=78 9.17 [0.7 (0.95 1 8.62-2.0) 1.024(20-20) 0.8] kg/d

=206.37 kg/d

=8.6 kg/h

好氧區(qū)供氣量：

（3.13）

= 8.6 (0.28 0.18) m³/h

=170.6 m³/h

3.8缺氧區(qū)容積設(shè)計

據(jù)A/O工藝設(shè)計參數(shù)計算，好氧區(qū)硝化段水力停留時間3h，則缺氧區(qū)反硝化水力停留時間根據(jù)A段：O段=1：3得出，缺氧區(qū)停留時間為1h。

（3.14）

=[0.4 (7.7 10³-0.5 10³)-0.12 70] 0.06 3210⁴

=0.149m³

≈0.15 m³

缺氧區(qū)容器的邊長大約在0.54m

3.9前置反硝化系統(tǒng)缺氧區(qū)需氧量計算

總凱氏氮（TKN）由氨氮和有機氮組成，一般氨氮占進水TKN 60%-70%，計算取65%,進水總凱氏氮Nk=35/65%=53.85mg/L,出水總凱氏氮Nke=5/65%=7.69 mg/L,出水總硝態(tài)氮濃度Noe約取5 mg/L。

（3.15）

=[0.4 (280-12.5) 0.68]-1.42 70+4.57 [0.4 (5385-769)

-0.12 70]- 2.86 [0.4 (5385-769-500)- 0.12 70]

=19350.87 g/d

=19.35 kg/d

=0.806 kg/h

3.10豎流式二沉池設(shè)計

表面水力負荷范圍0.6-1.5 m³/（m²·h），q取0.6m/h. 沉淀時間常規(guī)可取范圍1.5-4.5 h，取1.0 h. 固體通量負荷≤150kg/（m²·d），取120 kgSS/（m²·d）.

①沉淀池表面面積

（3.16）

=0.4 (0.6 24)

=0.028 m²

二沉池進水管、配水區(qū)、中心管、中心導(dǎo)流筒等的設(shè)計應(yīng)包括回流污泥量在內(nèi)。

②中心管面積

（3.17）

=4.63 10-6 15 10-3 m²

=3.09 10-4 m²

qmax —每池最大設(shè)計流量，m³/s ；

νo——中心管內(nèi)流速，取15mm/s.

③中心管直徑

（3.18）

=0.0198 m

≈0.02 m

④中心管喇叭口與反射板間的縫隙高度

（3.19）

= 4.63 10-6 （1.1 10-3 3.14 0.027）

=0.05m

ν1——污水從中心管喇叭口與反射板間縫隙流出速度，m/s，

取4 m/h，1.1 10-3 m/s.

h——喇叭口高度，h /do=1.35, h=0.027 m

⑤沉淀池直徑

（3.20）

=0.1899m

≈0.19m

⑥沉淀池部分有效水深

沉淀池水力停留時間（沉淀時間）一般取1.5-4h，取1.0h. 污水在沉

池中流速v取0.6 m/h，1.7 10-4 m/s。

（3.21）

=qt

=0.6 1.0 m

=0.6 m

⑦沉淀部分所需總?cè)莘e

（3.22）

= ∆X總 T 1000

=0.07 1.0 1000 m3

=0.007 m3

∆X總——每天總排泥量，kg/d

T —— 兩次排泥時間，d

S ——每人每日污泥量，L/(人∙d)，一般采用0.3-0.8

N ——設(shè)計人口數(shù)

⑧沉淀池污泥區(qū)容積（污泥斗容積）

（3.23）

=(0.75 0.4 1.0) 24 m3

=0.0125 m3

Vs——污泥斗容積

ts——污泥在沉淀池中的濃縮時間

⑨圓錐部分容積

（3.24）

0.0125=（0.192+0.19 0.06 +0.06 2） 3.14 h5 3 m3

h5 = 0.24m

R——圓截錐上部半徑，m，取R= D=0.19m

r——圓截錐下部半徑，m，取r=0.06m

h5——污泥室圓截錐部分的高度，m.

⑩沉淀池總高度

超高h1取0.06m，緩沖層高度h4取0.05m，h2=0.6m，h3=0.05m，

h5=0.24m，總高度H:

（3.25）

= （0.06 +0.6+ 0.05+0.05+ 0.24）m

= 1.00m

⑪排泥管下端距池底距離≤0.20m，取0.02m

⑫ 排泥管上端超出水面距離，取0.4m

3.11傳統(tǒng)工藝最終污泥產(chǎn)量

傳統(tǒng)活性污泥法以0.4m3/d流量計算，大概排放的剩余污泥量為0.06kg/d—0.07kg/d。

3.12超聲波-缺氧/好氧工藝與傳統(tǒng)工藝污泥產(chǎn)量的比較

表3. 2[1]各種污泥減量化技術(shù)方法的比較

Tablel 3.2[1] Comparison of strategies for reducing the Production of exeess sludge

技術(shù)方法

污泥減量化效率(%)

提高污泥停留時間

100

熱誘導(dǎo)溶解和隱性生長

60

臭氧誘導(dǎo)溶解和隱性生長

100

好氧中溫消化(20℃)

50

好氧高溫消化(60℃)

52

原生動物捕食

12一43

原生動物和后生動物捕食

60一80

細菌過量產(chǎn)生代謝產(chǎn)物

59一61

解偶聯(lián)氧化磷酸化

45一100

增加維持功能的能量需求

12

好氧一沉淀一厭氧

20一65

活性污泥法

­30

生物膜法

25

投加酶

50

蚯蚓生物濾池

95一100

超聲波輻射

90-100

傳統(tǒng)活性污泥法工藝污泥減量效果，大概可以減少30%—40%，超聲波-缺氧/好氧工藝在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上結(jié)合了超聲波預(yù)處理活性污泥的前沿技術(shù)，實驗預(yù)計污泥減量效果將達到90%—100%。暫且以90%計算進行比較：

以0.4m3/d流量計算，假設(shè)未用傳統(tǒng)活性污泥法前，總排泥量S，用傳統(tǒng)活性污泥法處理，污泥減量30%，S （1—30%）=0.06kg/d，S=0.06 /（1—30%）kg/d，超聲波-缺氧/好氧工藝處理，污泥減量90%，設(shè)剩余污泥排放量為X，X=S （1—90%）=（1—90%） 0.06 /（1—30%）kg/d=0.0086 kg/d.

結(jié) 論

超聲波—缺氧/好氧組合體系是前沿技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法的綜合，該工藝能夠達到較高的污泥減量化效果，更加適應(yīng)了污水處理系統(tǒng)實現(xiàn)良性運行、防止污水處理出現(xiàn)二次污染、使污水治理更具有環(huán)境效益的需要，是值得學(xué)術(shù)界進一步探討和研究的領(lǐng)域。

整個設(shè)計中，某些設(shè)計參數(shù)是一個嘗試性選用，是一個摸索探究的領(lǐng)域，與常規(guī)性設(shè)計有些出入，有待在往后的實驗、工藝運用中，進一步論證和加以完善。特別是超聲波處理裝置的設(shè)計以及污泥處理參數(shù)的選用，更加需要努力鉆研和探討。

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篇3

關(guān)鍵詞：污水處理技術(shù)；新技術(shù)；污水處理廠

中圖分類號：U664文獻標識碼： A

一、污水處理概述

一般來說，污水處理分為三級，一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經(jīng)過一級處理的污水，BOD 一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預(yù)處理。二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質(zhì)(BOD，COD 物質(zhì))，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。整個過程為通過粗格刪的原污水經(jīng)過污水提升泵提升后，經(jīng)過格刪或者篩率器，之后進入沉砂池，經(jīng)過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理(即物理處理)，初沉池的出水進入生物處理設(shè)備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應(yīng)器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設(shè)備的出水進入二次沉淀池，二沉池的出水經(jīng)過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結(jié)束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設(shè)備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經(jīng)過脫水和干燥設(shè)備后，污泥被最后利用。

二、幾種污水處理廠處理污水的新技術(shù)

（一）光催化技術(shù)

近年來，有研究表明光催化技術(shù)也能夠?qū)ξ鬯幸欢ǖ膬艋饔谩９獯呋夹g(shù)處理污水的主要原理是使得有機污染物或者無機污染物在光催化的作用之下，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成水、二氧化碳以及各類鹽，從而起到凈化污水的作用。而從光催化技術(shù)采用的原料來看，主要包括了TiO2、ZnO、Cd3以及WO3等，其中尤以TiO2效果為最，它本身沒有任何毒性，而且化學(xué)穩(wěn)定性比較好，通過紫外光照射，能夠產(chǎn)生自由電子，使得空氣中的氧活化，并且產(chǎn)生活性氧以及自由基，由于活性氧與自由基本身都具備非常高的反活性，在有機污染物或者無機污染物與之相接觸的時候，就會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而達到消除污染的目的。

（二）礦物質(zhì)污水處理技術(shù)

部分非金屬礦物，如膨潤土、沸石、硅藻土、海泡石以及凹凸棒石等均具有處理污水的能力。而且，由于這些非金屬礦物本身的種類繁多，儲量相對較為豐富，價格也比較低廉，將其應(yīng)用于污水處理之中的工藝也比較簡單。除此之外，非金屬礦物污水處理技術(shù)的處理效果好，二次污染小甚至是沒有二次污染，還能夠充分使用，因此這一技術(shù)具有一定的發(fā)展優(yōu)勢。

以膨潤土為例，其主要成分是蒙脫石，蒙脫石的表面積非常大，在其層間存在著大量的可用于交換的無機陽離子，因此其吸附效果非常好。同時，還具有一定的乳化作用，親和酸力以及去污能力也都比較好，對于污水之中的重金屬如鉛、鉻都有較強的吸附作用。再比如沸石，在其內(nèi)部也有許多的空穴以及孔道，使其具備了較大的開放性以及巨大的內(nèi)表面積，對其進行加熱之后，沸石的晶體架構(gòu)不會被破壞，反而使得內(nèi)部的孔穴更大，能夠提升其吸附能力。對于污水之中的有毒離子、重金屬的吸附能力很強，在特定的條件下其吸附作用能夠達到90%以上。因此，非金屬礦物質(zhì)在污水處理廠的污水處理之中有著較為光明的應(yīng)用前景。

（三） 聲波能污水處理技術(shù)

聲波能污水處理技術(shù)是指運用超聲波對污水中的化學(xué)污染物以及一些難以降解的有機污染物進行降解，這是一種近年來新奇的新型水處理技術(shù)。超聲波污水處理技術(shù)的降解相對較為溫和，并且降解速度快，適用范圍比較廣泛，能夠單獨使用或者與其他的無數(shù)處理技術(shù)聯(lián)合使用，具有較強的應(yīng)用和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

超聲波是一種由一系列的疏密相間的縱波構(gòu)成的聲波，它能夠通過液體介質(zhì)向四周擴散傳播，在聲波能量足夠高的時候，能夠打破液相分子之間的吸引力，形成空化核，有助于在局部產(chǎn)生高溫高壓環(huán)境，形成超聲空化，使得有機物在空化氣泡內(nèi)發(fā)生化學(xué)鍵斷裂、水相燃燒以及高溫分解作用，達到污水處理的目的。

但是，超聲波污水處理技術(shù)與污水本身的粘性有很大的關(guān)系，如果污水本身的粘度過高，則會導(dǎo)致超聲降解作用下降，甚至是無法產(chǎn)生空化核。因此，超聲波污水處理技術(shù)對于污水本身也有一定的要求。在實際的應(yīng)用過程中，還需要注意污水的酸堿度、和溫度的調(diào)節(jié)，酸堿度應(yīng)該以有利于有機物以中性分子的形態(tài)存在為依據(jù)，而溫度的調(diào)節(jié)通過研究發(fā)現(xiàn)，在溫度低于20 攝氏度的條件下，更有利于有機物的降解。

三、污水處理廠處理污水應(yīng)用新技術(shù)的障礙

（一） 資金障礙

當前，城市污水處理廠要大規(guī)模應(yīng)用新技術(shù)，必然需要對當前的污水處理設(shè)備進行更新?lián)Q代，同時要投入大量的資金用于試運行和其他的相關(guān)項目可行性的驗證。但是，當前我國的污水處理廠本身的資金實力不足，融資也存在障礙，導(dǎo)致污水處理新技術(shù)的應(yīng)用困難。

（二）觀念障礙

不少的污水處理廠對于新技術(shù)本身還存在一定的質(zhì)疑，對其進行污水處理的原理了解不足，思想上比較保守，不愿意嘗試新的技術(shù)。這種觀念上的障礙可能比其他的障礙都要難以逾越，如果不及時的更新污水處理廠相關(guān)負責(zé)人的思想觀念，新技術(shù)在污水處理廠的應(yīng)用將非常困難。

（三）技術(shù)成熟性和穩(wěn)定性

當前，有不少的污水處理廠也在嘗試應(yīng)用新技術(shù)，但是有一些新技術(shù)本身還不是很成熟，穩(wěn)定性也不是很好，導(dǎo)致污水處理廠投入大力氣引入的新技術(shù)和新設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)。這就使得很多保持觀望的污水處理廠更加遲滯不前，而沒有在實踐中得以應(yīng)用，新技術(shù)也難以獲得進一步的發(fā)展，從而造成惡性循環(huán)。

結(jié)語

總的來說，我國的污水處理廠還有很多問題需要解決，特別是應(yīng)用新的污水處理技術(shù)以及污水處理廠的發(fā)展問題。本文主要的目的就是要對新技術(shù)的應(yīng)用以及其影響因素進行具體的分析，對污水處理廠的觀念進行轉(zhuǎn)變，對新的污水處理技術(shù)進行有效應(yīng)用，以此來保證水污染所存在的問題能夠得到有效的解決，對生態(tài)環(huán)境進行有效的保護。同時，必須要對實際的問題進行有效的分析，對合理的方案進行有效的制定，這樣才可以對我國的污水處理問題進行有效的解決，使廢水排放零污染的這個目標得到實現(xiàn)，對環(huán)境進行保護，為人們構(gòu)建一個綠色的家園。

參考文獻

[1]鐘木喜.污水處理廠處理污水的新技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（21）.

