針對工程技術(shù)人員對污水廠儀表進(jìn)行選型、安裝以及調(diào)試過程中，存在對儀表安裝方法不熟悉、原理不了解的問題。昌暉儀表分享在多個污水廠工程在線儀表設(shè)計、選型、安裝與調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，對常見的污水廠用儀表選型、安裝以及調(diào)試進(jìn)行分析。
1、水質(zhì)凈化工程常規(guī)污染物標(biāo)準(zhǔn)
水質(zhì)凈化工程承擔(dān)著處理城鎮(zhèn)生活污水的任務(wù)，國家有明確的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。我國將城鎮(zhèn)生活污水排放的常規(guī)污染物分為三個標(biāo)準(zhǔn)，分別是一級、二級和三級標(biāo)準(zhǔn)。一級標(biāo)準(zhǔn)又分為A、B兩個標(biāo)準(zhǔn)。
①城市水質(zhì)處理凈化工程的出水一般作為回用水，采用一級標(biāo)準(zhǔn)中的A標(biāo)準(zhǔn)。
②城市水質(zhì)凈化工程的出水排入地表水Ⅲ類功能領(lǐng)域和承擔(dān)二類功能的河流、湖泊、水庫，采用一級標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)。
③城市水質(zhì)凈化工程的出水排入地表水Ⅳ、Ⅴ類功能領(lǐng)域和承擔(dān)三、四類功能的河流、湖泊、水庫，采用二級標(biāo)準(zhǔn)。
④非重點(diǎn)保護(hù)領(lǐng)域或非水源保護(hù)區(qū)建立的水質(zhì)處理凈化工程，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采用一級強(qiáng)化處理的工藝，執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。
水質(zhì)凈化工程的水質(zhì)檢測主要包括進(jìn)水、處理中水質(zhì)、出水三方面。工作人員通常需檢測污水中的化學(xué)需氧量、生化需氧量、懸浮物等共12項(xiàng)指標(biāo)，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)，本文所述的相關(guān)參數(shù)見表1所示。
表1 水質(zhì)凈化工程常規(guī)污染物標(biāo)準(zhǔn)
序號 基本控制項(xiàng)目 一級標(biāo)準(zhǔn)(A標(biāo)準(zhǔn)) 一級標(biāo)準(zhǔn)(B標(biāo)準(zhǔn)) 二級標(biāo)準(zhǔn) 三級標(biāo)準(zhǔn)
1 化學(xué)需氧量(COD) 50 60 100 120
2 生化需氧量(BOD) 10 20 30 60
3 懸浮物(SS) 10 20 30 50
4 動植物油 1 3 5 20
5 石油類 1 3 5 15
6 陰離子表面活性劑 0.5 1 2 5
7 總氮(以N計) 15 20 - -
8 氨氮(以N計) 5(8) 8(15) 25(30) -
9 總磷(以P計) 0.5 1 3 5
10 色度(稀釋倍數(shù)) 30 30 40 50
11 pH 6-9 6-9 6-9 6-9
12 糞大腸菌群數(shù)(個/L) 1000 10000 10000 -
2、污水廠儀表的安裝方法及注意事項(xiàng)
在線檢測儀表用于監(jiān)測生產(chǎn)過程中的物理量，也稱為過程儀表。在水質(zhì)凈化過程控制系統(tǒng)中，過程儀表充當(dāng)著重要的角色，是保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵設(shè)備。污水處理工程常用的過程儀表有：超聲波液位計、超聲波液位差計、污泥界面儀、電磁流量計、明渠流量計、壓力變送器、溫度變送器、雷達(dá)物位計等，設(shè)計人員根據(jù)工藝要求和現(xiàn)場情況選擇儀表。污水廠工程常用儀表選型標(biāo)準(zhǔn)見表2所示.
