超声波污水处理的方法范文

导语：如何才能写好一篇超声波污水处理的方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】污水处理；液位计；选型

本文以液位计的原理结合污水处理厂的工艺的实际，阐述在污水处理上液位计的选型。

本文以一个造纸污水处理厂为例。该污水处理厂主要处理造纸脱墨污水（高浓度DIP废水）造纸废水及其他生产废水。其中高浓度DIP废水先经过厌氧处理后，与造纸废水及其他生产废水一起进入SBR好氧生物处理系统，再经过三级化学处理后排放。处理过程中产生的剩余污泥经过浓缩池浓缩后，送至污泥脱水单元进行脱水外运。

液位计在污水处理应用中占的很大的比例，在整个污水处理的各个环节中几乎都有应用。污水处理中，需要测量液位有废水，污泥，化学品溶液等。在利用自动控制的污水处理系统中，液位计除了用来测量液位计，很多还涉及到自动控制中连锁泵的启停及控制阀门的打开和闭合。

以下按照结合工艺分析一下，污水处理液位计的选型。

1.磁翻板液位计

原理：液位计根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。

特点：（1）结构简单，显示清晰，读数直观，特别适用现场显示。

（2）设备开孔少，一般选用带远程输出的磁翻板液位计，使现场和远程都能监控。

（3）根据介质的情况，如易污易堵的介质，则需要定期的清洗主导管，清除管道内的沉积物，以保证测量的准确性。

在污水处理工艺上，磁翻板液位计常用于化学溶药槽罐，酸罐，碱罐等液位的测量。

2.超声波液位计

超声波式液位计是利用超声波在液面处反射原理进行液位离度检测时，即应用回声测量距离原理工作的。当超声波探头向液面发射短促的超声波脉冲时，经过时间t后，探头接收到从液面反射回来的回声脉冲，因此探头到液面的距离可按下式求出：设超声波探头到容器底部的距离为h，则实际液位 。式中，v为超声波在被测介质的传播的速度（也就是声速m/s），由此看出，只要知道声速v，就可以通过精确测量时间t，求出液位的高度H。[1]

2.1超声波液位计的特点

（1）超声波液位计可以做到非接触式测量，运行稳定可靠：超声波物位计安装于料仓、液罐上方，不直接接触物料，克服了其它型号液（物）位计直接接触物料和由此而带来的弊端。

（2）可以测量的范围大，液体，块状，粉末物位都可以测量。

（3）可以定点连续的测量，且能方便提供遥测和遥控的测量信号。

（4）安装简单方便，且不需要安全防护。

2.2超声波液位计的缺点

（1）超声波液位计测量会有盲区，安装的时候需要避开盲区，当液位进入盲区后，超声波变送器就无法测量液位了，所以在确定超声波液位计的量程时，必须留出盲区的余量，安装时，变送器探头必须高出最高液位盲区左右。这样才能保证对液位的准确监测及保证超声波液位计的安全。

（2）超声波液位计在有泡沫的情况下，因为声波不能穿透泡沫，声波就会在泡沫上反射回来，这样测量就与实际的液位有较大的偏差。可在有泡沫的槽罐容器加入消泡剂，减少泡沫的产生，保证测量准确。

（3）超声波液位计在有搅拌器的容器中会受到搅拌器的影响，造成反射假反射回波，造成测量的不准确。通过降低搅拌器的转速，安装液位计的时候离开搅拌器的中心，可以减少搅拌器对超声波液位计测量的影响。

（4）测量介质的温度对超声波液位计也有影响，尤其是在密闭的容器里，介质的温度与周围的温度有温差时，会探头的周围凝结水珠，这样会影响测量的准确。可以通过在安装超声波液位计的时候，接压缩空气管对着探头吹，减少因为介质与容器及探头的温度差凝结的水珠对测量的影响。

3.静压式液位计

静压式液位测量方法是根据液柱静压与液柱高度成正比的原理来实现的，通过测得液柱高度产生的静压实现液位测量的，差压式液位计，是利用当容器内的液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作。

静压式液位计是通过测量液体的液位高度而产生的静压力来测定液体液位。根据P=ρgh，而液体的密度ρ，重力加速度g是已知的，只要测出压力P，就可以求出液体的液位h。[2]

—种用于液位测量的压力仪表是投入式液位计，即把液位测量仪表投入到待测液位的介质屮，随着液位的变化，压力变送器中的扩散硅等压力检测元件将静压力转换为电阻信号进行液位检测，投人式液位计可以直接投人被测介质中。

投入式压力液位计的特点。

（1）结构简单，采用固态结构，无可动部件。

（2）安装使用相当方便，使用寿命长。

（3）测量范围比较广，可以测里从水、油到黏度较大的相状物等。

（4）它不受被测介质起泡、沉积、电气持性的影响，无材料疲劳磨损，对振动、冲击不敏感。

（5）价格便宜，可靠性比较高。

（6）安装时，注意要选择流体相对平稳，波动小的地方安装，如果避免不了水流冲击，摩擦振动时，需要加装隔离管，减少水流冲击，保证测量的准确性和稳定性。

（7）安装投入式液位计时，最好离池底或者罐底100mm到200mm，以减少因为池底或者罐底有淤泥及介质的沉淀物，影响测量的准确度。

（8）在水质过差的环境下，尤其是介质有很多悬浮物，杂质时，容易堵塞取压孔，影响测量准确度。需要定期对液位计进行清洗、疏通取压孔，以保证测量准确和稳定。

压力式液位计适合用于水质较好的工艺流程中，比如上清集水池，滤池，清水池，外排水池以及SBR池。通过加装隔离管避开池底污泥杂质也可以用于带搅拌的浓缩池调节池。

4.雷达液位计

雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示、报警、操作等。[3]距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：

D=C×T/2

其中C为光速 因空罐的距离E已知，则物位L为：L=E-D

雷达液位计的特点：

（1）雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不存在机械磨损，使用寿命长。

（2）由于电磁波的特点，不受环境的影响。故其测量的应用场合比较广。雷达液位计的探头与介质表面无接触，属非接触测量，能够准确、快速地测量不同的介质。探头几乎不受温度、压力、气体等的影响。可以在工况恶劣，变化大，有水气、蒸汽、泡沫等超声波液位计不能胜任的场合下使用。

（3）雷达液位计也适合用于在有搅拌器，液面变化无常，多变的场合下。

（4）雷达液位计价格相对昂贵，但是几乎可以适用污水处理的各个工艺液位控制流程。

综上所述，由于污水处理的工艺流程中涉及很多需要测量液位的场合，也由于污水处理本身工艺的特点，在选型过程中，需要针对各个工艺流程及介质的特点，选择合适的液位计，对工艺测量的精度和可靠性稳定性以及经济性使用寿命都会有很大的影响。建议在经费允许的情况，尽量选择精度高，维护少，寿命长的液位计。使整个污水处理的液位测量和控制在可靠，稳定，安全下运行。

【参考文献】

[1]张毅.自动检测技术及仪表控制系统（第二版）.北京：化工工业出版社，2005.

篇2

论文摘要：污泥原位减量化技术是解决目前污水处理过程中产生剩余污泥问题的重要途径。本文设计的超声波-缺氧/好氧组合工艺实验模型是将超声波处理与缺氧/好氧(A/O)工艺相结合对污泥进行原位减量化。首先采用超声波直接对回流污泥进行超声处理，然后将超声波处理后的回流污泥返回缺氧池以及好氧池进行隐性生长，减少后续的剩余污泥产出量。同时，该设计并未影响出水水质。

本文侧重对模型的设计，关键是缺氧、好氧同池部分以及沉淀池、超声波处理器的设计与选择。模拟设计与常规工艺的实际设计有一定差别，部分参数是探索性的选择。

1 绪论

1.1 设计参考水量与水质

设计规模：0.4m3/d处理规模实验室工艺模拟。.