篇4

[關(guān)鍵詞]懸浮油、乳化油、分散油、工況參數(shù)。

中圖分類號：S249 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）16-0349-01

一、前言

在當前嚴峻的市場和日益嚴格的環(huán)保壓力形勢下，各企業(yè)正在積極開展節(jié)能減排，環(huán)境治理，挖潛增效活動。某稀土冶煉工業(yè)污水120m3/h，水質(zhì)見表1

污水處理系統(tǒng)主要由隔油、調(diào)節(jié)池、除油器、中和池、固液分離設(shè)備及提升泵組成。

二、主要設(shè)備功能與選型

1、平流式隔油槽

污水被引致普通平流式隔油槽，其作用

⑴污水從池一端流入，從另一端流出，停留時間1.5h，比重小于1的浮油上浮。水面設(shè)集油管，去除油珠粒徑不低于100-150μ的油珠。

⑵去除污水中比重較大的無機物顆粒，減輕下道工序的負荷。

技術(shù)參數(shù)如下：

數(shù)量1臺，沉渣室4個，總體積287m3.

提升泵：2臺（開1備1） 流量：150m3/h 額定揚程：20m.

2、超聲波汽浮除油槽

超聲波汽浮池的作用是去除溶液中部分懸浮油、分散油。

含油溶液中存在的乳化油，在油粒表面形成定向排列并具有雙電層結(jié)構(gòu)的親水性保護膜。保護膜所帶的同號電荷互相排斥，使油粒不能接觸碰撞和增大，而形成穩(wěn)定的水包油型渾濁乳狀液。

溶液中的乳化油，有的是為了滿足工藝需要而配制的乳化液，有的則是水中的油粒在水流湍流下吸附了表面活性劑或細微固體顆粒而自然形成的乳化油。前者由于乳化充分，具有強烈的親水性，必須在破乳后才能上浮分離；后者由于乳化不充分，具有弱疏水性或弱親水性，大多可用氣液溶合有機分離法除去，少量的則需經(jīng)破乳后才能分離。破乳就是破壞油粒周圍的保護膜，使油、水發(fā)生分離。破乳機理主要有兩種：一種是使乳液微粒的雙電層受到壓縮或表面電荷得到中和，從而使微粒由排斥狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芙佑|碰撞的并聚狀態(tài)；另一種是使乳化劑界面膜破裂或被另一種不會形成牢固界面膜的表面活性物質(zhì)頂替，使油粒得以釋放和并聚。

本方案采用超聲波破乳具體過程如下：

超聲波是指頻率高于20kHz的超聲波，在一定強度下通過媒體時，產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)效應(yīng)。因為超聲在液體中波長為10～0.015cm（相當于15kHz至10MHz），遠遠大于分子的尺寸，而且和液體中產(chǎn)生的空化氣泡的崩滅（collapse）有密切關(guān)系，其動力來源是聲空化（soundcavitation）。足夠強度的超聲波通過液體時，聲波負壓半周期的聲壓幅值超過液體內(nèi)部靜壓強時，存在于液體中的微小氣泡（空化核）就會迅速增大，在相繼而來的聲波正壓相中氣泡又絕熱壓縮而崩滅，在崩滅瞬間產(chǎn)生極短暫的強壓力脈沖，氣泡周圍微小空間形成局部熱點（hotspot），其溫度高達5000K，壓力達500atm，持續(xù)數(shù)微秒之后，該熱點隨之冷卻，冷卻率達109k/s，伴有強大的沖擊波（對均相液體媒質(zhì)）和時速達400km的射流（對非均相液體媒質(zhì)）。當超聲波通過有微小油粒的流體介質(zhì)時，其中的油粒開始與介質(zhì)一起振動，但由于大小不同的粒子具有不同的振動速度，油粒將相互碰撞、粘合，體積和重量均增大。然后，由于粒子變大已不能隨超聲振動，只能作無規(guī)則的運動，繼續(xù)碰撞、粘合、變大，最后上浮，形成浮油被去除。本裝置的除油效率為90%。

超聲波由電驅(qū)動、氣作介質(zhì)導(dǎo)入除油器，在破乳過程中不破壞溶液的化學(xué)特性，所以本方案采用超聲波氣液溶合有機分離器。去除廢水中的油類污染物及懸浮雜質(zhì)，降低廢水COD值，出水進入中和槽。

超聲波氣浮除油器有效的降解水體中有機污染物，尤其是把難降解的有機污染物分解為環(huán)境可以接受的小分子物質(zhì)，不僅操作簡便、降解速度快，還可以單獨或與其它水處理技術(shù)聯(lián)合使用，是一種極具產(chǎn)業(yè)前景的清潔凈化方法。它集高級氧化技術(shù)、超臨界水氧化等多種水處理技術(shù)的特點于一身，具有反應(yīng)條件溫和、速度快、適用范圍廣等特點，可以單獨或與其它技術(shù)聯(lián)合使用，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

汽浮池技術(shù)參數(shù)如下：

數(shù)量：4臺

規(guī)格：Φ2500X4200

提升泵：4臺

額定揚程：32m.

3、氣液溶合有機分離器

經(jīng)超聲波破乳的溶液進入氣液溶合有機分離器裝置，該設(shè)備利用高效溶合釋放器，在溶液中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細微氣泡，細微氣泡與溶液中懸浮粒子（懸浮油粒）相粘附，形成整體密度小于溶液的“氣泡―顆?！睆?fù)合體，使懸浮粒子隨氣泡一起浮升到溶液面。XC-YF型高效溶合釋放器，具有氣泡直徑小、氣泡密度大、氣泡均勻、氣泡穩(wěn)定時間長等優(yōu)點。能夠在較低的溶合壓力下使溶合利用率大幅度提高，從而實現(xiàn)氣浮工藝所追求的“低壓、高效、低能耗”的目標。

4、調(diào)節(jié)池

針對生產(chǎn)廢水在時間和水量上的不均勻性，及含有部分固形物，設(shè)置調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行創(chuàng)造適宜的水質(zhì)條件。將下游處理的流量變化減小到最低限度，同時，通過調(diào)節(jié)池曝氣除油，浮在水面上的污油自流到收油槽，油面下的液體用泵送至纖維球除油器內(nèi)。調(diào)節(jié)池參數(shù)如下：

數(shù)量2，規(guī)格：Φ2000X4000水深：3.5m提升泵：2臺；揚程35m

5、再生纖維球除油器

作為壓力式過濾器中最新型的水質(zhì)精細處理設(shè)備的改性高效纖維球過濾器，是含油污水精細過濾技術(shù)的一次突破，是含油污水精細過濾未置級。

該過濾器選用的纖維球濾料，是由經(jīng)過新的化學(xué)配方合成的特種纖維絲做成，其主要特點是經(jīng)過本質(zhì)的改性處，將纖維濾料由親油型改變?yōu)橛H水型。其濾料直徑可達幾十微米甚至幾微米，具有比表面積大，過濾阻力小等優(yōu)點，解決了粒狀濾料的過濾精度受濾料粒徑限制等問題。含油污水等方面的精細過濾，纖維球不易粘油，便于反洗再生、過濾精度高。

數(shù)量2臺，

規(guī)格：Φ3900X4000

6、中間槽

存放中和漿液，帶攪拌器，防止物料沉淀結(jié)垢，確保漿液PH值達標后送至下道工序進行固液分離。

數(shù)量：2臺，

有效容積：78m3/臺

7、分離設(shè)備采用廂式暗流壓濾機。

型號XAZ260m2/1500

三、運行成績

運行成績?nèi)绫?

四、結(jié)語

回用水池處理后的廢水存放在水池，達標廢水通過外排水泵加壓抽送至污泥脫水機進行脫水。清水回用、硫酸鈣渣用于建筑材料。

應(yīng)用此廢水處理系統(tǒng)，水質(zhì)達到一級排放標準，處理費用低，處理后的水80%回收利用，起到了節(jié)能減排的作用，對保護周圍環(huán)境，改善作業(yè)環(huán)境創(chuàng)造了有利條件，具有良好的環(huán)境效益和社會效益，是廢水處理的優(yōu)良方案。

總之，為保護水資源，保護環(huán)境，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，高濃度有機廢水進行處理達到排放標準再排放，緊隨環(huán)保技術(shù)發(fā)展的步伐，是環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向。

篇5

關(guān)鍵詞：污泥; 機械脫水; 前處理方法

中圖分類號： U664.9+2文獻標識碼：A 文章編號：

引言：

我國城市污水處理廠和工業(yè)污水處理廠站中所用污泥機械脫水機的品種名目繁多, 大體有轉(zhuǎn)鼓真空過濾機, 板框壓濾機, 又分人工、半自動和自動板框壓濾機多種, 輥壓轉(zhuǎn)鼓脫水機, 葉片式濾機, 帶式壓濾機, 離心脫水機等多種。

8 0 年代以來, 由于帶式濾機有其優(yōu)越性,我國城市和工業(yè)部門紛紛引進國外產(chǎn)品, 至1 9 8 5 年前后我國工業(yè)和城市部門消化吸收, 又制造了自己的產(chǎn)品。同時又以日處理1 0t 干污泥( 絕對干的) 量的不同污泥脫水機。帶式濾機具有建設(shè)投資者, 耗用鋼材較少, 裝機動力容量少等特點, 并且使用穩(wěn)定,污泥脫水處理成本較低等優(yōu)點, 目前在城市和工業(yè)污水處理中的污泥脫水中廣為應(yīng)用, 另外, 離心脫水機也有體積小, 建筑面積小, 投資低等優(yōu)點, 估計今后會在應(yīng)用中顯示其優(yōu)越性, 但目前尚處于研制階段。

污泥機械脫水的難點

初始污泥的含水率一般在96%~ 98%, 剩余活性污泥的含水率在99. 5%~ 99. 8%, 其水分一般由表面吸附水、間隙水、毛細結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水組成[9] 。經(jīng)過濃縮作用和機械脫水后, 污泥的含水率仍高達70%~ 80%, 解決不了污泥干化時消耗大量能量的問題。國內(nèi)外學(xué)者針對污泥脫水后含水率仍較高這一問題進行了大量研究, 田禹等通過真空過濾法測量比阻發(fā)現(xiàn), 當污泥的含水率小于97%后, 污泥的比阻顯著增大; 何培培等對污泥進行水解酸化實驗、超聲波法和離心法研究, 結(jié)果表明污泥的脫水性能受到污泥黏液層的可溶性蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)多糖影響; 董輝等認為污泥的顆粒大小會影響污泥的脫水性能; Houg hton 等的實驗研究表明一定含量的胞外聚合物( EPS) 能提高污泥的脫水性能; U rbain 等的研究結(jié)果表明EPS 的含量與污泥的容積指數(shù)成正比; 而Pox on 等的研究則表明EPS 對脫水性的影響并不明顯; 倪丙杰等認為當EPS 中的碳水化合物和蛋白質(zhì)質(zhì)量增加時, 污泥脫水性能變好, 但隨著類脂的增加, 脫水性能變差。

上述研究結(jié)果表明當污泥的含水率較低時, 污泥中的固體物質(zhì)可能會吸附在一起, 使其中的內(nèi)部結(jié)合水的量變多,同時固體顆粒變大, 影響到污泥的過濾; 污泥中的有機物和微生物含量也會影響污泥的脫水, 當有機物含量較多時, 微生物的生長繁殖迅速, 胞外聚合物的含量增加。由于胞外聚合物是菌膠團之間連接的媒介, EPS 含量的增加使得菌膠團結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定, 而菌膠團是污泥網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ), 也就是使得污泥的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定, 其中包含的水量增多, 并且較難脫去, 造成濃縮作用和機械脫水只能去除部分間隙水、表面吸附水和毛細結(jié)合水, 造成處理后的污泥含水率仍然較高, 因此污泥機械脫水的難點在于如何去除其余的毛細結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水。

機械脫水前處理方法

針對污泥的部分結(jié)合水較難用機械方法脫去這一難題,國內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過大量的試驗和研究, 提出了以下幾種提高污泥機械脫水性能的前處理方法, 具體包括: 物理法、化學(xué)法、生物法。

1.物理法

物理法主要是通過物理的方法改變污泥的結(jié)構(gòu)或者破壞污泥中微生物細胞, 降低污泥與水的結(jié)合作用, 從而釋放出部分內(nèi)部結(jié)合水。傳統(tǒng)的物理法包括: 添加粉煤灰等物質(zhì)、熱處理法、冷凍法等。由于傳統(tǒng)方法的技術(shù)比較成熟,在此就不做介紹了, 本文主要介紹幾種新興的方法, 如磁場法和超聲波法。

超聲波能在一定程度上有利于污泥的脫水是因為超聲波使污泥中的菌膠團結(jié)構(gòu)和微生物的細胞膜破壞, 改變了污泥的結(jié)構(gòu), 同時污泥中的內(nèi)部結(jié)合水和吸附水變成自由水, 從而使得污泥的脫水性能有了很大的提高; 但是高強度、長時間的超聲波處理可能會完全破壞菌膠團的結(jié)構(gòu), 使微生物中的黏性物質(zhì)流到污泥中, 增加了其黏性, 還可能使污泥顆粒的比表面積過大, 吸附水量變多, 進而惡化了污泥的脫水性能。因此, 在實際應(yīng)用過程中應(yīng)選用適宜的超聲條件, 如在低強度、短時間的超聲處理下進行。

