自动化在线检测仪表在污水处理中的应用Word格式.docx
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然后进入计量槽，计量污
水处理量。
预处理后的污水在初沉池进行一级处理，去除约
30%的
有机物；
初沉池出水进入二级处理，先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二沉池进行
沉淀，泥水分离。
上层澄清液作为净化后的清洁排放水；
沉淀下来
的污泥一部分回流曝气池后再生利用，一部分作为剩余污泥回流到
初沉池。
初沉池的污泥用泵输送到污泥浓缩池，进一步浓缩池，通
过污泥处理系统，把泥浆态的污泥脱水、压滤，形成干污泥饼。
工
艺流程见图
1。
图
1 污水处理厂工艺流程
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
台超声波液位计，用以测量泵井的水位，实时传
输到
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；
同时可以取消传统泵站三班
倒的人力资源耗费。
（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。
琅东污水处理厂计量槽采用超声波流量计结合文丘里槽，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、氧化?
还原电位计、污泥浓度计
（1）曝气池溶解氧控制。
南宁市琅东污水处理厂采用的是传
统活性污泥法的
改良工艺在
4
个圆型曝气池内圈好氧区，分别
安装了测量范围是
0.05～10
mg/L
的溶解氧计，实时监控溶解氧浓
度，传输到
及上位机。
当实测浓度小于设定浓度时，自动控制
系统启动鼓风机，给曝气池充氧；
相反地，当氧气充足时，就会停
止运行鼓风机。
通过溶解氧计控制鼓风机可以精确地根据好氧菌群
对溶解氧的需求控制鼓风机的启动和停止，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）曝气池好氧段与缺氧段的控制。
在每个曝气池的外圈的
好氧区与缺氧区的临界面都安装了测量范围是-500～500
mV
的氧化?
还
原电位计，通过测量的氧化
?
还原电位可以控制鼓风机的高速运行，
给外圈供氧，形成强好氧曝气阶段和缺氧阶段的交替，进而提高处
理工艺中除磷脱氮的能力。
如果没有安装氧化?
还原电位计。
那么鼓
风机的运行只能通过时间控制，这样一来就会明显降低除磷脱氮的
效果。
（3）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，就造成时间上和
准确度上的误差。
南宁市琅东污水处理厂在每个曝气池上都安装了
一个测量范围是为
0.5～10
g/L
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、气体流量计
在回流污泥管道和剩余污泥管道中南宁市琅东污水处理厂
安装了
台测量范围是
0～1
200
m3/h
的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。
鼓风机与曝气池间的空气管道上直接安装的
台测量范围
0～4000
m3/h（标准状况）的气体流量计。
气体流量计的安装可以使
值班人员随时了解鼓风机向曝气池提供气体的量。
4 运行管理体会
4.1 运行管理经验
南宁市琅东污水处理厂自
2000
月正式运行，在两年多
的运行管理中，总结了保证自动化检测仪表正常运行几点经验如下：
（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溶解氧计、氧化?
还原电位计及污泥浓度测量计等分析仪表，为了保证仪表的正常工
作，我们定期由专人清洗，每
7
天就全面清洗
次仪表，清洗时要
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两月定期校正
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，
如果偏差太大，那么应适时对仪表进行校正，确保准确。
（3）保证
仪表供电电压的稳定性，延长仪表的使用寿命。
瞬间的高电压冲击
往往使仪表很容易烧坏。
南宁市琅东污水处理厂运行过程中，就发
生了多次因供电电压不稳定，而使超声波液位差计和超声波液位计
的变送器损坏，从而影响了自控系统的正常工作的情况。
南宁市琅
东污水处理厂正进行技术改造避免供电电压不稳定对仪表造成的损
坏，降低运行成本，提高经济效益。
4.2 几点体会
在运行过程中，我们还有以下体会：
（1）要提高污水处理厂的经济效益和管理水平仅有以上这些
仪表是不够的，还应增加鼓风机出口压力计、初沉池污泥泵出口流
量计等监测仪表，对大鼓风机出口压力和浓缩池进口流量等参数进
行监测和调节。
（2）进口仪表的备件、部件昂贵而且购买困难，影响仪表的
使用、维修。
例如，一个因供电电压不稳定而损坏的超声波液位差
计变送器维修费需
8000
多元，更换新变送器需
15000
多元；
更换一
个氧化?