进水水质：CODCr=600mg/L, BOD5 =280mg/ L, 总氮=77mg/ L, 氨氮=35mg/ L 总磷=3.0mg/L.

出水平均水质：CODCr≤70mg/ L，BOD5 ≤20mg/ L，SS≤30mg/ L，氨氮≤5mg/L.

污泥减少量预计在90%。

1.2我国城市主要污水处理工艺及其特点

我国现有城市污水处理厂80％以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、二级处理、稳定塘法及土地处理法等。

活性污泥法(Activated Sludge Process) [1]是以活性污泥为主体的生物处理方法，它的主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。需处理的污水和回流污泥同时进入曝气池，成为混合液。在曝气池内注入压缩空气进行曝气，在好氧状态下，污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而得到稳定，然后混合液流人二沉池。澄清水溢流排放，但该法存在污泥膨胀而影响处理效果的缺点。主要处理生活污水，占地面积大，运行管理方便，对污泥膨胀进行控制，运行成本低。设计容积负荷较低，SVI控制较严格，否则泥水不易分离，引起污泥膨胀而导致出水水质差。

活性污泥工艺的目的是在最大限度降低BOD的同时，减少污泥的产量。

活性污泥法(Activated Sludge Process)具有基建投资省、处理效果好的优点，是当今世界废水生物处理的主流工艺，但是在污水的生物处理过程中产生大量的生物污泥，需要经分离、稳定、消化、脱水及外置等步骤，这需要大量的基建投资和高昂的运行费用，剩余污泥处理和处置所需的投资和运行费用可占整个污水处理厂投资和运行费用的25％～65％，已成为废水生物处理技术面临的一大难题．开发不降低污水处理效果、实现污泥产量最小化的废水生物处理工艺，是解决污泥问题较理想的途径。剩余污泥通常会有相当量的有毒有害物质以及未稳定化的有机物，包括各种重金属、有毒有机物（PCBs、AOX等），大量病原菌、寄生虫(卵)以及N和P等营养元素。如果不进行妥善处理与处置，将会对环境造成“二次污染”。

污泥的最终处置常采用填埋、填海和用于农业。但随着可用土地的减少，考虑到人体的健康，在污泥用于农业之前必须进行进一步处理等，污泥的最终处置越来越困难，这使人们对于能减少污泥产量的生物处理工艺更加感兴趣。

生物活性污泥法有多种处理工艺，随着国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国，城市二级污水处理厂常用的工艺方法有[2-3]：普通曝气法、A—B法(二段曝气法)、A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A²/O除磷脱氮工艺、氧化沟工艺等。已有的生物除磷脱氮工艺可分成A/O系列、氧化沟系列和序批式反应器(SE)系列等。随着各个系列不断地发展和改进,形成了目前较典型的工艺，如A/O工艺、A²/O工艺、改良A²/O、倒置A²/O工艺、ORBEL氧化沟工艺、百乐克工艺等。目前我国新建及在建的城市污水处理厂所采用的工艺中，各种类型的活性污泥法仍为主流，占90％以上，其余则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及与其他处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术。

1.3我国污泥发展概况与污泥减量化的提出

污泥是废水生物处理的副产物，随着废水处理量增加，污泥处理处置已成为困扰污水处理厂和全社会的重大问题。

现代废水处理技术，按其作用原理，可分为物理法、化学法和生物法三类。废水生物处理根据生化反应机理不同，分为好氧处理和厌氧处理两大类[4]。

随着我国城市污水处理量和处理率的增加，污泥的产生量快速增长，污泥的处理与处置成为环境保护领域一个重要课题。国内在污水处理厂污泥的处理处置方面还存在一些问题[1]：

国内外虽然对污水处理技术与处置标准给予了更多的关注，但由于经济、设计、管理等诸多方面的原因，对污泥处理不够重视。污泥成分日益复杂，污泥处理难度增加。随污水处理排放标准的提高，为防止水体富营养化，污水处理既要进行有机物的去除，又要进行N、P等无机营养物的去除。为满足污水回用，达到污水资源化的目的，需进一步去除污水中的污染物质，随着这种处理功能的拓展，污泥量随之增加。目前我国污泥的处理大多采用厌氧消化，其前期一次性投资大，而且还有工艺负荷低、安全性要求高、运行管理难度大、运行经验缺乏等问题。污泥的处理与处置费用昂贵，一般要占总运行费用的30%(填埋)一60%(焚烧)。

污泥问题不仅是中国也是全世界面临的技术挑战。污泥问题使人们对于能减少污泥产量的生物处理工艺更加关注。为了防止污泥的二次污染，应尽可能通过技术进步和工艺改造等手段减少污泥的产生量，大力开展促进污泥减量技术的研究，以大幅度降低现有污泥处理处置基建和运行费用，促进污水处理技术的日益完善，达到污染控制和清洁生产的目的。

剩余污泥减量化[5]是通过物理、化学、生物等手段，主要依靠降低微生物产率以及利用微生物自身内源呼吸进行氧化分解，使污水处理设施向外排放的生物量达到最小，是从根本上、实质上减少污泥量。若将污水处理看成生产过程，将清洁生产的理念运用到污水处理，剩余污泥的减量化是从源头进行治理的“绿色生产”。

所谓污泥减量技术，是指在保证污水处理效果的和剩余污泥资源化基础上进一步提出的剩余污泥处置新概念，采用适当的措施使处理相同量的污水所产生的污泥量降低的各种技术。根据微生物处理工艺中影响剩余污泥产生的可能途径，将污泥减量化技术归纳为降低细菌合成量的解偶联技术、增强微生物进行内源呼吸代谢的溶胞技术、利用食物链作用强化微型动物对细菌捕食的技术。

目前，国内外对污泥处理处置的研究主要致力于污泥的资源化和减量化方面，如污泥制砖、制烟气脱硫吸附材料、园林利用、农用等资源化利用方面的研究，污泥解偶联、臭氧氧化、微型动物捕食、超声波破解等减量化技术方面的研究[6]。

超声波处理技术因其在细胞破碎方面具有高效、稳定、清洁、安全等优点，在污泥处理中可以提高污泥脱水性能和可降解性能，且应用方便，因而在近年来的污泥减量研究方面备受关注。

1.4 超声波技术与污泥处理

超声波[4]与声波相同，是一种在弹性介质中传播的机械波。通常将超出人耳听觉上限（≥20kHz）的声波称为超声波，超声波常用的频率大约在20KHz~3MHz之间。

超声波用于工业较早。低强度的超声波通常用于测量流量，而将超声波用于污泥减量是一个全新的领域。超声波通过交替的压缩和扩张作用产生空穴作用，在溶液中这个作用以微气泡的形成、生长和破裂来体现，以此压碎细胞壁，释放出细胞内所含的成分和细胞质，以便进一步降解。

超声波细胞处理器能加快细胞溶解，用于污泥回流系统时，可强化细胞的可降解性，减少污泥的产量；用于污泥脱水设备时，有利于污泥脱水和污泥减量。

超声波由转换器产生，经探针导入污水中，超声波的设计频段在25～30kHz.小于25kHz在人的听力范围内，产生噪声问题；而超过35kHz时，能量利用率低。

超声波的作用受到液体许多参数的影响，如：温度、粘度和表面张力等。此外，超声波与各种液体的接触时间、探针的几何形状和材质也是超声波应用的影响。

超声波对生物体有多方面的作用。在不破坏细胞前提下，采用适当频率的强度和辐照时间，可以提高整个细胞的新陈代谢效率，加速细胞生长。低强度（能量）超声波辐射能提高细胞和酶的活性以及强化物系间传质，具有促进细胞生长、增强细胞内酶的生产、提高酶促反应速率和加速细胞新陈代谢的作用。