2.化學(xué)法

化學(xué)法主要是通過向污泥中添加絮凝劑改變污泥的絮凝特性來影響污泥的脫水性能, 化學(xué)絮凝劑按照試劑的化學(xué)組成可分為無機和有機絮凝劑; 按分子量的大小可分為普通絮凝劑和高分子絮凝劑, 其作用機理主要有壓縮雙電層、吸附架橋、網(wǎng)捕和卷掃作用。

當單獨使用普通無機絮凝劑時, 污泥的絮凝效果不好且成本較高, 所以目前對無機絮凝劑的研究主要集中在聚復(fù)合鐵鹽、聚復(fù)合鋁鹽、聚復(fù)合鐵鋁鹽等高分子無機絮凝劑上。文獻[ 22- 24] 的研究結(jié)果表明, 使用鋁鹽、鐵鹽單獨聚合或者不同陽離子之間聚合得到無機絮凝劑能提高污泥的過濾脫水性能。對于有機絮凝劑而言, 雖然合成高分子絮凝劑的絮凝效果較好, 但在使用后不易被微生物降解, 為污泥的后續(xù)處理帶來困難, 因此, 部分學(xué)者把研究重點放在了改性天然高分子絮凝劑的研究中, Ca ldwel[ 25] 最早用陽離子淀粉和正磷酸通過熱反應(yīng)得到兩性型改性淀粉天然高分子絮凝劑, 國內(nèi)對此研究的起步較晚, 主要集中在對淀粉、木質(zhì)素、殼聚糖的改性研究上。文獻[ 26- 28] 主要介紹了我國改性天然高分子在非離子型、陽離子型、陰離子型和兩性離子型上的發(fā)展, 從中可以得出改性天然高分子絮凝劑的研究重點是陽離子型和兩性離子型絮凝劑。

3. 生物法

生物法主要是利用某些微生物的代謝產(chǎn)物能產(chǎn)生高效絮凝作用或者利用微生物的還原作用。國內(nèi)外現(xiàn)在對生物法的研究主要包括向污泥中加入微生物絮凝劑、生物瀝浸等。

結(jié)束語：

污泥機械脫水前處理方法能改善污泥的脫水性能, 決定了它在污泥機械脫水中具有十分重要的地位, 尤其物理法和生物法能使污泥的含水率降到45%~ 65% 左右, 并且不會造成二次污染, 使得它們成為污泥機械脫水前處理中較好的方法。然而, 仍有許多方面需進一步研究。

1.�磁場法和超聲波法研究重點應(yīng)集中在作用時間和作用強度的選擇上, 其中磁場法應(yīng)在低電磁強度、長時間的磁場處理條件下進行; 超聲波法則在低強度、短時間的超聲處理條件下進行。

2.�微生物絮凝劑法的研究重點應(yīng)集中在新的絮凝劑菌種培養(yǎng)及菌種培養(yǎng)條件優(yōu)化上; 生物瀝浸的作用機理尚未明確,應(yīng)著重研究其作用機理, 同時還應(yīng)開發(fā)新的生物前處理方法。

3.�污泥的機械脫水是一個復(fù)雜的過程, 影響其脫水過程的因素很多, 如pH 值、有機物含量、粒徑分布、含水率等, 這些因素之間相互影響, 使得單一使用某一種方法, 很可能達不到理想的效果, 所以未來的發(fā)展方向是各種方法之間的聯(lián)用,以達到最好的脫水效果。

參考文獻：

[1] 尹軍, 譚學(xué)軍, 廖國盤, 等. 我國城市污水污泥的特性與處置現(xiàn)狀[ J] . 中國給水排水, 2003,

篇6

(1)物理型污染，較為典型的就是懸浮固體污染，就是一些廢物混入水中，形成的懸浮在水中的污染。其次還有工廠為了循環(huán)冷卻排放廢水造成的熱污染，以及冶煉開采放射性物質(zhì)造成的放射性污染，等等。(2)化學(xué)型污染，主要分為有機物污染和無機物污染兩類。有機物污染就是耗氧分解的污染物，它將水中富含的氧消耗掉，使水體中的動植物無法繼續(xù)生存。無機物污染主要是酸堿類污染和重金屬污染，造成身體機能的損害。還有些植物會產(chǎn)生過量的營養(yǎng)元素污染，造成水域的富營養(yǎng)化。(3)生物型污染，來源于城市污水，生物制品的廢水等。廢水污水的微生物多數(shù)都是無害的，但是也有對人體造成傷害的病原體。如果產(chǎn)生病毒、致病性微生物，會使水域成為病菌的載體，發(fā)生多種傳播性疾病。

2常用污水處理方法

污水處理法從反應(yīng)原理的角度可分為:物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法。其中物理處理法更多是針對于懸浮物的污染，適用性比較狹窄。而化學(xué)處理法只能應(yīng)用于棘手的高濃度、高鹽度廢水中，排放達標困難，處理一定程度后就無法起作用，況且成本較高。生物處理法則是目前使用最多的一種方法，處理濃度較低的廢水非常奏效，能夠按照要求達到排放標準。生物處理法主要采用的是活性污泥法和生物膜法。

2．1活性污泥法。此法近似于天然的自我凈化過程，只不過效果更佳，它對工業(yè)廢水、城市污水等作用效果是最好的。活性污泥法包含三個要素分別為:氧化分解以及吸附所需要的微生物，污水處理對象有機物，處理過程的條件溶解氧的存在。此法可以根據(jù)需要不斷調(diào)整和循環(huán)，使污泥的含量與微生物保持一個適中的比例，借助溶解氧達到使有機物分解處理的效果。

2．2生物膜法。生物膜法與上面介紹的活性污泥法，在處理技術(shù)方面旗鼓相當。它主要針對膠體和溶解的有機污染物。生物膜法顧名思義是在表面上形成一層生物膜，當這層膜接觸到污水，就會吸附其中的有機污染物，轉(zhuǎn)化后生成水、氨氣、二氧化碳等物質(zhì)，進而達到凈化水體的效果。生物膜表面和內(nèi)部分別是好氧和厭氧微生物，生物膜厚度逐漸增加時，厭氧層超過了好氧層，此生物膜則會脫落生成新的生物膜，完成一次生命周期，進而維持運行狀態(tài)。

3污水處理過程中的自動化儀表

在污水處理過程中，較為重要的是pH值的控制，在酸堿中和的過程中要控制入水的流量干擾，進而完成控制效果，因此在污水處理過程中需要使用多種自動化儀表，來配合整個控制過程。

3．1液位控制儀表。目前有很多種液位控制儀表，比較常見的是浮球液位計，在實際操作中顯示出了很高的可靠性，并且觀察起來非常直觀，卻不能夠遠程控制。想達到遠程控制可以采用超聲波液位計，成本較低，且適用范圍廣。液位信號傳遞回來后，連接顯示儀表，即可成功的顯示出液位的高度。

3．2流量控制儀表。污水處理的流量控制儀表中精確度最高的是電磁流量計，可靠性很強，精度很高。但是在流量不飽和，管路非充滿狀態(tài)，電磁流量計就會產(chǎn)生一定的誤差，超聲波明渠流量計就派上了用場，它是通過測量液位，再經(jīng)過內(nèi)部單片機進行數(shù)據(jù)處理得到流量。

3．3pH計。pH指標在污水處理過程起到舉足輕重的地位，直接決定了出來過程能否穩(wěn)定，順利的進行，以及處理的效果能否達到排放標準。pH計的工作原理是通過電位差來計算被處理對象的pH值，即被測對象中的測量電極與恒定電位的參照電極具有一定的函數(shù)關(guān)系，得到電位差即可計算出被測對象的pH值。而電極是具有多種選擇的，在污水處理中使用最廣泛是玻璃電極。

4結(jié)語

篇7

隨著現(xiàn)代科技進步,自動化得到了越來越廣泛的應(yīng)用,自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標志。為了保證生產(chǎn)過程安全、可靠的運行,要隨時對生產(chǎn)過程中使用的儀表進行維護和校準。傳統(tǒng)的將生產(chǎn)過程中使用的儀表拿回實驗室進行校準的方法已不能滿足生產(chǎn)的要求,取而代之的是在現(xiàn)場直接對儀表進行校準。

影響設(shè)備精度的一大重要因素就是工作溫度,因此,系統(tǒng)的冷卻和散熱就顯得尤為的重要,良好的冷卻效果不僅能夠保證機箱和其中模塊的穩(wěn)定工作,更能提升相應(yīng)板卡和電源的平均故障時間間隔(MTBF)參數(shù)。一些專業(yè)的測量總線標準,如PXI總線,在冷卻和散熱方面進行了嚴格的規(guī)范,包括對機箱中散熱氣流方向的定義、以槽為單位進行散熱等確保系統(tǒng)在正常的工作溫度下完成測量任務(wù)。

自動化檢測儀表是自控系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成:①傳感器,利用各種信號檢測被測模擬量;②變送器,將傳感器所測量的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?～20mA的電流信號,并送到可編程序控制器(PLC)中;③顯示器,將測量結(jié)果直觀地顯示出來,提供結(jié)果。這三個部分有機地結(jié)合在一起,缺少其中的任何一部分,則不能稱為完整的儀表。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點,在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,而且自動化檢測儀表內(nèi)部具有與微機的接口,更是自動化控制系統(tǒng)中重要的部分,被稱為自動化控制系統(tǒng)的眼睛。

校準的一般步驟是:預(yù)熱儀器(包括被校儀器以及標準源);設(shè)置儀器的狀態(tài),進行測量記錄數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)結(jié)果判定并給出結(jié)論;自動形成校準證書和原始記錄。

自動化校準系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程首先,標準源和數(shù)字多用表按照要求開機預(yù)熱,連接硬件設(shè)備(GPIB卡、488電纜等),硬件連接完成后,啟動計算機,搜尋整個測試系統(tǒng)的物理地址分配情況,根據(jù)搜索到的各個儀器地址,在校準軟件運行時,設(shè)置正確的地址配置。①初始化設(shè)置模塊。雙擊相應(yīng)的自動化校準程序圖標,系統(tǒng)啟動,進入測試系統(tǒng)主界面,主界面的風(fēng)格以簡捷實用為主,左側(cè)是各功能按鈕。首先進入的是初始化設(shè)置模塊。初始化模塊要設(shè)置被測試設(shè)備的校準項目,設(shè)置被校儀器和標準源的GPIB地址,選擇是否是首次測試,此功能的目的是為了保存測量的數(shù)據(jù),防止意外發(fā)生使測量數(shù)據(jù)丟失,需要重新進行測試。選擇中英文語言,選擇校準、檢定,選擇被測試設(shè)備的名稱。初始化設(shè)置就完成了。②數(shù)據(jù)采集動態(tài)顯示模塊。該模塊的主要功能包括:初始化儀器、設(shè)置儀器的狀態(tài)、測量數(shù)值、數(shù)據(jù)位數(shù)控制、動態(tài)顯示數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)結(jié)果判定、數(shù)據(jù)保存等。自動化數(shù)據(jù)采集過程是完全模擬人工測量過程進行測量的。儀器的初始化配置以及量程、顯示位數(shù)、精度、采樣數(shù)率、采樣時間、測量值、功能選擇等模塊從NI網(wǎng)站上下載,程序員也可以根據(jù)儀器編程說明書提供的SCPI語言命令編寫相應(yīng)的模塊。本模塊中的數(shù)據(jù)顯示位數(shù)、數(shù)據(jù)量程、上下限等都是根據(jù)測試計量對儀器的要求而自動生成的,數(shù)據(jù)結(jié)果判定也是自動完成的。程序把那些不合格的數(shù)據(jù)用紅色的字體顯示,使計量員在測量結(jié)束后容易發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)不合格。數(shù)據(jù)采集動態(tài)顯示模塊的前面板。③證書和原始記錄生成模塊。自動生成證書和原始記錄,給計量員的工作帶來極大的便利,而且消除了人為操作易產(chǎn)生的出錯,解放了勞動力。計量員只需在證書生成模塊的前面板輸入相關(guān)的儀器信息和校準信息,校準項目,選擇相應(yīng)的證書摸板,程序即可自動生成相應(yīng)的校準證書和原始記錄。證書模塊的前面板。

1自動化檢測儀表在污水處理中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,自動化檢測技術(shù)也得到了很大的發(fā)展,自動化檢測儀表在污水處理中也得到廣泛的應(yīng)用,使污水處理廠不僅節(jié)約了大量的人力、物力,更重要的是可以及時對工藝進行調(diào)整。