还原电位计电极需
多元，而且氧化?
还原电位计电极使
用期限一般为两年；
一般的企业很难长期支付这一昂贵费用。
进口
仪表的标准化校对困难，一般的质量检验部门都不接收污水处理仪
表的检测。
国产仪表的普及仍跟不上，价格优势不能很好的体现，
一定程度上影响了自动化检测仪表在污水处理厂中的应用。
总体来讲，自动化检测仪表在污水处理厂的应用中发挥很
大作用，但在实际应用中仍存在一些问题，我们相信今后自动化检
测仪表将会为中国的环保事业发挥更大的作用。
组合工艺处理印染废水设计
某印染有限公司是一家以染色、印花为主的加工型乡镇企业，
废水主要来源分三个部分：
①染料车间，主要由各类坯布染色后排
放的含染料的废水混合而成，其中包括整个工艺中所需前处理水；
②印花车间，半成品水洗及滚筒冲洗水等；
③各类生活用水。
印染
混合废水具有如下特点：
①废水量大，约占印染用水量的
70%～90%；
②水质复杂，色度高，有机物含量高，耗氧量大，悬浮
物多，并且含有微量有毒物质；
③受原料、季节、市场需求等变化
的影响，使水质水量变化很大。
研究所于
1996
8
月承担了该项目的设计，针对印染废水的具
体特点，采用了
O/A/O
生化组合工艺。
在进水
CODCr
为
1600
mg/L（大于设计标准）的情况下，出水各项水质指标均达到了
GB
8978—88
一级标准，取得了满意的效果。
该项目总投资
280
万元，
征用土地
3350m2，投运一年多来运行稳定、情况良好，于
1998
年
12
月通过了嘉兴市环保局验收。
1
废水处理工艺
工艺流程如下：
设计原水水量：
设计原水水质为印染混合废水：
CODCr≤800
mg/L，BOD5≤250
mg/L，色度＝500（倍），
pH＝8～10。
设计出水达到
GB
一级标准，即CODCr≤100
mg/L，BOD5≤30mg/L，色度＝50（倍），pH＝7～9，SS≤70
mg/L。
1.1
预处理部分
①格栅井。
格栅井尺寸为
1.2
m×
1.0
m。
设粗、细格
栅各一道，前道粗格栅的栅条间隙为
20
mm，后道细格栅的栅条间
隙为
10mm。
60°
角倾置，人工清渣。
②
调节池。
容积为
450
m3，地下式，水力停留时间
5h。
内设
穿孔管曝气搅拌，防止沉积，同时起到预曝气的作用并去除部分
CODCr。
③
竖流式沉淀池。
380
m3，上升流速为
0.23
mm/s，中
间设涡流反应器一个。
集泥方式为重力排泥。
通过泵前加药（铁系混
凝剂）强化一级处理，可去除
50%～60%的CODCr，并且使色度大大
降低。
设我院研制的中文智能
pH
在线监控仪一台，使
值控制在
8～9，可得到稳定的加药去除效果，确保后续
生化工艺处于
良好状态。
1.2
生化处理部分
①
一好氧池。
水力停留时间
2.5
h，穿孔管鼓风曝气，内置弹
性立体填料
m3，设计气水比
20∶1，容积负荷为
2.0
kgCODCr/（m3·
d），CODCr
去除率为本段进水的
40%。
兼氧池。
分两段，前段水力停留时间
h，后段水力停留
时间
h。
采用我院设计制造的长轴生化搅拌机作底部水力搅拌，
内置弹性立体填料共
600
m3，增加了污泥浓度。
去除率为本段
进水的
15%，此段主要起水解酸化作用，提高
B/C。
二好氧池。
5.0h，穿孔管鼓风曝气，内置弹
400m3，设计气水比
25∶1，容积负荷
1.0kgCODCr/（m3·
d），
70%。
1.3
后处理部分