有研究表明低强度超声波辐射能提高生物细胞或酶活性的作用效应，超声波辐射能显著提高污泥好氧消化效率，超声波辐射后可改善消化液的沉降性能。低强度超声辐射预处理活性污泥后，会干扰活性污泥在废水净化过程中对糖类、蛋白质等物质的正常合成代谢，使污泥胞外聚合物（EPS）组成成分含量发生明显变化。低强度超声预处理不会迅速改变污泥优势种群组成，但可能造成一些种群微生物代谢受到抑制，改变了各种群个体数量增长的平衡，从而引起污泥整体代谢特征的变化[5]。

超声波处理能够改善污泥脱水性能、加速污泥细胞水解、提高污泥生物活性。由于污泥厌氧发酵的控制步骤是生物细胞的水解，使颗粒性有机物转化为溶解性的有机物，而正常生物水解反应十分缓慢，造成厌氧处理周期长。高强度(能量)超声波可能破坏微生物细胞壁，使细胞内的有机物释放出来，加快细胞水解过程，将厌氧消化时间大大缩短。

例如据文献《超声波强化一次污泥沉降与脱水性能的研究》表明，短时间的超声作用可以提高污泥脱水和沉降性能，超声处理7s后滤饼含水率降低2.9％；超声10s时粘度和比阻值最小，比原污泥分别减小29.4％和24.270；15s后污泥沉降速率是原污泥的3.7倍。如投加絮凝剂，投加量为0.054g/L时污泥沉降速率最快，最终污泥体积为84.5％，粘度值最低，为84.5mpa·s. 加入超声l0s作用后，最佳絮凝剂投加量为0.027g/L, 且最终污泥体积比单独投加0.054g/L时减小4％，粘度值降低14.8％。超声波与絮凝剂的联用可以改善污泥脱水性能和沉降性能，减小絮凝剂的量达一半以上。水性大大提高，大幅度减少污泥量。Bien等[4]在消化污泥中加入3mg/g d.m有机絮凝剂后超声预处理15s，提高了污泥浓缩程度，较未预处理污泥体积减少50%，认为超声场改变絮凝剂内部分子结构，促进了絮凝剂作用效果。

据《剩余污泥的超声破解与影响因素程度分析》表明，采用超声波技术破解污泥絮体及污泥微生物细胞，使固体性有机物与胞内物质变为溶解性有机物（SCOD）。SCOD溶出率随超声作用时间、声强及声能密度的增加而增加，在一定声强下，SCOD溶出率随时间延长呈线性增长趋势，即污泥破解反应遵从一级反应动力学规律。VSS的变化规律同SCOD溶出率的变化规律相似。来，加快细胞水解过程，将厌氧消化时间大大缩短。Tiehm等人[4]用41kHz~3217 kHz超声波处理污泥30~120 min后厌氧发酵，结果显示，厌氧发酵时间从22 d降到8d，而且挥发性有机物的去除率从45.8%提高到50.3%，同时CH4的产率提高2.2倍。Bougrier等[4]用20 kHz超声波对污泥预处理后厌氧消化，超声波输入能量从660kJ/kg TS~14547 kJ/kg TS，生物气产量较对照至少提高25%。

《低强度超声波辐射对污泥生物活性的影响机制》研究表明，通过测定超声辐射前后污泥性质的变化,不同处理方式对污泥活性影响以及自由基清除剂NaHCO3加入对超声作用效果影响,初步探讨了低强度超声波辐射对污泥生物活性的影响机制.研究结果表明,低强度超声辐射的机械作用和空化作用,使污泥絮体破碎,强化了固-液对氧的传质,提高了酶活性以及增加了溶液中可利用基质,从而强化了污泥的生物活性；不过,超声辐射同时也产生大量自由基,会对污泥生物活性产生抑制或破坏.因此,低强度超声辐射对污泥活性影响是促进效应和抑制效应共同作用的综合表现.

采用适当的辐射参数直接对活性污泥进行超声预处理，然后再与废水混合反应，可以提高活性污泥对废水有机物的去除。处理过程中会产生出类似污泥“解偶联”机制[6]的现象，这对于污水处理过程中污泥减量具有一定意义。有研究者将活性污泥经超声波处理后再回流到曝气池，有效地减少了剩余污泥产量，甚至做到反应器不产生剩余污泥。G.M. Zhang等[4]研究发现利用25 kHz，120 kW/kgDS的超声波，超声波处理时间15分钟，污泥超声波比例为2/14，污泥减量达91.1％。

基于对上述技术的探讨以及研究成果的学习，结合目前国内外常用的污水处理工艺、污水处理方法和理论以及低强度超声波辐射处理污泥的技术[7]，我们决定把低强度超声波预处理活性污泥技术结合缺氧/好氧（A/O）传统工艺，构建一套目前国内外研究尚少的新型污水处理组合工艺体系，以达到污泥减量化与污水出水水质高效达标的目的，实验研究的前期阶段，将结合目前的教学实验基地与师资，根据本课题的指导思想，设计出一套工艺运用到实验当中来，以便课题的深入研究与发展。

1.5 超声波-缺氧/好氧（Ultrasound Wave—Anoxic/ aerobic）组合技术的提出

在缺氧/好氧（A/O）传统工艺[8]的基础上，采用低频率低剂量的超声波直接对活性污泥进行超声预处理，然后再与污水混合反应的操作新模式，以大幅度降低处理能耗，增强活性污泥吸附和氧化去除废水中有机物的能力，减少后续剩余污泥产出量。

污泥部分回流与进水混合依次进入到缺氧反应区、好氧反应区，参与工艺的循环运行，经过好氧区的混合液部分回流与进水混合，剩余混合液流入沉淀池，澄清水溢流排放。剩余污泥经过超声波的稳定化、无害化处理，达到较好的减量化效果[9]。缺氧单元放到好氧单元前，利用进水中的有机物作为碳源，称之为前置反硝化流程，通过混合液回流把硝酸盐和亚硝酸盐带入缺氧单元。在好氧单元．污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而得到稳定。

工艺模拟实验，前期需要根据所模拟设计的污水水量与水质(CODCr、BOD5、SS、氨氮)特点、本研究工艺的特点、实验室地理位置、以及出水水质标准等选用合适的工艺材料与设备，并进行相关的计算与工程造价的预评估，主要包括超声波预处理活性污泥单元、活性污泥与污水混合进水单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀池、混合液回流系统、污泥回流系统、剩余污泥处理处置系统、出水水质监测系统等。根据课题所设计的模型，对工艺流程进行构建。并对设备的可行性进行检查。

中期则根据所采用的合理超声波处理参数、对活性污泥进行预处理培养，设定污水流量、启动工艺设备，对实验进行模拟研究，监测出水水质、计算剩余污泥量。后期则综合相关实验数据、相关的质量标准，与国内外传统污水处理工艺的运行效果进行对照，综合出该新型工艺的优缺点，总结出污泥减量化处理处置的新经验。

1.6设计任务与内容

设计的主要任务是完成超声波-缺氧/好氧组合工艺实验模型的设计，处理水量为0.4m3/d。工艺一般包括以下内容：根据实验室的规模大小确定模型合适的大小，工艺流程设计说明，处理构筑物型式说明，设备的选用和计算，主要反应装置的设计计算，模型的整体布置，工艺设计图绘制，编制主要设备材料表。