南寧市瑯東污水處理廠工程1993年底立項,1997年11月27日正式開工建設(shè);1999年9月28日通水試運行,2000年2月滿負荷正常運轉(zhuǎn)。南寧市瑯東污水處理廠,一期工程設(shè)計一級污水處理能力24萬m3/d,二級污水處理能力10萬m3/d。設(shè)計服務(wù)范圍30.5km2,規(guī)劃服務(wù)人口34.3萬人。經(jīng)過瑯東污水處理廠凈化后的清潔水,一部分直接排入竹排沖,一部分用于南湖回灌水,以改善南湖的水污染問題。南寧市瑯東污水處理廠全套引進國外最先進的水處理工藝設(shè)備,采用二級生物處理工藝的傳統(tǒng)活性污泥法,并針對南寧市污水水質(zhì)污染物濃度低的特點,在其核心部分--曝氣的工藝中采用OOC工藝。該工藝具有能耗低、運行費用少、出水水質(zhì)好、管理簡便、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。從廠外污水干管收集到瑯東污水處理廠的污水,首先進行預(yù)處理。在進水泵房經(jīng)過粗格柵,去除污水中較大的垃圾、漂浮物;通過5臺大型污水泵將污水提升到細格柵,將較小的漂浮物去除;在曝氣沉砂池去除污水中的砂粒和油類;然后進入計量槽,計量污水處理量。預(yù)處理后的污水在初沉池進行一級處理,去除約30%的有機物;初沉池出水進入二級處理,先在生物處理工藝的核心部分--曝氣池,進行生物降解有機物;曝氣池的混合液輸送到二沉池進行沉淀,泥水分離。上層澄清液作為凈化后的清潔排放水;沉淀下來的污泥一部分回流曝氣池后再生利用,一部分作為剩余污泥回流到初沉池。初沉池的污泥用泵輸送到污泥濃縮池,通過污泥處理系統(tǒng)進一步濃縮,把泥漿態(tài)的污泥脫水、壓濾,形成干污泥餅。

1.1超聲波液位計、液位差計、流量計

1.1.1格柵運行控制。粗格柵、細格柵各安裝了1臺超聲波液位差計,通過格柵前后的液位差來反映格柵阻塞程度,并傳輸?shù)絇LC控制器,進行分析計算。當液位差超過預(yù)設(shè)的數(shù)值,控制格柵運行,清除垃圾,保障正常過水,且合理的減少了設(shè)備磨損。

1.1.2提升泵運行控制。為實現(xiàn)進水提升泵的自動控制,在進水泵井處安裝了2臺超聲波液位計,用以測量泵井的水位,實時傳輸?shù)絇LC控制器及上位機,進行系統(tǒng)分析。根據(jù)測量值對應(yīng)控制程序,自動控制提升泵的運行組合。這樣可以根據(jù)廠外來水量準確及時地調(diào)整泵運行狀態(tài),減少設(shè)備疲勞;同時可以取消傳統(tǒng)泵站三班倒的人力資源耗費。

1.1.3流量及處理量實時監(jiān)測。對于污水處理廠的運行管理,水量是一個重要的控制參數(shù)。準確及時地掌握進水量,對工藝控制及提高污水廠抵抗水力負荷沖擊能力有重要作用。傳統(tǒng)的水量測量采用堰板或文丘里流量槽等,都存在著不能實時監(jiān)測、實時顯示的缺點?，槚|污水處理廠計量槽采用超聲波流量計結(jié)合文丘里槽,能在現(xiàn)場和上位機實時顯示流量及累計處理量,達到了準確計量處理水量,以及為運行管理提供實時流量的目的。

1.2溶解氧計、氧化還原電位計、污泥濃度計

1.2.1曝氣池溶解氧控制。南寧市瑯東污水處理廠采用的是傳統(tǒng)活性污泥法的OOC改良工藝在4個圓型曝氣池內(nèi)圈好氧區(qū),分別安裝了測量范圍是0.05～10mg/L的溶解氧計,實時監(jiān)控溶解氧濃度,傳輸?shù)絇LC及上位機。當實測濃度小于設(shè)定濃度時,自動控制系統(tǒng)啟動鼓風(fēng)機,給曝氣池充氧;相反地,當氧氣充足時,就會停止運行鼓風(fēng)機。通過溶解氧計控制鼓風(fēng)機可以精確地根據(jù)好氧菌群對溶解氧的需求控制鼓風(fēng)機的啟動和停止,在保證了菌群良好生化能力的同時節(jié)約了能耗,保護了設(shè)備,增強了好氧菌群的分解能力。

1.2.2曝氣池好氧段與缺氧段的控制。在每個曝氣池的外圈的好氧區(qū)與缺氧區(qū)的臨界面都安裝了測量范圍是-500～500mV的氧化還原電位計,通過測量的氧化還原電位可以控制鼓風(fēng)機的高速運行,給外圈供氧,形成強好氧曝氣階段和缺氧階段的交替,進而提高處理工藝中除磷脫氮的能力。如果沒有安裝氧化還原電位計。那么鼓風(fēng)機的運行只能通過時間控制,這樣一來就會明顯降低除磷脫氮的效果。

1.2.3曝氣池污泥濃度控制。曝氣池的污泥濃度是一個重要工藝參數(shù)。在傳統(tǒng)的污水處理廠,污泥濃度依靠實驗室使用舊的試驗方法進行監(jiān)測,在數(shù)據(jù)提供的及時性和精確性上,存在很大的缺陷。難以及時進行回流污泥和剩余污泥量的工藝調(diào)整,就造成時間上和準確度上的誤差。南寧市瑯東污水處理廠在每個曝氣池上都安裝了一個測量范圍是為0.5～10g/L在線污泥濃度測量計,很好地解決了這個問題。安裝污泥濃度計可以隨時根據(jù)精確測量的污泥濃度,適時地調(diào)整曝氣池的工藝,同時減輕了實驗室工作人員的勞動強度。

1.3電磁流量計、氣體流量計:

在回流污泥管道和剩余污泥管道中南寧市瑯東污水處理廠安裝了5臺測量范圍是0～1200m3/h的電磁流量計測量回流污泥和剩余污泥的流量。安裝流量計后,值班人員可以根據(jù)顯示的流量是否正確,從而判斷回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常,解決了潛水泵無法簡單判斷工作是否正常的難題,而且電磁流量計還具有安裝方便,維護簡單的特點。

鼓風(fēng)機與曝氣池間的空氣管道上直接安裝的4臺測量范圍0～4000m3/h(標準狀況)的氣體流量計。氣體流量計的安裝可以使值班人員隨時了解鼓風(fēng)機向曝氣池提供氣體的量。

1.4經(jīng)驗

1.4.1保持自動化檢測儀表傳感器的清潔。定期專人清洗探頭,保證數(shù)據(jù)采集準確性。因為儀表在污水環(huán)境中工作,所以儀表的清潔工作就顯得尤為重要,特別是直接與污水接觸的溶解氧計、氧化還原電位計及污泥濃度測量計等分析儀表,為了保證儀表的正常工作,我們定期由專人清洗,每7天就全面清洗1次儀表,清洗時要求使用柔軟的材料,以免損壞儀表。

1.4.2定期校正各種儀表。儀表在長期運行過程中難免會產(chǎn)生測量誤差,這就需要定期校正,以保證儀表測量的準確性,對分析儀表我們制訂了每兩月定期校正1次;而且要求實驗室工作人員利用分析方法分析對應(yīng)的檢測項目,并與現(xiàn)場儀表監(jiān)測結(jié)果比較,如果偏差太大,那么應(yīng)適時對儀表進行校正,確保準確。

1.4.3保證儀表供電電壓的穩(wěn)定性,延長儀表的使用壽命。瞬間的高電壓沖擊往往使儀表很容易燒壞。南寧市瑯東污水處理廠運行過程中,就發(fā)生了多次因供電電壓不穩(wěn)定,而使超聲波液位差計和超聲波液位計的變送器損壞,從而影響了自控系統(tǒng)的正常工作的情況。南寧市瑯東污水處理廠正進行技術(shù)改造避免供電電壓不穩(wěn)定對儀表造成的損壞,降低運行成本,提高經(jīng)濟效益。

2自動化檢測儀表在壓力表校準方面的應(yīng)用

特大型冶金制造企業(yè)各工序都是連續(xù)性銜接作業(yè),往往造成許多現(xiàn)場壓力儀表雖到檢定周期,卻由于不能停產(chǎn)也就不能從作業(yè)。壓力儀表的工作原理是彈簧管在壓力或真空作用下產(chǎn)生彈性變形引起管端位移,其位移通過機械傳動機構(gòu)進行放大后再傳遞給指示裝置,可在刻有法定計量單位的分度盤上讀出指針所指示的被測壓力值或真空量值。

2.1在線校準預(yù)期

(1)目的:實施在線校準適應(yīng)生產(chǎn)流程計量需求,降低外送檢費用。

(2)校準儀表范圍:本企業(yè)現(xiàn)場在用壓力儀表。

(3)校準范圍:0~100MPa

(4)校準對比準確度:1.5%~1.6%

(5)預(yù)期目標:實現(xiàn)在線壓力儀表的受控、有效。

(6)校準方案種類:a.理想型校準比對;b.實用型校準比對。

2.2材料準備

(1)專用管道打孔器

(2)符合現(xiàn)場壓力儀表準確度及量程的數(shù)塊相應(yīng)受控有效標準表。

(3)校準比對記錄。

2.3在線校準比對方案

A.實用型對壓力儀表的校準比對

(1)在同一管道上:在距擬被校準的現(xiàn)場壓力儀表的適當范圍內(nèi),用專用管道打孔器引出導(dǎo)壓管路,在導(dǎo)壓管路中間安置一截止閥(截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)),截止閥后的接口處安裝壓力變送器與擬被校準儀表同規(guī)格的受控有效標準壓力表。

(2)緩慢開啟截止閥至全開,待管道內(nèi)流體介質(zhì)充分進入標準表內(nèi)數(shù)分鐘后,分別讀取兩塊表的指示值。

(3)填寫校準比對記錄。

B.理想型對壓力儀表的校準比對

自制一臺流動簡易“壓力校驗臺”。

(1)在流體介質(zhì)管道上,關(guān)閉在用(即擬被校準)的現(xiàn)場壓力儀表的“截止閥1”(該截止閥處于關(guān)閉狀態(tài))。

(2)在截止閥后適當延長導(dǎo)壓管路。

(3)在延長導(dǎo)壓管路上安裝一只三通。

(4)三通的直管口的接口處安裝在用的指示為零的壓力儀表。

(5)三通的丁字管口的接口處新安裝“截止閥2”(該截止閥也處于關(guān)閉狀態(tài))。

(6)在“截止閥2”后接壓力“專用校驗管”至簡易流動“壓力校驗臺”上預(yù)置的“專用校驗管接口”。

(7)“壓力校驗臺”上還預(yù)置有受控、有效的相應(yīng)型號規(guī)格的標準壓力表。

(8)檢查無遺漏后,逐一緩慢開啟截止閥1、截止閥2至全開;數(shù)分鐘后,分別讀取兩塊表的指示值。

(9)填寫校準比對記錄。

2.4經(jīng)驗:

認真做好巡回檢查工作儀表工一般都有自己所轄儀表的巡檢范圍,根據(jù)所轄儀表分布情況,選定最佳巡檢路線,每天至少巡檢兩次。巡回檢查時,要關(guān)閉氣源,并松開過濾器減壓閥接頭。拆卸環(huán)室孔板時,注意孔板方向,一是檢查以前是否有裝反,二是為了再安裝時正確。由于直管段的要求,工藝管道支架可能少,要防止工藝管道一端下沉,給安裝孔板環(huán)室?guī)砝щy。拆卸的儀表其位號要放在明顯處,安裝時對號入座,防止同類儀表由于量程不同安裝混淆,造成儀表故障;帶有聯(lián)鎖的儀表,切換置手動然后再拆卸;儀表一次開車成功或開車順利,說明儀表檢修質(zhì)量高,開車準備工作做得好。反之,儀表工就會在工藝開車過程中手忙腳亂,有的難以應(yīng)付,甚至直接影響工藝生產(chǎn)。

3建議

3.1發(fā)展趨勢

(1)結(jié)構(gòu)日趨簡潔,從當前發(fā)展最快的3種流量儀表(電磁、超聲、科氏)來看,機械結(jié)構(gòu)都十分簡潔,管道內(nèi)既無轉(zhuǎn)動件,又無節(jié)流件。

(2)功能力求完善,隨著微電子、計算機、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,流量儀表的功能日益完善、多樣,不少機械部分難以解決的問題,依靠電子軟件則迎刃而解,如Krohne的智能電磁流量計,不少超聲流量計不僅可測流量,還可測流體密度、組分、熱能等等。

(3)安裝日益簡便,工業(yè)自動化程度越高,用戶越歡迎采用安裝維護簡便的產(chǎn)品,這也是插入式,外夾式儀表日益暢銷的原因。

3.2國產(chǎn)化刻不容緩:

據(jù)了解,我國近年來進口儀器儀表約130億美元,出口約30億美元(多為低附加值的電工儀表、家用水表、氣表),國內(nèi)大型工程選用國外儀表占2/3,而其價格為國產(chǎn)5~10倍,我國大型流量儀表企業(yè)主要依靠國外技術(shù),缺乏擁有自主知識產(chǎn)權(quán)意識,創(chuàng)新乏力;自動化儀表國產(chǎn)化刻不容緩!