气浮池的停留时间为
h，采用
30%出水作回流溶气水，型式为
竖流式，CODCr
30%。
通过气浮去掉二好氧池出
水中被剥落的生物膜和其他
SS，气浮污泥回流至二好氧池。
气浮池
进水采用中文智能
在线监控仪作
监控，使出水
值稳定达标。
2
工程调试运行
本工程
1997
月初开始生物驯化和设备调试。
工程调试接种
微生物取自杭州印染厂二沉池干污泥。
一好氧、兼氧、二好氧采用
先间歇培养后用印染废水连续驯化的方式培养微生物，好氧池半个
月，兼氧池一个月后，微生物培养驯化基本完成。
1997
月开始在初沉池进行加药试验，经一周后出水水质
稳定达标。
18
日--19
日经嘉兴市环境保护监测站进行
连续两天采样监测，结果见表
采样时
间
采样点
PH
值
SS（mg/
L）
色度
（倍）
CODCr（m
g/L）
BOD5（mg/L）
日
9：
20
进水
10.68
686
160
1570
276
出水
7.69
34
8
76.7
10.7
11：
10.10
644
100
1960
857
7.71
40
61.3
10.5
13：
9.71
600
1710
704
7.65
26
60.7
9.45
15：
9.78
594
123060.7
203
7.78
22
72.0
14.5
19
6.92
256
1390
675
7.72
32
60.0
10.2
7.12
428
2000
730
7.59
62.0
9.22
表
环保监测结果
9.61
481
1840
64.7
8.69
10.32
1000
1540
120
7.79
46
16
78.70
14.4
从表
可见，治理设施出口各主要污染物指标八次监测均达到
设计标准，出水水质较稳定，主要污染物的去除率均较高（平均去除
率
95.99%，BOD5
97.91%，SS
94.44%，色度为
93.48%）。
验收后二年来，处理设施一直稳定运转。
3
经济分析
电费：
按
100
kW
计，功率系数取
0.8，电费为
0.86
元
/（kW·
h），则
651.2
元/d，即
0.826
元/m3
废水。
药剂费：
铁系混凝剂按
0.15%投加，350
元/t
药剂，计
0.525
聚合碱或酸按
元/d
计，为
0.10
PAM
0.02
共计：
910
0.645
人工费：
共
人，平均每人每天工资
25
元，则
元/d，
0.05
④
固定资产折旧为
0.15
⑤
维修费、污泥装运费等为
⑥
处理成本为
1.721
废水（直接成本
1.521
废水）。
4
结果讨论
4.1
处理工艺机理分析
O/A/O
生物处理工艺综合了厌（兼）氧、好氧和
A—B
法处理工艺
的优点，克服了各自的缺点，使得三种工艺相得益彰，达到了环境
目标和能源目标的统一。
突破了传统的
工艺生物吸附—氧化概念。
首先在形式
上，将仍属活性污泥法范畴的传统
工艺改为生物膜法（接触氧
化），增加了
MLVSS，提高处理效率，缩短水力停留时间，减少投资；
其次在微生物降解机理上，将通常与吸附段伴存的污泥再生池省去，
使得微生物再生在生物膜这一微生态系统内得以实现；
再是在功能
上，革新了传统
法只适于高效处理高浓度易生物降解有机废水，
而对可生化性差的工业废水无能为力的概念，本工艺丰富了
B
段的
内容，采用
A/O
克服了上述弱点。
最后，本工艺保留了
法的优
点，通过人为地制造浓度梯度，产生高效率的有机物去除效果。
通过分格（兼氧分二格）分段的方法，使不同格段具有不同的