2 超声波-缺氧/好氧组合工艺

在前置缺氧-好氧生物脱氮活性污泥工艺的基础上，结合超声波预处理活性污泥减量化技术的创新应用，进行工艺的改造与创新[10-12]。

2.1超声波-缺氧/好氧工艺流程图

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图2.1 超声波-缺氧/好氧工艺流程图

2.2 工艺流程说明

2.2.1 污泥的人工培养

成分

浓度/mg·L-1

成分

浓度/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

进水平均水质：CODCr=600mg/L,BOD5=280mg/ L,总氮=77mg/L,氨氮=35mg/L,总磷=3.0mg/L

表2.1[1]人工模拟城市污水使用液的组成与浓度

试验所用接种污泥取自污水处理厂二沉池回流活性污泥。接种污泥取回后，先用纱布过滤以去除泥沙等杂质，以免对后续测定及装置的稳定运行产生影响，然后将污泥投入实验室内塑料桶中，加入人工合成废水，组成与比例见表2.1，按照SBR的运行方式运行。培养数日，待污泥恢复活性后将污泥投入试验装置中，此时每套装置的MLSS大约在 1000mg/L。经过20一30天的稳定培养，污泥未出现膨胀，污泥浓度稳定在4000mg/L，剩余污泥及时排出，污泥外观呈粪黄色，矾花絮体大，微生物相很丰富，出现了原生动物及后生动物，表明污泥状态良好，然后进入试验运行阶段。

2.2.2 进水

剩余污泥与所配原水混合均匀，注入体积20L左右的有机玻璃配水箱，用污水泵抽送到缺氧处理区，与好氧区处理后的回流上清液以及超声波处理后的回流污泥混合。

2.2.3 缺氧反硝化-好氧硝化

把空压机控制空气的阀门开到预先设定一档，底部进行微曝气，开动搅拌器，此时溶解氧的浓度小于0.5mg/L，持续时间8h。反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将好氧曝气区回流液带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气中.BOD5浓度下降，NO3-N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小，在缺氧池内进行反硝化脱氮，反硝化产生碱度补充硝化反应需要，无需外加碳源，节省后续曝气量，有效控制污泥膨胀[7]。

缺氧/好氧反应同池，把空压机控制空气的阀门开到预先设定的另一档，底部进行大幅度曝气，开动搅拌器，溶解氧浓度大于2mg/L，持续时间4h，好氧处理区进行SS、COD的分解，有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但该过程使NO3-N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降，好氧池将NH3-N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能，缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。好氧处理后的上清液部分用泵抽送回流到缺氧反应区。

2.2.4 沉淀区污泥与超声波处理

处理后的混合液进入到沉淀系统，污泥通过自重沉淀积蓄在蓄泥斗，部分污泥用泵抽送到超声波处理系统，按照选定的超声波处理参数进行超声波辐射，参考文献《低强度超声波辐射活性污泥的生物效应及其应用试验研究》，选取组合参数范围在21∼28KHz，10∼40W, 2∼5min[4, 14-15] 间，根据有关文献的研究成果，超声波预处理活性污泥组合参数选取：28KHz, 10W, 5min[4]。处理后的活性污泥回流到缺氧区，与进水混合，沉淀区的剩余污泥通过污泥脱水系统排放。计算剩余污泥的排放量。

2.2.5出水

对沉淀池出水进行必要的实验监测，包括BOD、COD、SS、氨氮等，与原水水质进行对照，参考相关标准，看是否达标。

2.3 超声波-缺氧/好氧工艺实验室模拟实体与计算

1- 配水箱；2-缺氧区；3-好氧区；4-沉淀区；5-集水箱；6-进水泵；7-曝气头;8-曝气头；9-空压机；10-超声波处理器；11-污泥泵；12-污泥泵；13-搅拌器;14-污泥脱水；15-回流泵

图2.2 超声波-缺氧/好氧工艺实验室模拟图

2.3.1超声波污泥处理装置

超声波预处理活性污泥组合参数：28KHz, 10W, 5min。装备参考《超声波污泥减量化技术的研究》中提及的，由北京天地人公司自德国超声波公司引进B05000-KS1000/2000型超声设备进行改造设计，该装置超声发生频率为28kHz，电功率为5000W，容积为29L，结合本实验工艺所需，设计成28kHz，50 W可调型，容积为10L左右。

剩余污泥被超声波破解，并将其破解液与生活废水一起回流进入缺氧池。

图2.3 超声波设备流程图

参照上述超声波技术参数，结合本工艺需求参数进行改造设计。

图2.4 超声波装置实物图

Fig. 2.4 The objective chart about ultrasound waves equipment

2.3.2配水系统

流量以0.4m3/d，400L水参考计算。考虑到实验实际需要，以及实验室场地资源的充分利用，设计配水箱容量在20L左右，一次可配水 左右，箱外高525 mm，箱内高520 mm，有机玻璃壁厚5 mm，箱外宽210 mm，箱内宽200mm。底部为正方形，箱顶不加盖，直接用管道伸进箱底抽水。在箱内500mm高度处刻画尺寸标注，指示出0.02m3，20L体积标线，20mm为设计超高。

2.3.3缺氧区处理系统

水力停留时间8h，即进水缺氧处理8h。则估计一天24小时中，8小时理论流过水量 ,箱内设计有效容积为0.133 m3，133L，理论进、出水流速 ，8小时内配水系统大概需要配水次数 （次），设计有机玻璃壁厚5mm，箱内底部长400mm，宽400mm，箱内总高850mm，830mm高度处为缺氧区与导流区接触界面，留空20mm，箱内距离底部5mm—15mm高度处，设计10mm高的狭缝，用于混合液适量回流，底部安置曝气头，顶部安装搅拌器，箱壁设置污泥回流管道以及上清液回流管道。

2.3.4导流区系统

缺氧处理区与好氧处理区之间的狭缝区即为导流区。设计有机玻璃挡板高820mm，狭缝宽10mm，长400mm，挡板底部距离好氧处理系统底部15mm。

2.3.5好氧处理系统

水力停留时间4h，即进水好氧处理4h。每小时从缺氧区流进水量为0.0166m3，需停留4小时，则理论设计有效容积 ，好氧区与缺氧区流速相同 ，有机玻璃壁5mm，实际箱内长200mm，宽400mm，高788.15mm，顶部留空区46.85mm，底部一侧设置45°斜角。底部设置曝气头，设计与箱底连接管道，与空压机连接，顶部设置搅拌器。

2.3.6狭缝回流区

好氧处理系统与沉淀系统交接处的狭区，用于少量混合液回流到缺氧处理系统与进水混合。估取宽10mm，长400mm。

2.3.7沉淀系统

该系统设计参数为大胆性、探索性估取，并未完全参照常规参量选取，需要在实际工艺中，进行后续测定和验证。沉淀池流量为0.0166 m3 /h，即4.61*10-6 m3 /s，则设计内高800m，内部直径200mm，距离箱顶50mm，中心管直径50mm，管高250mm，面积2500mm2，中心管与反射板间距离高度10mm，反射板宽50mm，出水挡板与沉淀池顶盖底部相距40mm，挡板距离一侧池壁20mm，出水区设置管道与清水箱连接，蓄泥锥体高100mm，底部宽50mm，底部设计管道与超声波处理系统以及剩余污泥脱水处理系统连接，沉淀系统上部有机玻璃箱盖外一侧设置上清液回流管路，与缺氧处理系统连接。