3.3品種多,選用要實事求是:

流量儀表品種、類型較多,正確選用并非易事,建議:

(1)不要輕信廠商宣傳,廠商為利所圖,往往對儀表的技術(shù)指標夸大其詞,選用時要理性分析這些參數(shù)的依據(jù),有無檢驗證明。

(2)按需選取,勿追求高指標,如不是用于商務(wù)計量,貿(mào)易核算,準確度要求可以降低,如工控系統(tǒng)的某些場合,檢測、監(jiān)控儀表的重復(fù)性、可靠性好就可以了。

(3)全面考慮經(jīng)濟指標,儀表的經(jīng)濟性并非限于一次購買費用,還要考慮安裝維修(停產(chǎn)損失),是否節(jié)能(長期運行費)等因素。

4自動化測試系統(tǒng)的設(shè)計挑戰(zhàn)

測試管理人員和工程師們?yōu)榱吮ＷC交付到客戶手中的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,在各種應(yīng)用領(lǐng)域(從設(shè)計驗證,經(jīng)終端產(chǎn)品測試,到設(shè)備維修診斷)都采用自動化測試系統(tǒng)。他們使用自動測試系統(tǒng)執(zhí)行簡單的“通過”或“失敗”測試,或者通過它執(zhí)行一整套的產(chǎn)品特性測試。由于設(shè)計周期后期產(chǎn)品瑕疵檢測的成本呈上升趨勢,自動化測試系統(tǒng)迅速地成為產(chǎn)品開發(fā)流程中一個重要的部分。這篇“設(shè)計下一代自動化測試”的文章描述了一些迫使工程團隊減少測試成本和時間的挑戰(zhàn)。這篇文章還深刻地洞察了測試管理人員和工程師們?nèi)绾瓮ㄟ^建立模塊化軟件定義型測試系統(tǒng)來克服這些挑戰(zhàn)。這種測試系統(tǒng)在減少總體成本的同時,顯著地增加了測試系統(tǒng)的吞吐量和靈活性。

如今的測試工程師們面臨著一系列新的壓力。他們所面臨的產(chǎn)品設(shè)計比前幾代更為復(fù)雜;為了保持競爭力并滿足客戶要求,開發(fā)周期要求越來越短;產(chǎn)品測試成本越來越高,而預(yù)算越來越少。

4.1不斷提高的設(shè)計復(fù)雜性:如今,測試測量的最明顯趨勢是器件復(fù)雜性不斷增加。例如,消費電子、通信和半導(dǎo)體工業(yè)持續(xù)要求將數(shù)字圖象/視頻、高保真音頻、無線通信和因特網(wǎng)互聯(lián)性集成到一個單獨產(chǎn)品中。甚至在汽車中都集成了復(fù)雜的汽車娛樂和信息系統(tǒng)、安全和早期預(yù)警系統(tǒng),以及車身和發(fā)動機上的控制電子裝備。測試系統(tǒng)的設(shè)計不僅需要足夠靈活地支持對不同產(chǎn)品模型進行廣泛的測試,還需要能夠進行升級以提供新測試功能所需的更多測試點。

4.2更短的產(chǎn)品開發(fā)周期:

篇8

關(guān)鍵詞：城市污泥，處理處置，干化，資源化

中圖分類號：TU992文獻標識碼： A

Progress of the Sewage Sludge Treatment and Disposal Techniques

Gao Xinghua

（CECEP Water Development Co.,LTD ，BeiJing，100082）

Abstract: With the rapid increase of sewage treatment capacity and treatment rate, sewage sludge production increased rapidly. The components of the sludge is complicated and difficult, but also useful biological resources, if can reasonable use not only can change waste into treasure, but also increase the economic benefits, how effective the treatment and utilization of city sludge has become the focus of attention. This paper systematically analyzes the sewage sludge disposal technology, and combining with the situation of our country has carried on the forecast to the development trend of sludge treatment and disposal.

Keyword: sewage sludge; treatment and disposal technologies; drying; resources

隨著污水處理設(shè)施的大量興建以及污水處理量、處理率的大幅提高，污泥作為污水處理的副產(chǎn)物，產(chǎn)生量也日益龐大，其對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響逐漸引起了世界的關(guān)注，污泥的處理處置問題也成為了各國污水處理的沉重負擔。根據(jù)住建部資料顯示，截止到2009年年底，全國城鎮(zhèn)污水處理量達到280億立方米，濕污泥（含水率80%）產(chǎn)生量突破2000萬噸，有超過一半以上的污泥未經(jīng)過任何穩(wěn)定化處理即運出污水處理廠，45%的污泥被無控制的農(nóng)用，35%的污泥直接填埋或者混合填埋，14%的污泥未經(jīng)過任何處置措施。污泥的成分很復(fù)雜，除含有大量的水分外，還含有難降解的有機物、重金屬和鹽類，以及病原微生物和寄生蟲卵等，如不加妥善處理和處置，直接排放會給環(huán)境帶來嚴重的二次污染，甚至危害人類及動物的健康。據(jù)資料介紹[1]，一個城市污水處理廠每天產(chǎn)生的污泥量占污水處理量的0.5%~1.0%（體積分數(shù)），但是污泥處理費用卻與污水處理相當甚至更高。由此可見，如何將產(chǎn)量巨大，成分復(fù)雜的污泥，通過經(jīng)濟有效地處理處置，使其無害化、資源化，已成為污水處理廠亟待解決的問題之一。

無論是國內(nèi)還是國外，污泥的處理與處置與其它廢物的處理一樣，皆是以減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化為目的。常用的主要處理處置方法有：堆肥、穩(wěn)定化、填埋、焚燒、干化、碳化、氧化等處理方法。本文就污泥處理處置技術(shù)研究進展進行綜述。

1 污泥處理處置技術(shù)

1. 1堆肥

堆肥是在污泥中加入一定比例的膨松劑和調(diào)理劑（如秸桿、稻草、木屑或生活垃圾等），利用微生物群落在潮濕環(huán)境下對多種有機物進行氧化分解并轉(zhuǎn)化為CH4、CO2、熱量和腐殖質(zhì)的過程[2]。實踐證明用污泥作為肥料使用，能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，促進作物的生長。堆肥技術(shù)是污泥進行穩(wěn)定化、無害化處理的主要方式之一，也是農(nóng)業(yè)利用的有效途徑[3]。

由于污泥中不僅有豐富的有機物和植物養(yǎng)分，同時也含有大量的重金屬、有毒有害的難降解有機物質(zhì)，為了控制影響公眾健康安全的因素與防止二次污染，國家制定有堆肥的質(zhì)量標準、污泥控制標準及污泥農(nóng)用控制指標。

1. 2污泥穩(wěn)定化

1.2.1好氧消化

好氧消化污泥出現(xiàn)于50年代[4]，是指在有氧條件下，好氧微生物使污泥中的有機物進行生物降解和穩(wěn)定的過程。包括兩種具體的方法：不加熱的好氧消化和自然好氧消化。前者反應(yīng)溫度低（常溫），所需時間長約20d；后者的反應(yīng)溫度較高（可達40℃~70℃），反應(yīng)速度快，在這樣的高溫下可以殺滅部分病原菌。

1.2.2厭氧消化

厭氧消化，即在無氧的條件下，由兼性菌及專性厭氧細菌降解有機物，最終產(chǎn)物是二氧化碳和甲烷氣，使污泥得到穩(wěn)定[5]，與好氧消化相比厭氧消化操作的最大特點在于它要求在專門的密閉厭氧池中進行，所以對設(shè)備的性能要求較高，根據(jù)反應(yīng)采用的溫度范圍，厭氧消化可分為：低溫消化（20℃）、中溫消化（30℃~37℃）和高溫消化（45℃~55℃）。因生物反應(yīng)與溫度成正比關(guān)系，所以三種消化的速度隨溫度的升高而加快[6]。

1.2.3堿性穩(wěn)定化

堿性穩(wěn)定化是在污泥中加入石灰、水泥窯灰或飛灰等堿性物質(zhì)，使污泥pH值大于12，并保持一段時間，利用強堿性和石灰放出大量的熱殺滅病原體、降低惡臭和鈍化重金屬，處理后污泥可直接施用于農(nóng)田。堿性穩(wěn)定化的兩個主要處理方法是N-ViroSoil和Agri-Soil方法。前者是在堿性穩(wěn)定后通過機械翻堆或其他方法使污泥快速干燥，后者則是在混合堿性物料后進行堆肥。

1.3焚燒

焚燒是利用污泥中豐富的生物能發(fā)熱，使污泥達到最大程度的減量（減量率可達到95％左右）。焚燒過程中，所有的病菌病原體被徹底殺滅，有毒有害的有機殘余物被熱氧化分解。焚燒所釋放的熱量可回收利用，實現(xiàn)污泥的資源化利用。焚燒灰可用作生產(chǎn)水泥等建材的原料，使重金屬被固定在混凝土中，避免其重新進入環(huán)境。

目前應(yīng)用最廣的焚燒設(shè)備是流化床焚燒爐，當污泥的含水率達到38%以上時就可不需要輔助燃料直接燃燒，污泥焚燒在日本和歐美較為普遍，在歐盟，1992年污泥焚燒的比例為11%，比1984年增加了38%；日本有61%的污泥采用焚燒處理。

1.4熱干化

熱干化是利用熱能將污泥烘干，干化后的污泥呈顆?；蚍勰?，體積僅為原來的1/5～1/4，而且由于含水率在10%以下微生物活性完全受到抑制而避免了產(chǎn)品發(fā)霉發(fā)臭，利于儲藏和運輸[7]。20世紀90年代，污泥熱干化在美國得到迅速發(fā)展[8]，2000年世界干污泥產(chǎn)量已是1990年的10倍。干化后的污泥根據(jù)污泥性質(zhì)及成份指標可以用作肥料、土壤改良劑、替代能源、建筑材料等[9]。

熱干化按加熱方式可分為直接干化和間接干化，其中有代表性的是歐洲最大的污泥直接干化廠――英國的Bransands(可蒸發(fā)水量為7×5000kg/h)以及世界最大的間接干化廠――西班牙的巴塞羅那(可蒸發(fā)水量為4×5000kg/h)。國內(nèi)的大連、秦皇島和徐州等地也開展了污泥熱干化生產(chǎn)的研究，都采用直接干化方式。

1.5濕式氧化法

濕式氧化法是在高溫（125℃~320℃）和高壓（0.5~20MPa）條件下壓入空氣，將污泥中大部分的有機物質(zhì)和還原性無機物氧化成CO2和H2O及少量固體殘渣[10]。濕式氧化法主要適用于處理各種難降解的有機污泥，但需要較高溫度（159℃~370℃）和一定壓力，在300℃以上并氧化30min后，污泥中82%的有機物被降解，70%以上的MLSS被去除。目前，有50%以上的濕式氧化裝置應(yīng)用于剩余污泥的處理[11]。

1.6污泥的碳化技術(shù)

污泥碳化技術(shù)是通過一定的手段，使污泥中的水分釋放出來，同時又最大限度地保留污泥中的碳值，使最終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高的過程。污泥碳化主要分為三種。

高溫碳化，即碳化時不加壓，溫度為649―982℃。先將污泥干化至含水率約30％，然后進入碳化爐高溫碳化造粒。碳化顆粒可以作為低級燃料使用，其熱值約為8 360―12 540 kJ／kg(日本或美國)。技術(shù)上較為成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工業(yè)以及美國的IES等。

中溫碳化，即碳化時不加壓，溫度為426―537℃。先將污泥干化至含水率約90％，然后進入碳化爐分解。工藝中產(chǎn)生油、反應(yīng)水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物，碳化生成的油(質(zhì)量上類似于中號燃料油)還可用來發(fā)電。該技術(shù)的代表為澳大利亞ESI公司。該公司在澳洲建設(shè)了1座100t/d的處理廠。

低溫碳化，即碳化前無需干化，碳化時加壓至6-8 MPa，碳化溫度為315℃，碳化后的污泥成液態(tài)，脫水后的含水率50％以下，經(jīng)干化造粒后可作為低級燃料使用，其熱值約為15 048～20 482 kJ/kg(美國)。

1.7其他污泥處理處置技術(shù)

隨著環(huán)保力度的加強和人們對已有污泥處理處置技術(shù)局限性的進一步認識，世界各國都在投入重金研發(fā)新技術(shù)，爭取找到更經(jīng)濟、更合理的污泥處理方案。

1.7.1超聲波處理技術(shù)

超聲波污泥處理技術(shù)[12]是利用超聲波對污泥不斷地進行壓縮和膨脹，使內(nèi)部可產(chǎn)生氣穴泡，且不斷成長并最終共振“內(nèi)爆”產(chǎn)生超高溫(5000℃)、高壓(500 bar)，同時產(chǎn)生的強力水噴射流形成巨大的水力剪切力，對污泥絮體結(jié)構(gòu)與污泥中微生物細胞壁產(chǎn)生巨大的破壞，使細胞質(zhì)和酶從細胞中溶出，使污泥的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)發(fā)生不同程度的改變，從而有利于污泥處置。超聲波發(fā)揮作用的目標主要是污泥中可降解有機物和難降解有機物，使之被摧毀、轉(zhuǎn)化、降解。

1.7.2污泥制建材

通過干燥、部分燃燒、造粒和燒結(jié)過程可以制造出符合要求的輕質(zhì)陶粒。該工藝的關(guān)鍵在控制燒結(jié)溫度1000 ~1100℃，同時將殘留碳的含量控制在0.5~1.0%之間。由日本荏原株式會社開發(fā)成功的污泥熔融系統(tǒng)將含水率為75%的脫水污泥經(jīng)過干燥、熔融后制成與微晶玻璃類似的人造大理石，其外觀、強度、耐熱性均比熔融材料優(yōu)，可作為建筑的內(nèi)外裝飾材料用。以污泥為原料制成的生態(tài)水泥工藝也引起了國內(nèi)外的高度重視。在污泥制水泥的過程中，污泥中的有機成份和無機成份均得到了充分的應(yīng)用，資源化效率高；同時由于水泥的需求量大，因此可以銷納較多的污泥。但是這種污泥中含氯鹽較高會使鋼筋銹蝕，應(yīng)予以重視。

1.7.3污泥生物制氫技術(shù)

污泥生物制氫是利用微生物在常溫常壓下進行酶催化反應(yīng)可制得氫氣的原理進行的。根據(jù)微生物生長所需能源來源，污泥生物制氫主要包括光合生物制氫、發(fā)酵生物制氫兩類。