优势微生物种群，其表现出来的优点为：
处理有机物的种类更加多
样化，对各有机物的去除更为彻底。
③对
工艺的改进。
这里的“A”是指兼氧水解（酸化）。
首先
传统的
法由于
A
段前置，为了达到除磷脱氮的效果，最后的好
氧处理出水必须有几倍于处理水量的水回流至
段，导致建设费用
较大。
本工艺在第一个
O/A
中已达到了去除磷、氮的效果；
其次传
统的
法为了达到较好的出水，在
O
段必须有足够长的泥龄，同
时在
段为了保持较高的
MLVSS
而必须添加营养，O/A/O
工艺很好
地解除了上述限制，解决了矛盾，因为有了“二氧化”的把关，第
一个好氧池可以大大缩短泥龄；
最后，更重要的是水解（酸化）—好
氧处理技术，较大地提高了
B/C
比，有效去除难降解有机物，缩短
了常规反应时间。
4.2
组合工艺参数选择
组合工艺从根本上说，是根据生物可降解性的不同，把
废水中含有的不同性质有机物在空间上放在不同格段处理而达到经
济目的。
虽然除此之外还有其他的作用和要求，但应该以此为主要
设计依据，其他要求为辅或作为验算依据。
在第一好氧段，以进水中易降解
COD
数据为设计依据，按照好
氧处理要求选择设计参数，达到基本去除易降解
的要求。
兼氧
段，宜根据进水中难降解
数据，按照兼氧理论中水解段要求选
择设计参数，达到大分子化为小分子、提高废水可生化性的目的。
第二好氧段，根据兼氧段出水和排放标准，按照好氧处理要求选择
设计参数，一般宜设计成延时曝气形式。
4.3
监控系统
采用自动监控系统，对泵、阀实现自动监控，运行过程基本无
须人工干预。
由于
影响生物结构和处理效果，工程采用我院研制
的中文智能型
在线监控仪，在加药、加酸、加碱控制
在所要
求的范围内。
在
Y/Δ
启动控制之外，监控系统对
台风机实施了风
压监控和自动卸压装置，使风机空载关停，改善风机使用条件，这
些都对
生化组合工艺的稳定运行提供了有效保障。
4.4
其他
本工程利用脱水活性污泥接种的方式启动，与传统的活性污
泥法和
SBR
法相比，启动周期大大缩短。
生化组合工艺处理
保证了运行效果（出水水质）稳定，总有机物去除率达
95%以上，具
有极强的抗冲击负荷能力，微生物恢复期较短。
采用气浮池去除好氧池出水中含有的被剥落和淘汰的生物膜
等固体悬浮物，半年的稳定运行表明：
与二沉池相比，气浮物具有
明显的优越性，它占地面积小，建设费用省，去除
SS
效果好，有效
地克服了二沉池污泥膨胀等缺点。
各段实际运行的有机物（CODCr）去除效率：
一好氧
45%，兼氧
15%，二好氧
75%，达到了预计处理效率。
从经济分析看运行费用基本与应收排污费持平，但取得了较
好的环境效益和社会效益。
5
结论
组合工艺不仅具有较高的有机物去除效率，而且容易
得到较好的出水水质，在有脱氮除磷要求时可同时得到去除氮磷的
实际运行表明：
组合工艺使较大部分好氧污泥在工艺
内部消化，大大减少了剩余污泥量，可以不必建单独的好氧污泥装
置。
组合工艺很好地体现技术经济的优点，减少了建设费
用和运行成本（与其他工艺相比，减少了停留时间，即减少了电耗）。
实践证明，O/A/O
组合工艺对处理有机物成分复杂的废水，
特别是对既含有易降解有机物又含有难降解有机物这一类具有一定
可生化性但可生化性较差的混合废水的处理，提供了一条经济有效
的思路
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