2.3.8集水箱

根据实际需求，设计高度700mm，宽180mm，长400mm，有机玻璃壁厚5mm。底部设置排水管路，靠近箱底处设置取水口，箱顶设置进水口。

2.3.9搅拌系统

搅拌器采用浆式搅拌器，搅拌轴制作材料采用45钢，桨叶采用45钢片。选用功率较低、实验室常用的51K60GU-C型电动机，60W，220V, 0.9A, 5Mf, 50/60Hz, 1300/1600r/min，内部设置减速机，调速控制搅拌器转数55r/min左右，减速比 ,在电动机正常减速比范围内。或选用调速电磁制动电机: 50HZ:90-1400r/min， 60HZ:90-1600r/min。也可以选用功率在60W、 频率50/60Hz左右的其它牌子电动机，诸如JSCC微型电机：电机功率，6—200w；减速比，1:3—1:1800。或者参考选用、改造本校教学实验中常用非型号搅拌器和电动机。

2.3.10空压机

参照50-300mm三叶罗茨鼓风机设计，流量0.4m3/min—346m3/min,升压9.8kpa—78.4kpa，功率0.7kw—160kw，口径50mm—300mm，设计成流量可调，双控制系统，鼓风机设备配套的压力表等装置。或者参考选用、改造本校教学实验中常用空压机。

2.3.11污泥泵

参考G型单螺杆泵选用，参考如下参数，结合实际工艺设计。

表2.2 G型单螺杆泵设计参数参考

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

转速

r/min

流量

m3/h

压力

MPa

电机

KW

扬程

m

进口

mm

出口

mm

G25-1

960

2

0.6

1.5

60

Dy32

Dy25

或者参考选用本校教学实验中常用非型号污泥泵。

2.3.12污水泵

参考GW型管道式无堵塞排污泵选用或设计，参数如下：

表2.3 GW型管道式无堵塞排污泵设计参数参考

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

型号

口径

mm

流量

m3/h

扬程

m

功率

KW

转速

r/min

电压

V

GW25-8-22

25

8

22

1.1

2900

380

或者参考选用本校教学实验中常用非型号污水泵。

2.4经济技术评价

表2.4 主要设备选型与概算表

Table 2.4 Lectotype of main equipment and budget estimate

序号

名 称

主 要 参 数

数量

单位

价 格

(元)

1

有机玻璃

100.00元/m2

7

m2

700.00

2

污水泵

1000.00元/台

3

台

3000.00

3

污泥泵

1000.00元/台

3

台

3000.00

4

曝气头

30.00元/个

3

个

90.00

5

空压机

1000.00元/台

1

台

1000.00

6

电动机

500.00元/套

1

套

500.00

7

超声波处理器

6000.00元/台

1

台

6000.00

8

管道

氯化聚氯乙烯管(CPVC) ，30.00元/米

5

米

150.00

合计

本次设计的投资费用在由上述概算的基础上，再加上一些其它未预算的费用，大概工艺构建的投资费用合计14440+1000=15440(元)。

3 污水处理厂工艺理论性常规计算参照

以下述工艺计算的运行数据为参考，与超声波-缺氧/好氧处理工艺对照，计算剩余污泥排放量，研究超声波预处理活性污泥是否能达到剩余污泥减量化的效果，以及进一步探讨该创新技术运用于实际生产的可行性[7，10-12]。

表3.1 工艺计算参考数据

Table 3.1 Calculations in engineering technology for reference

名 称

主 要 参 数

名 称

主 要 参 数

污水流量

Q=0.4m3/d

污泥回流比

R=0.75

活性污泥产率系数

Y=0.6gVSS/gBOD5

SVI

80-120%

内源代谢系数

Kd=0.08/d

BOD去除率

85-90%

饱和系数

Ks=60 g BOD5/m3

曝气池混合液相对密度

1.002-1.003

污泥泥龄

Ts=2 d

MLVSS /MLSS

0.8

污泥负荷

0.3kgBOD5/kgMLSS∙d

MLVSS

3200 mg/L

容积负荷

1.0 kg BOD5/ m3∙d

溶解氧

2-3 mg/L

MLSS

4000 mg/L

缺氧区溶解氧

<0.5mg/L

停留时间

3 h

曝气池pH

6.5-8.5

曝气时间

2-3 h

回流污泥悬浮固体浓度

9333.3mg/ L

进水平均水质：CODCr=600mg/L，BOD5=280mg/L，总氮=77mg/L，氨氮=35mg/L，总磷=3.0mg/L.

出水平均水质：CODCr≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L，氨氮≤5mg/L.

3.1 估算出水中溶解性BOD5浓度

出水中BOD5由两部分组成，一是没有被生物降解的溶解性BOD5，二是没有沉淀下来随出水漂走的悬浮固体。以估计出水中含12mg/L总悬浮固体（TSS），VSS占65%来计算:

= 1 \* GB3 ① 悬浮固体中可生物降解部分为：

= 2 \* GB3 ② 可生物降解悬浮固体最终BODL量：

=11mg/L (1.42 污泥氧当量系数)

= 3 \* GB3 ③ 可生物降解悬浮固体的BODL换算为BOD5：

=7.5mg/L

= 4 \* GB3 ④ 确定经生物处理后要求的溶解性有机污染物Se：

， （3.1）

（3.2）

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

≈0.05 m³

好氧硝化区容积各边约长0.37m ，取0.4m

3.3好氧硝化池的水力停留时间计算

（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 按表观污泥产率计算：

（3.4）

=0.6 (1+0.08 2)

=0.517

计算系统排除的以挥发性悬浮固体计的干污泥量：

（3.5）

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

=0.055319 kg/d

≈ 0.056kg/d

总排泥量： 0.056/0.8 kg/d =0.07 kg/d

= 2 \* GB3 ② 按污泥泥龄计算:

（3.6）

=(0.05 3200 0.001) 2 kg/d

= 0.06kg/d

= 3 \* GB3 ③ 按排放湿污泥量计算：

剩余污泥含水率按99%计算，每天排放湿污泥量：

0.06/1000 t =6 10-5 t(干泥)

(6 10-5） (100%-99%) m³=0.006m³

3.5回流污泥流量计算

反应池中悬浮固体（MLSS）浓度：4000mg/L, 回流比R=0.75， =0.4 0.75 m³=0.3 m³/d，则回流污泥浓度：

=4000 (0.4+0.3) 0.3 mg/L （3.7）

=9333.3 mg/L

≈10000 mg/L

3.6好氧区需氧量计算

（3.8）

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

=77.833 kg/d

≈78 kg/d

3.7空气量计算

采用管式微孔扩散器，设计好氧池边长0.4m，有效水深0.37m，安装距池底0.05m，则扩散器上静水压0.32m，池缸封盖部安装一下垂搅拌器，水体从反应池上部0.37m处流入沉淀池。

溶液中溶解氧浓度C取2.0，ρ=1，α取0.7，β取0.95, 曝气设备堵塞系数F取0.8，EA=18%, 扩散器压力损失在4kpa，20℃水中溶解氧饱和度为9.17mg/L。

扩散器出口处绝对压力：

（3.9）

=（1.013 105+9.8 103 0.32）Pa

= 1.04 10⁵Pa

空气离开好氧池面时，气泡含氧体积分数：

（3.10）

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

=17.9%

20℃时好氧硝化区混合液中平均氧饱和度：

（3.11）

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

= 8.62 mg/L

将计算需氧量换算为标准条件下（20℃，脱氧清水）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

好氧区供气量：

（3.13）

= 8.6 (0.28 0.18) m³/h

=170.6 m³/h

3.8缺氧区容积设计

据A/O工艺设计参数计算，好氧区硝化段水力停留时间3h，则缺氧区反硝化水力停留时间根据A段：O段=1：3得出，缺氧区停留时间为1h。

（3.14）

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

=0.149m³

≈0.15 m³

缺氧区容器的边长大约在0.54m

3.9前置反硝化系统缺氧区需氧量计算

总凯氏氮（TKN）由氨氮和有机氮组成，一般氨氮占进水TKN 60%-70%，计算取65%,进水总凯氏氮Nk=35/65%=53.85mg/L,出水总凯氏氮Nke=5/65%=7.69 mg/L,出水总硝态氮浓度Noe约取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竖流式二沉池设计

表面水力负荷范围0.6-1.5 m³/（m²·h），q取0.6m/h. 沉淀时间常规可取范围1.5-4.5 h，取1.0 h. 固体通量负荷≤150kg/（m²·d），取120 kgSS/（m²·d）.