光合生物制氫是指在一定的光照條件下，光合生物(一般包括細菌和藻類)分解底物產(chǎn)生氫氣。厭氧發(fā)酵制氫是通過細菌利用多種底物在氮化酶或氫化酶的作用下將底物分解制取氫氣。發(fā)酵法生物制氫技術(shù)較光合生物制氫技術(shù)更容易實現(xiàn)規(guī)?；凸I(yè)性生產(chǎn)。但是，生物制氫技術(shù)的整體研究水平仍處于基礎(chǔ)和奠基階段。

2污泥處理處置技術(shù)發(fā)展趨勢

污泥的處理與處置已是當前環(huán)境科學(xué)中研究的熱點之一。目前世界范圍內(nèi)常用的污泥處置方法有農(nóng)用、填埋、投海、焚燒等。國際上，西方發(fā)達國家經(jīng)濟雄厚、技術(shù)先進，污泥處理與處置已經(jīng)有近百年的歷史，處理程度較高。各個國家和地區(qū)又根據(jù)自己的實際情況來選擇某種較為合適的處理方法。例如，美國，從1972年政府頒布水凈化條例以來，污泥量呈逐年增加趨勢。目前，美國有超過16000座污水處理設(shè)施在運行，日處理污水量1.5億m3，年產(chǎn)干污泥（干物質(zhì)量）約710萬t，其中大約60%農(nóng)業(yè)利用，17%填埋，20%焚燒，3%用于礦山恢復(fù)的覆蓋。歐盟，最初的污泥處理處置方式主要是填埋和土地利用。目前，歐盟已對填埋、投海等簡單的處置方式下達禁令，并鼓勵泥質(zhì)符合公眾健康和環(huán)境保護要求的污泥直接用于綠化、土地修復(fù)等用途，或?qū)捬跸蚝醚醢l(fā)酵處理后的污泥用于土地用途。目前，歐盟產(chǎn)生的污泥中大約55%土地利用、26%焚燒、16%填埋、3%采用其它方式進行處理處置?？偟膩碚f，歐盟污泥利用率不斷上升，各成員國的污泥資源化利用項目也大幅增加。日本，污泥處理處置方式最初以農(nóng)用和焚燒占主導(dǎo)。近年來，日本對污泥處理處置技術(shù)路線進行了戰(zhàn)略調(diào)整，逐漸降低了污泥焚燒比例，并將研究和發(fā)展重點轉(zhuǎn)向了污泥資源化利用,污泥焚燒灰分也用于生產(chǎn)建筑材料。因此可知，厭氧消化、好氧發(fā)酵、土地利用、建材制造等資源化處理處置技術(shù)將會是國際上污泥處理處置的研究重點，而保證污泥的資源化利用將是該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

在中國，由于經(jīng)費和技術(shù)上的原因，與外國先進國家相比差距較大，在現(xiàn)有的污水處理設(shè)施中，有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的不到25%，處理工藝和配套設(shè)備完善的不到10%。目前污泥總的狀況還是以填埋、堆放為主。有資料表明，在建成的污水處理廠中90%以上沒有污泥處理的配套設(shè)施，在一些地方，由于濫用污泥造成重金屬、有機物污染以及病蟲害等，直接危及人體健康，造成對環(huán)境的二次污染。目前國內(nèi)基本是沿用垃圾處理的技術(shù)來處理污泥，各技術(shù)在國內(nèi)所占的比例如下：土地利用占48.28%、填埋占34.48%、焚燒3.45%、未經(jīng)過合理處置占13.79% [13]，總體狀況以土地利用形式為主。我國污泥處理處置的起步較晚，污泥利用率不是很高，因此我國當前面臨的問題是應(yīng)盡快發(fā)展污泥處置技術(shù)來解決不斷增長的污水污泥。

3 小結(jié)

對我國來說，我國地域遼闊，不同地區(qū)的自然環(huán)境、人文環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展水平都不同，各地區(qū)應(yīng)從自身特點出發(fā)，采取適宜的技術(shù)路線；同時依據(jù)國家相關(guān)政策和規(guī)范的要求，在參考借鑒國外的經(jīng)驗和教訓(xùn)，必須和國內(nèi)的具體國情相結(jié)合，建議立足于我國國情，瞄準國際動態(tài)，將以污泥為生產(chǎn)原料或燃料并以污泥資源化和能源化為目的的相關(guān)領(lǐng)域作為我國重點和優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，如污泥協(xié)同焚燒發(fā)電、厭氧消化制沼、好氧發(fā)酵、土地利用和建材生產(chǎn)等領(lǐng)域。

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篇9

影響設(shè)備精度的一大重要因素就是工作溫度，因此，系統(tǒng)的冷卻和散熱就顯得尤為的重要，良好的冷卻效果不僅能夠保證機箱和其中模塊的穩(wěn)定工作，更能提升相應(yīng)板卡和電源的平均故障時間間隔(MTBF)參數(shù)。一些專業(yè)的測量總線標準，如PXI總線，在冷卻和散熱方面進行了嚴格的規(guī)范，包括對機箱中散熱氣流方向的定義、以槽為單位進行散熱等確保系統(tǒng)在正常的工作溫度下完成測量任務(wù)。

自動化檢測儀表是自控系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成:①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量;②變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?～20 mA的電流信號，并送到可編程序控制器(PLC)中;③顯示器，將測量結(jié)果直觀地顯示出來，提供結(jié)果。這三個部分有機地結(jié)合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱為完整的儀表。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且自動化檢測儀表內(nèi)部具有與微機的接口，更是自動化控制系統(tǒng)中重要的部分，被稱為自動化控制系統(tǒng)的眼睛。

校準的一般步驟是:預(yù)熱儀器(包括被校儀器以及標準源);設(shè)置儀器的狀態(tài)，進行測量記錄數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)結(jié)果判定并給出結(jié)論;自動形成校準證書和原始記錄。

自動化校準系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程首先，標準源和數(shù)字多用表按照要求開機預(yù)熱，連接硬件設(shè)備(GPIB卡、488電纜等)，硬件連接完成后，啟動計算機，搜尋整個測試系統(tǒng)的物理地址分配情況，根據(jù)搜索到的各個儀器地址，在校準軟件運行時，設(shè)置正確的地址配置。 ①初始化設(shè)置模塊。雙擊相應(yīng)的自動化校準程序圖標，系統(tǒng)啟動，進入測試系統(tǒng)主界面，主界面的風(fēng)格以簡捷實用為主，左側(cè)是各功能按鈕。首先進入的是初始化設(shè)置模塊。初始化模塊要設(shè)置被測試設(shè)備的校準項目，設(shè)置被校儀器和標準源的GPIB地址，選擇是否是首次測試，此功能的目的是為了保存測量的數(shù)據(jù)，防止意外發(fā)生使測量數(shù)據(jù)丟失，需要重新進行測試。選擇中英文語言，選擇校準、檢定，選擇被測試設(shè)備的名稱。初始化設(shè)置就完成了。②數(shù)據(jù)采集動態(tài)顯示模塊。該模塊的主要功能包括:初始化儀器、設(shè)置儀器的狀態(tài)、測量數(shù)值、數(shù)據(jù)位數(shù)控制、動態(tài)顯示數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)結(jié)果判定、數(shù)據(jù)保存等。自動化數(shù)據(jù)采集過程是完全模擬人工測量過程進行測量的。儀器的初始化配置以及量程、顯示位數(shù)、精度、采樣數(shù)率、采樣時間、測量值、功能選擇等模塊從NI網(wǎng)站上下載，程序員也可以根據(jù)儀器編程說明書提供的SCPI語言命令編寫相應(yīng)的模塊。本模塊中的數(shù)據(jù)顯示位數(shù)、數(shù)據(jù)量程、上下限等都是根據(jù)測試計量對儀器的要求而自動生成的，數(shù)據(jù)結(jié)果判定也是自動完成的。程序把那些不合格的數(shù)據(jù)用紅色的字體顯示，使計量員在測量結(jié)束后容易發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)不合格。數(shù)據(jù)采集動態(tài)顯示模塊的前面板。③證書和原始記錄生成模塊。自動生成證書和原始記錄，給計量員的工作帶來極大的便利，而且消除了人為操作易產(chǎn)生的出錯，解放了勞動力。計量員只需在證書生成模塊的前面板輸入相關(guān)的儀器信息和校準信息，校準項目，選擇相應(yīng)的證書摸板，程序即可自動生成相應(yīng)的校準證書和原始記錄。證書模塊的前面板。

1 自動化檢測儀表在污水處理中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化檢測技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，自動化檢測儀表在污水處理中也得到廣泛的應(yīng)用，使污水處理廠不僅節(jié)約了大量的人力、物力，更重要的是可以及時對工藝進行調(diào)整。

南寧市瑯東污水處理廠工程1993年底立項，1997年11月27日正式開工建設(shè);1999年9月28 日通水試運行，2000年2月滿負荷正常運轉(zhuǎn)。 南寧市瑯東污水處理廠，一期工程設(shè)計一級污水處理能力24 萬m3/d，二級污水處理能力10萬m3/d。設(shè)計服務(wù)范圍30.5km2，規(guī)劃服務(wù)人口34.3萬人。經(jīng)過瑯東污水處理廠凈化后的清潔水，一部分直接排入竹排沖，一部分用于南湖回灌水，以改善南湖的水污染問題。 南寧市瑯東污水處理廠全套引進國外最先進的水處理工藝設(shè)備，采用二級生物處理工藝的傳統(tǒng)活性污泥法，并針對南寧市污水水質(zhì)污染物濃度低的特點，在其核心部分--曝氣的工藝中采用OOC工藝。該工藝具有能耗低、運行費用少、出水水質(zhì)好、管理簡便、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。 從廠外污水干管收集到瑯東污水處理廠的污水，首先進行預(yù)處理。在進水泵房經(jīng)過粗格柵，去除污水中較大的垃圾、漂浮物;通過5臺大型污水泵將污水提升到細格柵，將較小的漂浮物去除;在曝氣沉砂池去除污水中的砂粒和油類;然后進入計量槽，計量污水處理量。預(yù)處理后的污水在初沉池進行一級處理，去除約30%的有機物;初沉池出水進入二級處理，先在生物處理工藝的核心部分--曝氣池，進行生物降解有機物;曝氣池的混合液輸送到二沉池進行沉淀，泥水分離。上層澄清液作為凈化后的清潔排放水;沉淀下來的污泥一部分回流曝氣池后再生利用，一部分作為剩余污泥回流到初沉池。初沉池的污泥用泵輸送到污泥濃縮池，通過污泥處理系統(tǒng)進一步濃縮，把泥漿態(tài)的污泥脫水、壓濾，形成干污泥餅。

1.1 超聲波液位計、液位差計、流量計

1.1.1 格柵運行控制。粗格柵、細格柵各安裝了1臺超聲波液位差計，通過格柵前后的液位差來反映格柵阻塞程度，并傳輸?shù)絇LC控制器，進行分析計算。當液位差超過預(yù)設(shè)的數(shù)值，控制格柵運行，清除垃圾，保障正常過水，且合理的減少了設(shè)備磨損。

1.1.2 提升泵運行控制。為實現(xiàn)進水提升泵的自動控制，在進水泵井處安裝了2臺超聲波液位計，用以測量泵井的水位，實時傳輸?shù)絇LC控制器及上位機，進行系統(tǒng)分析。根據(jù)測量值對應(yīng)控制程序，自動控制提升泵的運行組合。這樣可以根據(jù)廠外來水量準確及時地調(diào)整泵運行狀態(tài)，減少設(shè)備疲勞;同時可以取消傳統(tǒng)泵站三班倒的人力資源耗費。

1.1.3 流量及處理量實時監(jiān)測。對于污水處理廠的運行管理，水量是一個重要的控制參數(shù)。準確及時地掌握進水量，對工藝控制及提高污水廠抵抗水力負荷沖擊能力有重要作用。傳統(tǒng)的水量測量采用堰板或文丘里流量槽等，都存在著不能實時監(jiān)測、實時顯示的缺點?，槚|污水處理廠計量槽采用超聲波流量計結(jié)合文丘里槽，能在現(xiàn)場和上位機實時顯示流量及累計處理量，達到了準確計量處理水量，以及為運行管理提供實時流量的目的。

1.2 溶解氧計、氧化還原電位計、污泥濃度計

1.2.1 曝氣池溶解氧控制。南寧市瑯東污水處理廠采用的是傳統(tǒng)活性污泥法的OOC改良工藝在4 個圓型曝氣池內(nèi)圈好氧區(qū)，分別安裝了測量范圍是0.05～10 mg/L的溶解氧計，實時監(jiān)控溶解氧濃度，傳輸?shù)絇LC及上位機。當實測濃度小于設(shè)定濃度時，自動控制系統(tǒng)啟動鼓風(fēng)機，給曝氣池充氧;相反地，當氧氣充足時，就會停止運行鼓風(fēng)機。通過溶解氧計控制鼓風(fēng)機可以精確地根據(jù)好氧菌群對溶解氧的需求控制鼓風(fēng)機的啟動和停止，在保證了菌群良好生化能力的同時節(jié)約了能耗，保護了設(shè)備，增強了好氧菌群的分解能力。

1.2.2 曝氣池好氧段與缺氧段的控制。在每個曝氣池的外圈的好氧區(qū)與缺氧區(qū)的臨界面都安裝了測量范圍是-500～500mV的氧化還原電位計，通過測量的氧化還原電位可以控制鼓風(fēng)機的高速運行，給外圈供氧，形成強好氧曝氣階段和缺氧階段的交替，進而提高處理工藝中除磷脫氮的能力。如果沒有安裝氧化還原電位計。那么鼓風(fēng)機的運行只能通過時間控制，這樣一來就會明顯降低除磷脫氮的效果。

