摘要:本文通过对自动化仪表在渗滤液处理系统的重要地位及现实生活垃圾处理中的应用进行探讨。

关键词:渗滤液处理系统;检测仪表;监控系统

目前,国家对城市生活垃圾的卫生填埋处理十分重视,而卫生填埋中的所产生的渗滤液的处理十分关键,污水处理站自控系统可采用由工业计算机(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。

1 自动化仪表在渗滤液处理系统中的重要地位

在现代化的污水处理厂中,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,从而协调系统各组成部分之间、各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药剂投加量,保证设备机组的合理运行,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、越限报警的功能,便于及时处理事故。仪表还是实现计算机控制的前提条件。所以在先进的水处理系统中,自动化仪表具有非常重要的作用。

2 渗滤液处理系统常用仪表的分类

处理工程所用仪表大致可分为两大类:一类属于监测生产过程物理参数的仪表,如检测温度、压力、液位、流量等。这类仪表采用国产表,其性能和质量基本能满足要求。另一类属于检测水质的分析仪表,如检测水的浊度、pH值、COD值、BOD值等。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。

检测仪表的好坏直接关系到自动化水处理的效果。在工程设计过程中,从仪表的性能、质量、价格、备件情况、售后服务等方面进行反复比较,一般可采用进口仪表和国产仪表相结合的方法。

3 污水处理厂监控系统的构成模式

监控系统一般由水厂管理层和现场监控层两级系统构成(小型工厂多采用一级,即现场控制层),按集中管理、分散控制的原则进行监控。在工程设计中,将厂级计算机系统(即主站)设在厂中心控制室,各现场监控站(即分站)的数量和位置按工艺流程及构筑物的位置、分散程度来定。一般地,现场分站的设置是(以我公司达州渗滤液处理站为例):集液池分站、调节池分站、脱氮分站、水水解氧化分站、污泥处理分站等。各监测仪表的数据均送到计算机系统,可在监控站的工控机上显示、控制并打印、记录、报警。

4 水处理系统常用仪表在选型及设计中应注意的问题

4.1 仪表选配的一般要求

4.1.1 精确度:是指在正常使用条件下,仪表测量结果的准确程度,误差越小,精确度越高。

生产过程物理检测仪表的精确度为±1%,水质分析仪表的精确度为±2%(测高浊水的浊度仪的精确度为±5%)。

4.1.2 响应时间:当对被测量进行测量时,仪表指示值总要经过一段时间才能显示出来,这段时间即为仪表的响应时间。一只仪表能不能尽快反应出参数变化的情况,是很重要的指标。对水质分析仪表要求的响应时间应不超过3min。

4.1.3 输出信号:仪表的模拟输出应是4~20mA DC信号,负载能力不小于600Ω。

4.2 水位测量

选择液位计时应考虑以下因素:

测量和控制要求,如测量范围、测量(或控制)精确度、显示方式、现场指示、远距离指示、与计算机的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。

4.3 流量测量

流量测量分为两种,一种用于流量检测,参与过程控制,以达到提高生产自动化水平,改善生产工艺条件,提高产品质量和产量的目的。另一种用于流量的计量,不仅计量渗滤液的处理量,还是主要技术经济指标计算的依据。在供水企业最主要的8项经济指标中,有3项指标是以流量计测量的数据为基础的。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。与管道绝缘的两个电极监测液体的感应电压。磁场方向、流体流向及两个检测电极的相对位置三者互相垂直。

为使仪表可靠地工作,提高测量精确度,不受外界寄生电势的干扰,传感器应有良好的单独接地线,且接地电阻应小于10Ω,尤其是安装在阴极保护管道上时。如在天津水源厂出厂干管上安装的电磁流量计,由于管道采用了阴极保护,防护电解腐蚀的管道内壁和外壁之间是绝缘的,被测介质没有接地电位,所以,将传感器接地环装在传感器的两个端面上,与连接管道的法兰绝缘。传感器与接地环用接地线相连,并引至接地极。管道法兰之间用电缆相连但不连到传感器上。法兰连接螺栓用绝缘衬套和垫圈隔离。该电磁流量计自投产使用以来,效果一直较好。

转换器应安装在符合其防护等级要求的场所,在满足安装环境、使用要求的前提下,转换器与传感器之间的距离和连接电缆越短越好,以节约投资,减少可能产生的强电信号的干扰。

4.4 浊度的测量

浊度是水体浑浊程度的度量,也就是水体中存在微细分散的悬浮性粒子,使水透明度降低的程度。浊度仪是测量水体浑浊程度的仪器,主要用于对水质的监测和管理。

浊度是一项很重要的水质指标,尤其是对处理后的水质检测,因此对浊度仪的选择显得尤为重要。浊度仪可分为目视浊度仪和光电浊度仪两大类。光电浊度仪就其用途可分为工艺监控(连续测定)浊度仪和实验室(包括便携式)浊度仪,就其设计原理又可分为透射光浊度仪和散射光浊度仪。

在滤后水及出厂水的测量中,一般采用1720D(原为1720C)系列浊度仪。使用时水样连续流入浊度仪,流经脱泡器以排空水流中的气泡,然后进入浊度仪的中柱内,上升至测量室并溢过其边缘进入排放口。聚光束从传感器头部组件中向下投射到浊度仪主体内的水样中,浸在水样中的光电管测量水中悬浮固体90°方向的散射光,散射光的量与水样的浊度成正比。1720D不需采用样品池,这样可减少杂散光,提高测量准确度。1720D的准确度为:0~40NTU范围内为±2%,40~100NTU范围内为±5%,分辨力为0.001NTU,响应时间为75s。

测量滤后水的浊度仪多安装于滤站管廊内,可采用壁挂或柜装,出厂水的测量一般在送水泵房设置水质仪表间,将浊度仪及其他水质检测仪表置于仪表间内,再将信号引至监控站。

虽然1720D的测量范围为0~100NTU,但最好不用其测量滤前水,因为虽然光学上能测到100NTU,但在生产使用上会带来许多不便。测量源水及滤前水多使用SS6系列表面散射式浊度仪,它是将光束射在液体表面,测定来自液面的散射光,避免了光学系统与水样直接接触。

4.5 显示仪表的选用

一般净水厂工程多选用智能化显示仪表,其功能齐全,能进行数字信号处理,实现控制功能,而且测量值以液晶显示,操作方便,可以保存数据,具有自诊断功能。虽然与计算机系统联网后,它的优势没有完全发挥出来,而被计算机系统所取代,但在目前净水厂的建设中,使用智能化的显示仪表作为在计算机系统未调试投运阶段或发生故障时的辅助仪表,也能满足现场控制、显示的要求。

在某些情况下,同时需要本地显示与远程传送,此时不宜采取信号串联方式,而应采用信号分配器,即1路输入,两路输出,一路输出送显示仪表,另一路输出可输入PLC。

5总结

要实现渗滤液处理的现代化管理,必须使用自动化仪表;设计人员应站在用户的角度上,为用户着想,在设计与选用仪表时,应做到:稳定可靠,操作简单,安装方便,物美价廉,连续测量,反应灵敏,互换性强,便于维护;设计人员平时应注意技术资料的收集、整理,以便于消化吸收。由于现行仪表的标准侧重用于城市供水,必须注意污水处理的,特别是渗滤液处理工程中使用的特殊性;仪表正确投入使用后,设计人员应多下现场,对仪表的使用情况做跟踪调查,了解仪表的工作情况,及时总结经验,以利于今后的设计工作日趋完善。