表2 儀表選型標(biāo)準(zhǔn)
序號 安裝位置 儀器名稱 原理及用途
1 進(jìn)、出水口 pH計(帶溫度計) 差分原理,高精度，抗干擾
2 進(jìn)、出水口 SS懸浮固體物分析儀 雙光路,抗干擾，用于低污泥環(huán)境
3 進(jìn)、出水口 COD儀 鉻法方法適合出水在線檢測
4 生物反應(yīng)池 DO溶解氧儀 光化學(xué)法,高穩(wěn)定性，好氧量程大
5 進(jìn)、出水口 NH4-N氨氮儀 氨氣逐出,比色分析
6 生物反應(yīng)池 ORP分析儀 用于厭氧池
7 生物反應(yīng)池 MLSS污泥濃度分析儀 光束原理,適應(yīng)高污泥環(huán)境
①液位計
超聲波液位計是利用超聲波遇到物質(zhì)反射的原理，測量污水離地面的高度。超聲波液位計在污水處理廠中主要應(yīng)用在進(jìn)水粗格柵柵前/柵后、污水泵房的集水井、初沉淀污泥池、重力濃縮池、氣浮池這些開放水池。設(shè)計人員應(yīng)先了解現(xiàn)場的實(shí)際情況，確定選用超聲波液位計的量程和型號。
超聲波液位計選型和安裝經(jīng)驗(yàn)分享：
a、超聲波液位計量程選擇比實(shí)際要大一點(diǎn)。量程選擇錯誤不僅影響價格，還會影響儀表的正常使用。
b、裝時要考慮超聲波液位計測量盲區(qū)。
c、選用小波束角的超聲波液位計，安裝時超聲波液位計發(fā)射角內(nèi)不能有干擾物。
d、沉淀池超聲波液位計參數(shù)應(yīng)選細(xì)粒固態(tài)，測量會準(zhǔn)確些。
e、超聲波液位計品牌確定應(yīng)兼顧工程預(yù)算成本，一句話：在成本投入允許條件下盡量選用大品牌儀表的高性價比產(chǎn)品，便于兼顧工程驗(yàn)和工程質(zhì)量，做工程在2-3年內(nèi)應(yīng)力爭無售后服務(wù)。
f、測量表面波動較大的物質(zhì)時，不建議采用一體式液位計，因?yàn)檎`差較大。
污水廠消化罐中泡沫液位測量一般采用差壓變送器測量液位和雷達(dá)物位計。雷達(dá)物位計安裝在容器頂部；差壓變送器昌暉儀表一般選用單晶硅差壓變送器YR-ER101，差壓變送器安裝在底部，安裝時負(fù)壓側(cè)應(yīng)可定期排放冷凝水，不然業(yè)主就會有差壓變送器液位測量不準(zhǔn)確的投訴。
②污泥泥位界面儀
污泥泥位界面儀是測量污水中污泥厚度的一種儀表，一般安裝在初淀池和二沉池。其測量介質(zhì)是污水，儀表的探頭需安裝在水下10cm左右，用于二沉池的污泥界面儀通常安裝在二沉池刮泥機(jī)前進(jìn)方向的背面，以防止雜物的干擾；污泥界面儀在使用過程中可能會存在一定的波動，工作人員應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)。昌暉儀表常用E+H的CU7M50 CU7SQ或國內(nèi)產(chǎn)品。
③電磁流量計
電磁流量計是利用法拉第電磁感應(yīng)原理制造，用來測量物質(zhì)流量的一種儀器。在污水廠它用來測量進(jìn)水管道、出水管道初淀污泥和活性污泥流量，電磁流量計安裝位置在工藝管道上；污水廠出水明渠流量測量選用明渠流量計。
電磁流量計的安裝是否正確影響到測量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，昌暉儀表制造有限公司總結(jié)污水廠電磁流量計選型和安裝應(yīng)注意以下幾方面問題：
a、初淀污泥和活性污泥等測量點(diǎn)使用的電磁流量計最好選用清洗功能(可定期清洗)+聚胺苯橡膠襯里+分體式結(jié)構(gòu)，日后好維護(hù)。
b、利用電磁流量計測量物質(zhì)流量時，要求被測物質(zhì)保持一定的流速以上(可測流速范圍在0.2-12m/s)，否則導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。當(dāng)物質(zhì)的實(shí)際流速達(dá)不到電磁流量計的流速時，經(jīng)設(shè)計單位批準(zhǔn)，可采用縮小管徑的方法提升介質(zhì)的流速。
b、電磁流量計的安裝位置有嚴(yán)格的要求。首先應(yīng)保證滿管安裝，其次流量在必須安裝在直管上，直管的安裝要求前面不得小于5倍直徑，后面不得小于3倍直徑，且傳感器附近不得安裝旁通管、閥門等，否則影響流量計的精度。
c、電磁流量計一般防水等級較低，安裝時應(yīng)考慮防水措施，傳感器的進(jìn)出線口應(yīng)用防水膠密封，防止水進(jìn)入傳感器。電磁流量計的表頭和傳感器一般配套使用，不同品牌或同一品牌不同型號的表頭、傳感器不能配對。
④空氣流量計
差壓式流量計是一種常見的過程控制儀表，在污水廠中主要用來測量鼓風(fēng)機(jī)房、曝氣沉砂池的空氣流量。污水廠空氣流量計常由傳感器威力巴或ITABAR+差壓變送器組成，差壓式流量計安裝要求嚴(yán)格，其安裝的好壞也容易影響到測量的準(zhǔn)確性。
污水廠用差壓式流量計選型和安裝時應(yīng)注意以下問題：
a、利用差壓式流量計測量空氣流量時，要求空氣保持一定的流速以上。若空氣流速達(dá)不到要求，經(jīng)過設(shè)計單位批準(zhǔn)，可通過改變管徑的方法來解決。
b、差壓式流量計的傳感器通常要求安裝在直管段上，一般傳感器前面不小于20倍管直徑，后面不小于5倍管直徑。傳感器附近不得有旁通管、閥門。
c、差壓式流量計不得安裝在具有腐蝕性物質(zhì)、強(qiáng)烈震動、粉塵的場合，禁止和大功率電機(jī)、變頻器、電焊機(jī)等設(shè)備共用電源，否則影響測量的精度。