1.2.3 曝氣池污泥濃度控制。曝氣池的污泥濃度是一個重要工藝參數(shù)。在傳統(tǒng)的污水處理廠，污泥濃度依靠實驗室使用舊的試驗方法進行監(jiān)測，在數(shù)據(jù)提供的及時性和精確性上，存在很大的缺陷。難以及時進行回流污泥和剩余污泥量的工藝調(diào)整，就造成時間上和準確度上的誤差。南寧市瑯東污水處理廠在每個曝氣池上都安裝了一個測量范圍是為0.5～10g/L 在線污泥濃度測量計，很好地解決了這個問題。安裝污泥濃度計可以隨時根據(jù)精確測量的污泥濃度，適時地調(diào)整曝氣池的工藝，同時減輕了實驗室工作人員的勞動強度。

1.3 電磁流量計、氣體流量計:

在回流污泥管道和剩余污泥管道中南寧市瑯東污水處理廠安裝了5臺測量范圍是0～1 200m3/h的電磁流量計測量回流污泥和剩余污泥的流量。安裝流量計后，值班人員可以根據(jù)顯示的流量是否正確，從而判斷回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常，解決了潛水泵無法簡單判斷工作是否正常的難題，而且電磁流量計還具有安裝方便，維護簡單的特點。

鼓風(fēng)機與曝氣池間的空氣管道上直接安裝的4臺測量范圍0～4000m3/h(標準狀況)的氣體流量計。氣體流量計的安裝可以使值班人員隨時了解鼓風(fēng)機向曝氣池提供氣體的量。

1.4 經(jīng)驗

1.4.1 保持自動化檢測儀表傳感器的清潔。定期專人清洗探頭，保證數(shù)據(jù)采集準確性。因為儀表在污水環(huán)境中工作，所以儀表的清潔工作就顯得尤為重要，特別是直接與污水接觸的溶解氧計、氧化還原電位計及污泥濃度測量計等分析儀表，為了保證儀表的正常工作，我們定期由專人清洗，每7天就全面清洗1次儀表，清洗時要求使用柔軟的材料，以免損壞儀表。

1.4.2 定期校正各種儀表。儀表在長期運行過程中難免會產(chǎn)生測量誤差，這就需要定期校正，以保證儀表測量的準確性，對分析儀表我們制訂了每兩月定期校正1次;而且要求實驗室工作人員利用分析方法分析對應(yīng)的檢測項目，并與現(xiàn)場儀表監(jiān)測結(jié)果比較，如果偏差太大，那么應(yīng)適時對儀表進行校正，確保準確。

1.4.3 保證儀表供電電壓的穩(wěn)定性，延長儀表的使用壽命。瞬間的高電壓沖擊往往使儀表很容易燒壞。南寧市瑯東污水處理廠運行過程中，就發(fā)生了多次因供電電壓不穩(wěn)定，而使超聲波液位差計和超聲波液位計的變送 器損壞，從而影響了自控系統(tǒng)的正常工作的情況。南寧市瑯東污水處理廠正進行技術(shù)改造避免供電電壓不穩(wěn)定對儀表造成的損壞，降低運行成本，提高經(jīng)濟效益。

2 自動化檢測儀表在壓力表校準方面的應(yīng)用

特大型冶金制造企業(yè)各工序都是連續(xù)性銜接作業(yè)，往往造成許多現(xiàn)場壓力儀表雖到檢定周期，卻由于不能停產(chǎn)也就不能從作業(yè)。壓力儀表的工作原理是彈簧管在壓力或真空作用下產(chǎn)生彈性變形引起管端位移，其位移通過機械傳動機構(gòu)進行放大后再傳遞給指示裝置，可在刻有法定計量單位的分度盤上讀出指針所指示的被測壓力值或真空量值。

2.1 在線校準預(yù)期

(1)目的:實施在線校準適應(yīng)生產(chǎn)流程計量需求，降低外送檢費用。

(2)校準儀表范圍:本企業(yè)現(xiàn)場在用壓力儀表。

(3)校準范圍:0~100MPa

(4)校準對比準確度:1.5%~1.6%

(5)預(yù)期目標:實現(xiàn)在線壓力儀表的受控、有效。

(6)校準方案種類:a. 理想型校準比對;b. 實用型校準比對。

2.2 材料準備

(1)專用管道打孔器

(2)符合現(xiàn)場壓力儀表準確度及量程的數(shù)塊相應(yīng)受控有效標準表。

(3)校準比對記錄。

2.3 在線校準比對方案

A. 實用型對壓力儀表的校準比對

(1)在同一管道上:在距擬被校準的現(xiàn)場壓力儀表的適當范圍內(nèi)，用專用管道打孔器引出導(dǎo)壓管路，在導(dǎo)壓管路中間安置一截止閥(截止閥處于關(guān)閉狀態(tài))，截止閥后的接口處安裝壓力變送器與擬被校準儀表同規(guī)格的受控有效標準壓力表。

(2)緩慢開啟截止閥至全開，待管道內(nèi)流體介質(zhì)充分進入標準表內(nèi)數(shù)分鐘后，分別讀取兩塊表的指示值。

(3)填寫校準比對記錄。

B. 理想型對壓力儀表的校準比對

自制一臺流動簡易“壓力校驗臺”。

(1)在流體介質(zhì)管道上，關(guān)閉在用(即擬被校準)的現(xiàn)場壓力儀表的“截止閥1”(該截止閥處于關(guān)閉狀態(tài))。

(2)在截止閥后適當延長導(dǎo)壓管路。

(3)在延長導(dǎo)壓管路上安裝一只三通。

(4)三通的直管口的接口處安裝在用的指示為零的壓力儀表。

(5)三通的丁字管口的接口處新安裝“截止閥2”(該截止閥也處于關(guān)閉狀態(tài))。

(6)在“截止閥2”后接壓力“專用校驗管”至簡易流動“壓力校驗臺”上預(yù)置的“專用校驗管接口”。

(7)“壓力校驗臺”上還預(yù)置有受控、有效的相應(yīng)型號規(guī)格的標準壓力表。

(8)檢查無遺漏后，逐一緩慢開啟截止閥1、截止閥2至全開;數(shù)分鐘后，分別讀取兩塊表的指示值。

(9)填寫校準比對記錄。

2.4 經(jīng)驗:

認真做好巡回檢查工作儀表工一般都有自己所轄儀表的巡檢范圍，根據(jù)所轄儀表分布情況，選定最佳巡檢路線，每天至少巡檢兩次。巡回檢查時，要關(guān)閉氣源，并松開過濾器減壓閥接頭。拆卸環(huán)室孔板時，注意孔板方向，一是檢查以前是否有裝反，二是為了再安裝時正確。由于直管段的要求，工藝管道支架可能少，要防止工藝管道一端下沉，給安裝孔板環(huán)室?guī)砝щy。拆卸的儀表其位號要放在明顯處，安裝時對號入座，防止同類儀表由于量程不同安裝混淆，造成儀表故障;帶有聯(lián)鎖的儀表，切換置手動然后再拆卸;儀表一次開車成功或開車順利，說明儀表檢修質(zhì)量高，開車準備工作做得好。反之，儀表工就會在工藝開車過程中手忙腳亂，有的難以應(yīng)付，甚至直接影響工藝生產(chǎn)。

3 建議

3.1 發(fā)展趨勢

(1) 結(jié)構(gòu)日趨簡潔，從當前發(fā)展最快的3種流量儀表(電磁、超聲、科氏)來看，機械結(jié)構(gòu)都十分簡潔，管道內(nèi)既無轉(zhuǎn)動件，又無節(jié)流件。

(2)功能力求完善，隨著微電子、計算機、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，流量儀表的功能日益完善、多樣，不少機械部分難以解決的問題，依靠電子軟件則迎刃而解，如Krohne的智能電磁流量計，不少超聲流量計不僅可測流量，還可測流體密度、組分、熱能等等。

(3)安裝日益簡便，工業(yè)自動化程度越高，用戶越歡迎采用安裝維護簡便的產(chǎn)品，這也是插入式，外夾式儀表日益暢銷的原因。

3.2 國產(chǎn)化刻不容緩:

據(jù)了解，我國近年來進口儀器儀表約130億美元，出口約30億美元(多為低附加值的電工儀表、家用水表、氣表)，國內(nèi)大型工程選用國外儀表占2/3，而其價格為國產(chǎn)5~10倍，我國大型流量儀表企業(yè)主要依靠國外技術(shù)，缺乏擁有自主知識產(chǎn)權(quán)意識，創(chuàng)新乏力;自動化儀表國產(chǎn)化刻不容緩!

3.3 品種多，選用要實事求是:

流量儀表品種、類型較多，正確選用并非易事，建議:

(1)不要輕信廠商宣傳，廠商為利所圖，往往對儀表的技術(shù)指標夸大其詞，選用時要理性分析這些參數(shù)的依據(jù)，有無檢驗證明。

(2)按需選取，勿追求高指標，如不是用于商務(wù)計量，貿(mào)易核算，準確度要求可以降低，如工控系統(tǒng)的某些場合，檢測、監(jiān)控儀表的重復(fù)性、可靠性好就可以了。

(3)全面考慮經(jīng)濟指標，儀表的經(jīng)濟性并非限于一次購買費用，還要考慮安裝維修(停產(chǎn)損失)，是否節(jié)能(長期運行費)等因素。

4 自動化測試系統(tǒng)的設(shè)計挑戰(zhàn)

測試管理人員和工程師們?yōu)榱吮ＷC交付到客戶手中的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，在各種應(yīng)用領(lǐng)域 (從設(shè)計驗證，經(jīng)終端產(chǎn)品測試，到設(shè)備維修診斷) 都采用自動化測試系統(tǒng)。他們使用自動測試系統(tǒng)執(zhí)行簡單的“通過”或“失敗”測試，或者通過它執(zhí)行一整套的產(chǎn)品特性測試。由于設(shè)計周期后期產(chǎn)品瑕疵檢測的成本呈上升趨勢，自動化測試系統(tǒng)迅速地成為產(chǎn)品開發(fā)流程中一個重要的部分。這篇“設(shè)計下一代自動化測試”的文章描述了一些迫使工程團隊減少測試成本和時間的挑戰(zhàn)。這篇文章還深刻地洞察了測試管理人員和工程師們?nèi)绾瓮ㄟ^建立模塊化軟件定義型測試系統(tǒng)來克服這些挑戰(zhàn)。這種測試系統(tǒng)在減少總體成本的同時，顯著地增加了測試系統(tǒng)的吞吐量和靈活性。

如今的測試工程師們面臨著一系列新的壓力。他們所面臨的產(chǎn)品設(shè)計比前幾代更為復(fù)雜;為了保持競爭力并滿足客戶要求，開發(fā)周期要求越來越短 ;產(chǎn)品測試成本越來越高，而預(yù)算越來越少。

4.1 不斷提高的設(shè)計復(fù)雜性:如今，測試測量的最明顯趨勢是器件復(fù)雜性不斷增加。例如，消費電子、通信和半導(dǎo)體工業(yè)持續(xù)要求將數(shù)字圖象/視頻、高保真音頻、無線通信和因特網(wǎng)互聯(lián)性集成到一個單獨產(chǎn)品中。甚至在汽車中都集成了復(fù)雜的汽車娛樂和信息系統(tǒng)、安全和早期預(yù)警系統(tǒng)，以及車身和發(fā)動機上的控制電子裝備。測試系統(tǒng)的設(shè)計不僅需要足夠靈活地支持對不同產(chǎn)品模型進行廣泛的測試，還需要能夠進行升級以提供新測試功能所需的更多測試點。

4.2 更短的產(chǎn)品開發(fā)周期:

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【關(guān)鍵詞】污水廠；機電設(shè)備；自控儀表；安裝調(diào)試

1工程概況

本儀表自控安裝工程的內(nèi)容包括所有自動控制系統(tǒng)和檢測儀表的安裝、調(diào)試及開車指導(dǎo)，包括現(xiàn)場控制站（PLC）與中央控制室以及PLC之間通信專用光纜的敷設(shè)，檢測設(shè)備和PLC間所有控制信號電纜及電源電纜的提供及敷設(shè)，現(xiàn)場控制柜或箱與PLC間所有控制信號電纜的提供及敷設(shè)。

2工程特點

2.1本工程自動化程度高，自動聯(lián)鎖多，工藝先進，安裝調(diào)試工程量大，施工前充分熟悉技術(shù)文件和圖紙，嚴格依照設(shè)計圖紙及技術(shù)文件施工。

2.2本工程影響工期的因素較多，其中土建工期、施工圖設(shè)計、設(shè)備供貨及雨季等對安裝的進度安排有直接影響，因此在施工前認真協(xié)調(diào)和落實土建進度和設(shè)計進度及落實和制定設(shè)備、主要材料供貨計劃，施工中要合理安排好，確保加工件的工廠化集中提前預(yù)制，提高制作質(zhì)量，避免不必要的返工。同時要準備好足夠的機械設(shè)備及人力資源等，制訂好必要的搶工措施。

2.3協(xié)調(diào)工作量大。本工程專業(yè)工種多，為確保施工安全及施工質(zhì)量，各專業(yè)在施工中要密切合作，防止窩工、返工，造成不必要的延期。