①沉淀池表面面积

（3.16）

=0.4 (0.6 24)

=0.028 m²

二沉池进水管、配水区、中心管、中心导流筒等的设计应包括回流污泥量在内。

②中心管面积

（3.17）

=4.63 10-6 15 10-3 m²

=3.09 10-4 m²

qmax —每池最大设计流量，m³/s ；

νo——中心管内流速，取15mm/s.

③中心管直径

（3.18）

=0.0198 m

≈0.02 m

④中心管喇叭口与反射板间的缝隙高度

（3.19）

= 4.63 10-6 （1.1 10-3 3.14 0.027）

=0.05m

ν1——污水从中心管喇叭口与反射板间缝隙流出速度，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沉淀池直径

（3.20）

=0.1899m

≈0.19m

⑥沉淀池部分有效水深

沉淀池水力停留时间（沉淀时间）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沉淀部分所需总容积

（3.22）

= ∆X总 T 1000

=0.07 1.0 1000 m3

=0.007 m3

∆X总——每天总排泥量，kg/d

T —— 两次排泥时间，d

S ——每人每日污泥量，L/(人∙d)，一般采用0.3-0.8

N ——设计人口数

⑧沉淀池污泥区容积（污泥斗容积）

（3.23）

=(0.75 0.4 1.0) 24 m3

=0.0125 m3

Vs——污泥斗容积

ts——污泥在沉淀池中的浓缩时间

⑨圆锥部分容积

（3.24）

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

h5 = 0.24m

R——圆截锥上部半径，m，取R= D=0.19m

r——圆截锥下部半径，m，取r=0.06m

h5——污泥室圆截锥部分的高度，m.

⑩沉淀池总高度

超高h1取0.06m，缓冲层高度h4取0.05m，h2=0.6m，h3=0.05m，

h5=0.24m，总高度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离≤0.20m，取0.02m

⑫ 排泥管上端超出水面距离，取0.4m

3.11传统工艺最终污泥产量

传统活性污泥法以0.4m3/d流量计算，大概排放的剩余污泥量为0.06kg/d—0.07kg/d。

3.12超声波-缺氧/好氧工艺与传统工艺污泥产量的比较

表3. 2[1]各种污泥减量化技术方法的比较

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

技术方法

污泥减量化效率(%)

提高污泥停留时间

100

热诱导溶解和隐性生长

60

臭氧诱导溶解和隐性生长

100

好氧中温消化(20℃)

50

好氧高温消化(60℃)

52

原生动物捕食

12一43

原生动物和后生动物捕食

60一80

细菌过量产生代谢产物

59一61

解偶联氧化磷酸化

45一100

增加维持功能的能量需求

12

好氧一沉淀一厌氧

20一65

活性污泥法

­30

生物膜法

25

投加酶

50

蚯蚓生物滤池

95一100

超声波辐射

90-100

传统活性污泥法工艺污泥减量效果，大概可以减少30%—40%，超声波-缺氧/好氧工艺在传统活性污泥法的基础上结合了超声波预处理活性污泥的前沿技术，实验预计污泥减量效果将达到90%—100%。暂且以90%计算进行比较：

以0.4m3/d流量计算，假设未用传统活性污泥法前，总排泥量S，用传统活性污泥法处理，污泥减量30%，S （1—30%）=0.06kg/d，S=0.06 /（1—30%）kg/d，超声波-缺氧/好氧工艺处理，污泥减量90%，设剩余污泥排放量为X，X=S （1—90%）=（1—90%） 0.06 /（1—30%）kg/d=0.0086 kg/d.

结 论

超声波—缺氧/好氧组合体系是前沿技术与传统活性污泥法的综合，该工艺能够达到较高的污泥减量化效果，更加适应了污水处理系统实现良性运行、防止污水处理出现二次污染、使污水治理更具有环境效益的需要，是值得学术界进一步探讨和研究的领域。

整个设计中，某些设计参数是一个尝试性选用，是一个摸索探究的领域，与常规性设计有些出入，有待在往后的实验、工艺运用中，进一步论证和加以完善。特别是超声波处理装置的设计以及污泥处理参数的选用，更加需要努力钻研和探讨。

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篇3

关键词：污水处理技术；新技术；污水处理厂

中图分类号：U664文献标识码： A

一、污水处理概述

一般来说，污水处理分为三级，一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD 一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD 物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。

二、几种污水处理厂处理污水的新技术

（一）光催化技术

近年来，有研究表明光催化技术也能够对污水有一定的净化作用。光催化技术处理污水的主要原理是使得有机污染物或者无机污染物在光催化的作用之下，发生氧化还原反应，生成水、二氧化碳以及各类盐，从而起到净化污水的作用。而从光催化技术采用的原料来看，主要包括了TiO2、ZnO、Cd3以及WO3等，其中尤以TiO2效果为最，它本身没有任何毒性，而且化学稳定性比较好，通过紫外光照射，能够产生自由电子，使得空气中的氧活化，并且产生活性氧以及自由基，由于活性氧与自由基本身都具备非常高的反活性，在有机污染物或者无机污染物与之相接触的时候，就会发生氧化还原反应，从而达到消除污染的目的。

（二）矿物质污水处理技术

部分非金属矿物，如膨润土、沸石、硅藻土、海泡石以及凹凸棒石等均具有处理污水的能力。而且，由于这些非金属矿物本身的种类繁多，储量相对较为丰富，价格也比较低廉，将其应用于污水处理之中的工艺也比较简单。除此之外，非金属矿物污水处理技术的处理效果好，二次污染小甚至是没有二次污染，还能够充分使用，因此这一技术具有一定的发展优势。

以膨润土为例，其主要成分是蒙脱石，蒙脱石的表面积非常大，在其层间存在着大量的可用于交换的无机阳离子，因此其吸附效果非常好。同时，还具有一定的乳化作用，亲和酸力以及去污能力也都比较好，对于污水之中的重金属如铅、铬都有较强的吸附作用。再比如沸石，在其内部也有许多的空穴以及孔道，使其具备了较大的开放性以及巨大的内表面积，对其进行加热之后，沸石的晶体架构不会被破坏，反而使得内部的孔穴更大，能够提升其吸附能力。对于污水之中的有毒离子、重金属的吸附能力很强，在特定的条件下其吸附作用能够达到90%以上。因此，非金属矿物质在污水处理厂的污水处理之中有着较为光明的应用前景。

（三） 声波能污水处理技术

声波能污水处理技术是指运用超声波对污水中的化学污染物以及一些难以降解的有机污染物进行降解，这是一种近年来新奇的新型水处理技术。超声波污水处理技术的降解相对较为温和，并且降解速度快，适用范围比较广泛，能够单独使用或者与其他的无数处理技术联合使用，具有较强的应用和发展潜力。