d、污水廠空氣流量測量的差壓式流量計需要進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。
e、測量沼氣流量的差壓變送器應(yīng)考慮防爆要求。
⑤壓力變送器
壓力變送器一般用來測量氣體介質(zhì)的壓力，如空氣管道的壓力、污水管道的壓力，防止壓力過大導(dǎo)致爆管。壓力變送器選型時盡量選用穩(wěn)定性和可靠性高的，比如單晶硅壓力變送器YR-ER102。
安裝時應(yīng)注意如下幾方面：選擇合適量程的壓力變送器，量程過大或過小都可能導(dǎo)致測量誤差偏大；壓力變送器不得安裝在鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量出口、大功率電器設(shè)備等溫度較高的地方，防止損壞壓力變送器；若安裝地方溫度較高，應(yīng)盡量避免使用帶顯示屏的壓力變送器。
⑥LDO、MLSS、pH計
LDO(LuminescentDissolvedOxygenAnalyzer)為溶解氧測定儀，主要用來測量水中溶解氧的濃度。MLSS(MixLiquidSuspendedSolid)為污泥濃度計，主要作用是測量工業(yè)或生活污水處理過程中懸浮固體濃度。污泥濃度計一般分為兩類，一類量程較小，用在進(jìn)出水口部分；一類量程較大，用在曝氣池和生化池中。
pH(PotentialofHydrogen)計主要用來測量污水中的酸堿值，通常有兩種配置：復(fù)合電極和差分電極。pH復(fù)合電極通常價格低，但使用周期短，電極容易損壞；而pH差分電極穩(wěn)定性比復(fù)合電極好。
上述幾種分析儀的傳感器探頭安裝方式基本相同，在安裝時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a、傳感器應(yīng)安裝在合適的位置，避免安裝在容易產(chǎn)生氣泡的地方，以保證測量的物質(zhì)具有代表性、典型性，同時應(yīng)定期對傳感器維護(hù)和清理。
b、傳感器的安裝應(yīng)考慮日后的保養(yǎng)維護(hù)，應(yīng)便于操作者維護(hù)；傳感器與取樣點(diǎn)的距離應(yīng)不得大于1.5m；傳感器與表頭的最大電纜長度不得超過600m。
c、浸沒式傳感器探頭一般最小浸沒深度為30cm；普通的傳感器探頭應(yīng)防止太陽等強(qiáng)光照射，否則會引起讀數(shù)誤差偏大。
⑦COD分析儀、氨氮分析儀
COD(ChemicalOxygenDemand)為化學(xué)需氧量分析儀，主要用化學(xué)的方法測量水中被氧化還原物質(zhì)的量。通常采用國標(biāo)鉻法COD-CODmax和UV換算法COD-UVASsc兩種配置。出水口通常采用國標(biāo)鉻法COD-CODmax＋預(yù)處理系統(tǒng)；進(jìn)水口和生物池采用UV換算法COD-UVASsc。氨氮分析儀通常分為兩類，一類量程較大，用在進(jìn)水口；一類量程較小，用在出水口出水量程0.2-12.0mg/L，進(jìn)水量程2-120mg/L，利用氨氣逐出、比色原理測量，具有自動校正、自動清洗功能。。
COD分析儀、氨氮分析儀應(yīng)選用國外進(jìn)口品牌產(chǎn)品，測量數(shù)據(jù)通過GPS送環(huán)保監(jiān)測部門，國產(chǎn)品牌產(chǎn)品在工程驗(yàn)收時面臨問題很多，施工企業(yè)難以協(xié)調(diào)。
上述幾種分析儀的傳感器探頭安裝方式基本相同，在安裝時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a、應(yīng)將儀表探頭的取樣點(diǎn)安裝在工藝的恰當(dāng)位置，保證獲得具有代表性的測量結(jié)果。同時應(yīng)保證取樣點(diǎn)能一直取樣，儀表的進(jìn)樣口、排液口保持暢通并做好廢液的收集處理。
b、常用參數(shù)一般需結(jié)合實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)置，可以分為基本參數(shù)和自動運(yùn)行參數(shù)?；緟?shù)包括測量量程、測量上限和下限、輸出信號選擇等；自動運(yùn)行參數(shù)包括預(yù)處理裝置自動運(yùn)行的啟停和運(yùn)行時間、自動測量周期、測量時間等。
c、現(xiàn)場調(diào)試過程中，盡量做到各種儀表的參數(shù)設(shè)置流程標(biāo)準(zhǔn)化。在廠內(nèi)設(shè)計時，每臺設(shè)備都應(yīng)具有參數(shù)設(shè)定一覽表。調(diào)試完成后，把相關(guān)參數(shù)填寫完整，作為項(xiàng)目現(xiàn)場調(diào)試的參考資料
云南昌暉儀表制造有限公司通過對已完成的幾十套污水廠儀表設(shè)計、安裝和調(diào)試進(jìn)行分析，總結(jié)出污水處理廠儀表的選型、安裝及調(diào)試方法。儀表是污水處理廠自動控制系統(tǒng)的重要組成部分，儀表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是系統(tǒng)穩(wěn)定和安全的保證。目前，很多行業(yè)都有污水處理要求，儀表之間存在著某些共性。本文可以給污水處理自動控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試等工作提供一定的參考。
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