2.4本工程施工質(zhì)量要求高，這就要求我們不但要組建強有力的項目管理班子，還必須配備素質(zhì)高，操作技能好的專業(yè)施工班組，發(fā)揚能吃苦、慣打硬仗的優(yōu)良傳統(tǒng)，高質(zhì)量完成施工任務(wù)，使業(yè)主滿意。

3儀表自控的安裝

3.1現(xiàn)場在線儀表的安裝

⑴根據(jù)工藝流程要求，主要有流量、液位、溫度、壓力和水質(zhì)分析等檢測儀表。測量流量的儀表為雨量計、電磁流量計和空氣流量計；液位儀表有一體化超聲波液位計、浮子開關(guān)和污泥界面計；水質(zhì)分析儀表有H2S測定儀、PH/T計、SS檢測儀、COD分析儀、NH3-N分析儀、TP分析儀、DO檢測儀和MLSS檢測儀等；溫度檢測儀表有溫度變送器；壓力檢測儀表有壓力變送器。

⑵設(shè)備到現(xiàn)場后，要會同業(yè)主和監(jiān)理單位有關(guān)人員一起進行開箱檢查，嚴格按照圖紙和招標文件規(guī)定核對產(chǎn)品的型號、規(guī)格、數(shù)量及產(chǎn)品合格證書，并作好開箱檢查記錄。

⑶充分消化施工圖紙的基礎(chǔ)上，制訂本工程項目的具體實施計劃。

⑷安裝前，認真消化施工圖及儀表設(shè)備的技術(shù)資料，對每臺儀表設(shè)備進行單體校驗和性能檢查，合格后方可安裝。

3.2電磁流量計的安裝

⑴根據(jù)儀表安裝說明書、施工圖及有關(guān)施工標準，測量確定流量計安裝位置，保證前后直管段的距離要求為前5D后3D（D為管道的直徑）。

⑵將上游工藝管口排圓，套上法蘭焊接，內(nèi)外滿焊，注意焊接中的變形，應(yīng)由點及面，同時焊好下柔口護筋。

⑶注意介質(zhì)流向與流量計方向一致，并調(diào)整好流量計、短管與工藝管道的水平標高，使其基本在同一軸線，再初步收緊柔口。

⑷將流量計法蘭與工藝管道法蘭用導(dǎo)線相連，并與變送器接地端一起并入專用接地體上，并要保證接地電阻小于1Ω。這樣，使被測介質(zhì)，傳感器與管道為一等電位體，使儀表能可靠穩(wěn)定的工作，提高測量精度。

⑸傳感器連接時，要做好電纜入口密封，防止雨水進入接線盒而導(dǎo)致短路等事故的發(fā)生，信號電纜不能有中間接頭，屏蔽線根據(jù)要求單端接地。

⑹在垂直管道上安裝時，實測介質(zhì)的流向應(yīng)自下而上，在水平和傾斜的管道上安裝時，兩個測量電極不應(yīng)在工藝管道的正上方和正下方位置。

⑺口徑大于300mm時，應(yīng)有專用的支架支撐；周圍有強磁場時，應(yīng)采取防干擾措施。

3.3超聲波液位計安裝

超聲波探頭發(fā)射超聲波脈沖時，都有一定的發(fā)射開角。從超聲波探頭下緣到被測介質(zhì)表面之間，由發(fā)射的超聲波波束所輻射的區(qū)域內(nèi)，不得有障礙物，因此安裝時應(yīng)盡可能避開以下設(shè)施，如：人梯、限位開關(guān)、加熱設(shè)備、支架等。安裝儀表時還要注意，最高料位不得進入測量盲區(qū)；儀表距罐壁必須保持一定的距離；儀表的安裝盡可能使超聲波探頭的發(fā)射萬向與液面垂直。

3.4壓力儀表的安裝

本工程的壓力變送器為測量空氣總管的壓力，在安裝前或投入運行前應(yīng)進行常規(guī)性檢查和調(diào)試。壓力取源部件應(yīng)安裝在流束穩(wěn)定的直管段上，不應(yīng)選在拐彎、分支等使流束漩渦狀或在死角處。壓力取源部件端部不得超出管道的內(nèi)壁，因其內(nèi)介質(zhì)流動會產(chǎn)生動壓而造成測量誤差。因為被測介質(zhì)為氣體，取源部件應(yīng)開口順管道橫截面的上側(cè)，以免氣體中析出的液體流入壓力導(dǎo)壓管路而產(chǎn)生誤差。

4儀表及自控系統(tǒng)的調(diào)試

4.1現(xiàn)場在線儀表的調(diào)校

本污水處理工程采用的各類檢測儀表可以分為兩種類型，一類為測量工藝流程中的各種流量、液位、液位差、溫度、壓力等工藝參數(shù)的儀表；另一類為污水水質(zhì)分析儀表。包括PH計、COD測定儀，TP測定儀，DO測定儀等。為確保這些儀表在污水處理裝置投運后能檢測準確，工作可靠，必須對儀表進行安裝前的單體調(diào)校和安裝后的系統(tǒng)聯(lián)校。

⑴儀表的單體調(diào)校

儀表的單體調(diào)校是指儀表運到施工現(xiàn)場后，還未安裝之前進行的調(diào)校，根據(jù)本工程實際情況，儀表單體調(diào)試擬定委托當?shù)赜幸欢ㄙY質(zhì)的政府認可的相關(guān)單位進行調(diào)校。調(diào)校過程中調(diào)校人員應(yīng)認真做好原始記錄。發(fā)現(xiàn)不合格的儀表，要及時與儀表生產(chǎn)廠家駐現(xiàn)場代表或儀表供貨商取得聯(lián)系，盡快給予調(diào)換或修理。要確保無一臺不合格儀表流入下一道安裝工序。

⑵儀表的系統(tǒng)聯(lián)校

儀表的系統(tǒng)聯(lián)校須在全部儀表系統(tǒng)（包括儀表線路和管路）都安裝結(jié)束且確認無誤，儀表工作所需的電源均已供電正常的前提下進行。由于該工程的自控系統(tǒng)采用了集中管理，分散控制的集散型控制系統(tǒng)，故以往的常規(guī)二次儀表已被PLC、CRT、打印機等所取代。因此，儀表的系統(tǒng)聯(lián)校只有在自控系統(tǒng)的離線系統(tǒng)調(diào)試合格后，與自控系統(tǒng)的在線系統(tǒng)調(diào)試階段結(jié)合進行。

①聯(lián)校開始前，參加聯(lián)校的人員應(yīng)進一步熟悉儀表回路圖、儀表接線圖，熟悉生產(chǎn)工藝流程，掌握每一塊儀表的安裝位置及其在生產(chǎn)流程中的作用。

②準備好聯(lián)校所需的標準儀器，設(shè)備和對講機等通訊聯(lián)絡(luò)工具。

③逐一在檢測儀表的一次端施加各種模擬信號，在中央控制站內(nèi)管理計算機的鍵盤上進行相應(yīng)的操作，在CRT上逐一調(diào)出相關(guān)儀表所在的畫面，觀察畫面上儀表的顯示值是否符合要求。一般在儀表的全量程范圍內(nèi)，只要0%、50%、100%三點滿足要求即可。有報警功能的儀表回路，還應(yīng)一并檢查其在畫面上的報警顯示是否與報警設(shè)定值相符。

④具有聯(lián)鎖功能的儀表回路，其聯(lián)校工作與自控系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試階段一并進行。

⑤對各種水質(zhì)分析儀表，在現(xiàn)場安裝就緒后，應(yīng)用事先準備好的標準樣液或樣氣，對儀表的零點和量程進行標定，并觀察CRT上儀表的顯示值是否與標準液或樣氣的已知濃度相符。

⑥在儀表的系統(tǒng)聯(lián)校過程中，儀調(diào)人員要與設(shè)計人員和工藝技術(shù)人員密切配合，對儀表的有關(guān)整定值（報警值或聯(lián)鎖值）共同予以檢查確認。

4.2流量計的現(xiàn)場調(diào)試

注意在開啟儀表蓋之前，必須切斷電源，檢查儀表外觀是否有破損，接線是否正確，是否有松動或脫落的現(xiàn)象。⑴將傳感器的測量管充滿污水（無氣泡，流速為“0”）。⑵儀表接通電源。⑶緩慢開啟進水閥門，產(chǎn)生一個與今后運行方向相同的流動，增大流量直至信號輸出超過10mA，如果能達到，則說明極性正確。⑷如果在增大流量的情況下，信號輸出滯留在0mA（4mA），則表示極性錯誤，此時應(yīng)將接線端子上信號電纜相互易位后再試。

4.3超聲波液位計的現(xiàn)場調(diào)試

4.3.1查閱工藝圖紙和土建竣工圖，確定平臺標高M1，最高液位M3和最低液位M4（都以吳淞水位為基準）。用卷尺量傳感器高度及安裝尺寸，得知M21，用M1-M21得M2。

4.3.2不用距陣的操作方法

⑴將儀表從測量井中取出，人提著儀表，使傳感器平面對準一個平面墻。

⑵同時按“―”及“V”兩鍵使儀表復(fù)位。

⑶人移步，并使傳感器端面至平面墻的距離為L1，即|M2-M4|，此距離為滿罐液位（最高液位）。同時按“V”和“H”按鈕，此時輸出電流為20mA。

⑷人再移步，并使傳感器端面至平面墻的距離為L2，即|M3-M4|，此時按“+”和“V”鍵即鎖住了參數(shù)，不需要鎖住則同時按“―”和“H”鍵。

4.3.3距陣的操作方法

⑴用V9H5距陣輸入“333”及“H”，使儀表復(fù)位。

⑵用V8H3距陣輸入“0”和“1”來選擇測量單位，即“米”或“英尺”。

⑶用V0H3距陣輸入0……4，來選擇應(yīng)用場合，測液位輸入“0”，測波動液位輸入“1”。

⑷設(shè)點0%：在V0H1距陣內(nèi)設(shè)定空罐距離，輸入該值，即傳感器至最低液位M4的距離L1（M2-M4）（0%讀數(shù)點），相應(yīng)電流輸出為4mA。

⑸設(shè)點滿度（100%點）：在V0H2距陣內(nèi)設(shè)定滿罐距離L2，輸入該值，即最低液位M4至最高液位M3的距離，這個距離也就是儀表的滿量程（M3-M4）（100%讀數(shù)點），相應(yīng)電流輸出為20mA。

⑹設(shè)定好0%點及100%點后，用V0H9（通道1）或V4H9（通道2）讀取測量液位值L3，但是如果相對于吳淞水位的M4、M3為負刻度時，讀取的實際刻度液位值L3=讀數(shù)值+（-M4）。

⑺用V0H0（通道1）或V4H0（通道2）讀取測量液位值為百分刻度值。

⑻相對應(yīng)0%和100%點的電流輸出應(yīng)為4-20mA，在顯示儀表上或CRT顯示屏上應(yīng)轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)于吳淞水位的刻度值。

⑼測定停泵時的相對靜止的水位，用鉛垂線接觸液位，用鋼卷尺量取長度13，與儀表數(shù)13相比較，檢測測量誤差：

δ1=（M1-13-L3）/滿量程*100%，M1-13=L4

電流輸出誤差δ2=（讀數(shù)值電流-標準值電流）/16*100%

標準電流=L4/滿量程*（20mA-4mA）+4Ma

電流讀數(shù)值使用3位半以上數(shù)字電流表或0.2級直流mA表測量。

PLC數(shù)字量讀數(shù)誤差δ3=（D1-D2）/4096*100%

D1標準值=L4/滿量程*4096

D2相對于L3的讀數(shù)值用攜帶式PC機連接通信口讀取。

4.4自控系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)調(diào)試

本自控系統(tǒng)采用集中管理，分散控制的控制模式，三個現(xiàn)場控制站所控制的生產(chǎn)過程既相互聯(lián)系又具有相對的獨立性，所以三個現(xiàn)場控制站的PLC都能獨立運行。綜合系統(tǒng)調(diào)試的前提是要保證每一套PLC都能按照各自的用戶程序?qū)λ刂频纳a(chǎn)過程實施正確有效的控制，在此基礎(chǔ)上才能進行全套生產(chǎn)線的聯(lián)運控制試驗，才能進行自控系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)調(diào)試。

聯(lián)動試車之前先要完成單元生產(chǎn)裝置的試車工作。無論單元裝置試車還是聯(lián)動試車，一般都是以設(shè)備和工藝專業(yè)為主，儀表自控專業(yè)和電氣專業(yè)予以配合。

在聯(lián)動試車過程中，要充分運用中央控制站內(nèi)的大屏幕投影機來實時地形象地反映全廠工藝流程和設(shè)備運行情況的變化情況，運用閉路電視控制系統(tǒng)監(jiān)視全廠主要生產(chǎn)崗位和關(guān)鍵設(shè)備的啟動和運行情況。

通過聯(lián)動試車，進一步考核現(xiàn)場控制站的控制功能，中央控制站的操作功能，監(jiān)視功能以及中央控制站與現(xiàn)場控制站之間，各現(xiàn)場控制站之間的通訊聯(lián)絡(luò)功能等是否都能滿足設(shè)計要求，對試車中可能暴露出來的問題，無論是硬件方面的問題，還是梯型圖程序設(shè)計中的問題，都要通過綜合系統(tǒng)調(diào)試，及時加以解決。

5結(jié)語

綜合系統(tǒng)調(diào)試是一項既關(guān)鍵又復(fù)雜的工作，需要設(shè)計、建設(shè)、制造、施工等各單位的通力合作，密切配合；需要設(shè)備、工藝、電氣、儀表等專業(yè)技術(shù)人員和生產(chǎn)操作人員的積極參予，方能保證調(diào)試工作的順利進行。

參考文獻：