超声波是一种由一系列的疏密相间的纵波构成的声波，它能够通过液体介质向四周扩散传播，在声波能量足够高的时候，能够打破液相分子之间的吸引力，形成空化核，有助于在局部产生高温高压环境，形成超声空化，使得有机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧以及高温分解作用，达到污水处理的目的。

但是，超声波污水处理技术与污水本身的粘性有很大的关系，如果污水本身的粘度过高，则会导致超声降解作用下降，甚至是无法产生空化核。因此，超声波污水处理技术对于污水本身也有一定的要求。在实际的应用过程中，还需要注意污水的酸碱度、和温度的调节，酸碱度应该以有利于有机物以中性分子的形态存在为依据，而温度的调节通过研究发现，在温度低于20 摄氏度的条件下，更有利于有机物的降解。

三、污水处理厂处理污水应用新技术的障碍

（一） 资金障碍

当前，城市污水处理厂要大规模应用新技术，必然需要对当前的污水处理设备进行更新换代，同时要投入大量的资金用于试运行和其他的相关项目可行性的验证。但是，当前我国的污水处理厂本身的资金实力不足，融资也存在障碍，导致污水处理新技术的应用困难。

（二）观念障碍

不少的污水处理厂对于新技术本身还存在一定的质疑，对其进行污水处理的原理了解不足，思想上比较保守，不愿意尝试新的技术。这种观念上的障碍可能比其他的障碍都要难以逾越，如果不及时的更新污水处理厂相关负责人的思想观念，新技术在污水处理厂的应用将非常困难。

（三）技术成熟性和稳定性

当前，有不少的污水处理厂也在尝试应用新技术，但是有一些新技术本身还不是很成熟，稳定性也不是很好，导致污水处理厂投入大力气引入的新技术和新设备无法正常运转。这就使得很多保持观望的污水处理厂更加迟滞不前，而没有在实践中得以应用，新技术也难以获得进一步的发展，从而造成恶性循环。

结语

总的来说，我国的污水处理厂还有很多问题需要解决，特别是应用新的污水处理技术以及污水处理厂的发展问题。本文主要的目的就是要对新技术的应用以及其影响因素进行具体的分析，对污水处理厂的观念进行转变，对新的污水处理技术进行有效应用，以此来保证水污染所存在的问题能够得到有效的解决，对生态环境进行有效的保护。同时，必须要对实际的问题进行有效的分析，对合理的方案进行有效的制定，这样才可以对我国的污水处理问题进行有效的解决，使废水排放零污染的这个目标得到实现，对环境进行保护，为人们构建一个绿色的家园。

参考文献

[1]钟木喜.污水处理厂处理污水的新技术分析[J].科技创新与应用，2012（21）.

篇4

[关键词]悬浮油、乳化油、分散油、工况参数。

中图分类号：S249 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0349-01

一、前言

在当前严峻的市场和日益严格的环保压力形势下，各企业正在积极开展节能减排，环境治理，挖潜增效活动。某稀土冶炼工业污水120m3/h，水质见表1

污水处理系统主要由隔油、调节池、除油器、中和池、固液分离设备及提升泵组成。

二、主要设备功能与选型

1、平流式隔油槽

污水被引致普通平流式隔油槽，其作用

⑴污水从池一端流入，从另一端流出，停留时间1.5h，比重小于1的浮油上浮。水面设集油管，去除油珠粒径不低于100-150μ的油珠。

⑵去除污水中比重较大的无机物颗粒，减轻下道工序的负荷。

技术参数如下：

数量1台，沉渣室4个，总体积287m3.

提升泵：2台（开1备1） 流量：150m3/h 额定扬程：20m.

2、超声波汽浮除油槽

超声波汽浮池的作用是去除溶液中部分悬浮油、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双电层结构的亲水性保护膜。保护膜所带的同号电荷互相排斥，使油粒不能接触碰撞和增大，而形成稳定的水包油型浑浊乳状液。

溶液中的乳化油，有的是为了满足工艺需要而配制的乳化液，有的则是水中的油粒在水流湍流下吸附了表面活性剂或细微固体颗粒而自然形成的乳化油。前者由于乳化充分，具有强烈的亲水性，必须在破乳后才能上浮分离；后者由于乳化不充分，具有弱疏水性或弱亲水性，大多可用气液溶合有机分离法除去，少量的则需经破乳后才能分离。破乳就是破坏油粒周围的保护膜，使油、水发生分离。破乳机理主要有两种：一种是使乳液微粒的双电层受到压缩或表面电荷得到中和，从而使微粒由排斥状态转变为能接触碰撞的并聚状态；另一种是使乳化剂界面膜破裂或被另一种不会形成牢固界面膜的表面活性物质顶替，使油粒得以释放和并聚。

本方案采用超声波破乳具体过程如下：

超声波是指频率高于20kHz的超声波，在一定强度下通过媒体时，产生一系列的物理、化学效应。因为超声在液体中波长为10～0.015cm（相当于15kHz至10MHz），远远大于分子的尺寸，而且和液体中产生的空化气泡的崩灭（collapse）有密切关系，其动力来源是声空化（soundcavitation）。足够强度的超声波通过液体时，声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的微小气泡（空化核）就会迅速增大，在相继而来的声波正压相中气泡又绝热压缩而崩灭，在崩灭瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间形成局部热点（hotspot），其温度高达5000K，压力达500atm，持续数微秒之后，该热点随之冷却，冷却率达109k/s，伴有强大的冲击波（对均相液体媒质）和时速达400km的射流（对非均相液体媒质）。当超声波通过有微小油粒的流体介质时，其中的油粒开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的振动速度，油粒将相互碰撞、粘合，体积和重量均增大。然后，由于粒子变大已不能随超声振动，只能作无规则的运动，继续碰撞、粘合、变大，最后上浮，形成浮油被去除。本装置的除油效率为90%。

超声波由电驱动、气作介质导入除油器，在破乳过程中不破坏溶液的化学特性，所以本方案采用超声波气液溶合有机分离器。去除废水中的油类污染物及悬浮杂质，降低废水COD值，出水进入中和槽。

超声波气浮除油器有效的降解水体中有机污染物，尤其是把难降解的有机污染物分解为环境可以接受的小分子物质，不仅操作简便、降解速度快，还可以单独或与其它水处理技术联合使用，是一种极具产业前景的清洁净化方法。它集高级氧化技术、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，具有反应条件温和、速度快、适用范围广等特点，可以单独或与其它技术联合使用，具有很大的发展潜力。

汽浮池技术参数如下：

数量：4台

规格：Φ2500X4200

提升泵：4台

额定扬程：32m.

3、气液溶合有机分离器

经超声波破乳的溶液进入气液溶合有机分离器装置，该设备利用高效溶合释放器，在溶液中产生足够数量的细微气泡，细微气泡与溶液中悬浮粒子（悬浮油粒）相粘附，形成整体密度小于溶液的“气泡―颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到溶液面。XC-YF型高效溶合释放器，具有气泡直径小、气泡密度大、气泡均匀、气泡稳定时间长等优点。能够在较低的溶合压力下使溶合利用率大幅度提高，从而实现气浮工艺所追求的“低压、高效、低能耗”的目标。

4、调节池

针对生产废水在时间和水量上的不均匀性，及含有部分固形物，设置调节池调节水质、水量，为系统稳定运行创造适宜的水质条件。将下游处理的流量变化减小到最低限度，同时，通过调节池曝气除油，浮在水面上的污油自流到收油槽，油面下的液体用泵送至纤维球除油器内。调节池参数如下：

数量2，规格：Φ2000X4000水深：3.5m提升泵：2台；扬程35m

5、再生纤维球除油器

作为压力式过滤器中最新型的水质精细处理设备的改性高效纤维球过滤器，是含油污水精细过滤技术的一次突破，是含油污水精细过滤未置级。

该过滤器选用的纤维球滤料，是由经过新的化学配方合成的特种纤维丝做成，其主要特点是经过本质的改性处，将纤维滤料由亲油型改变为亲水型。其滤料直径可达几十微米甚至几微米，具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。含油污水等方面的精细过滤，纤维球不易粘油，便于反洗再生、过滤精度高。

数量2台，

规格：Φ3900X4000

6、中间槽

存放中和浆液，带搅拌器，防止物料沉淀结垢，确保浆液PH值达标后送至下道工序进行固液分离。

数量：2台，

有效容积：78m3/台

7、分离设备采用厢式暗流压滤机。

型号XAZ260m2/1500

三、运行成绩

运行成绩如表2

四、结语

回用水池处理后的废水存放在水池，达标废水通过外排水泵加压抽送至污泥脱水机进行脱水。清水回用、硫酸钙渣用于建筑材料。

应用此废水处理系统，水质达到一级排放标准，处理费用低，处理后的水80%回收利用，起到了节能减排的作用，对保护周围环境，改善作业环境创造了有利条件，具有良好的环境效益和社会效益，是废水处理的优良方案。

总之，为保护水资源，保护环境，实施可持续发展战略，高浓度有机废水进行处理达到排放标准再排放，紧随环保技术发展的步伐，是环保产业发展的一个重要方向。

篇5

关键词：污泥; 机械脱水; 前处理方法

中图分类号： U664.9+2文献标识码：A 文章编号：

引言：

我国城市污水处理厂和工业污水处理厂站中所用污泥机械脱水机的品种名目繁多, 大体有转鼓真空过滤机, 板框压滤机, 又分人工、半自动和自动板框压滤机多种, 辊压转鼓脱水机, 叶片式滤机, 带式压滤机, 离心脱水机等多种。

8 0 年代以来, 由于带式滤机有其优越性,我国城市和工业部门纷纷引进国外产品, 至1 9 8 5 年前后我国工业和城市部门消化吸收, 又制造了自己的产品。同时又以日处理1 0t 干污泥( 绝对干的) 量的不同污泥脱水机。带式滤机具有建设投资者, 耗用钢材较少, 装机动力容量少等特点, 并且使用稳定,污泥脱水处理成本较低等优点, 目前在城市和工业污水处理中的污泥脱水中广为应用, 另外, 离心脱水机也有体积小, 建筑面积小, 投资低等优点, 估计今后会在应用中显示其优越性, 但目前尚处于研制阶段。

污泥机械脱水的难点

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、间隙水、毛细结合水和内部结合水组成[9] 。经过浓缩作用和机械脱水后, 污泥的含水率仍高达70%~ 80%, 解决不了污泥干化时消耗大量能量的问题。国内外学者针对污泥脱水后含水率仍较高这一问题进行了大量研究, 田禹等通过真空过滤法测量比阻发现, 当污泥的含水率小于97%后, 污泥的比阻显著增大; 何培培等对污泥进行水解酸化实验、超声波法和离心法研究, 结果表明污泥的脱水性能受到污泥黏液层的可溶性蛋白质和蛋白质多糖影响; 董辉等认为污泥的颗粒大小会影响污泥的脱水性能; Houg hton 等的实验研究表明一定含量的胞外聚合物( EPS) 能提高污泥的脱水性能; U rbain 等的研究结果表明EPS 的含量与污泥的容积指数成正比; 而Pox on 等的研究则表明EPS 对脱水性的影响并不明显; 倪丙杰等认为当EPS 中的碳水化合物和蛋白质质量增加时, 污泥脱水性能变好, 但随着类脂的增加, 脱水性能变差。

上述研究结果表明当污泥的含水率较低时, 污泥中的固体物质可能会吸附在一起, 使其中的内部结合水的量变多,同时固体颗粒变大, 影响到污泥的过滤; 污泥中的有机物和微生物含量也会影响污泥的脱水, 当有机物含量较多时, 微生物的生长繁殖迅速, 胞外聚合物的含量增加。由于胞外聚合物是菌胶团之间连接的媒介, EPS 含量的增加使得菌胶团结构更加稳定, 而菌胶团是污泥网状结构的基础, 也就是使得污泥的网状结构更加稳定, 其中包含的水量增多, 并且较难脱去, 造成浓缩作用和机械脱水只能去除部分间隙水、表面吸附水和毛细结合水, 造成处理后的污泥含水率仍然较高, 因此污泥机械脱水的难点在于如何去除其余的毛细结合水和内部结合水。

机械脱水前处理方法

针对污泥的部分结合水较难用机械方法脱去这一难题,国内外学者经过大量的试验和研究, 提出了以下几种提高污泥机械脱水性能的前处理方法, 具体包括: 物理法、化学法、生物法。

1.物理法

物理法主要是通过物理的方法改变污泥的结构或者破坏污泥中微生物细胞, 降低污泥与水的结合作用, 从而释放出部分内部结合水。传统的物理法包括: 添加粉煤灰等物质、热处理法、冷冻法等。由于传统方法的技术比较成熟,在此就不做介绍了, 本文主要介绍几种新兴的方法, 如磁场法和超声波法。

超声波能在一定程度上有利于污泥的脱水是因为超声波使污泥中的菌胶团结构和微生物的细胞膜破坏, 改变了污泥的结构, 同时污泥中的内部结合水和吸附水变成自由水, 从而使得污泥的脱水性能有了很大的提高; 但是高强度、长时间的超声波处理可能会完全破坏菌胶团的结构, 使微生物中的黏性物质流到污泥中, 增加了其黏性, 还可能使污泥颗粒的比表面积过大, 吸附水量变多, 进而恶化了污泥的脱水性能。因此, 在实际应用过程中应选用适宜的超声条件, 如在低强度、短时间的超声处理下进行。

2.化学法

化学法主要是通过向污泥中添加絮凝剂改变污泥的絮凝特性来影响污泥的脱水性能, 化学絮凝剂按照试剂的化学组成可分为无机和有机絮凝剂; 按分子量的大小可分为普通絮凝剂和高分子絮凝剂, 其作用机理主要有压缩双电层、吸附架桥、网捕和卷扫作用。

当单独使用普通无机絮凝剂时, 污泥的絮凝效果不好且成本较高, 所以目前对无机絮凝剂的研究主要集中在聚复合铁盐、聚复合铝盐、聚复合铁铝盐等高分子无机絮凝剂上。文献[ 22- 24] 的研究结果表明, 使用铝盐、铁盐单独聚合或者不同阳离子之间聚合得到无机絮凝剂能提高污泥的过滤脱水性能。对于有机絮凝剂而言, 虽然合成高分子絮凝剂的絮凝效果较好, 但在使用后不易被微生物降解, 为污泥的后续处理带来困难, 因此, 部分学者把研究重点放在了改性天然高分子絮凝剂的研究中, Ca ldwel[ 25] 最早用阳离子淀粉和正磷酸通过热反应得到两性型改性淀粉天然高分子絮凝剂, 国内对此研究的起步较晚, 主要集中在对淀粉、木质素、壳聚糖的改性研究上。文献[ 26- 28] 主要介绍了我国改性天然高分子在非离子型、阳离子型、阴离子型和两性离子型上的发展, 从中可以得出改性天然高分子絮凝剂的研究重点是阳离子型和两性离子型絮凝剂。

3. 生物法

生物法主要是利用某些微生物的代谢产物能产生高效絮凝作用或者利用微生物的还原作用。国内外现在对生物法的研究主要包括向污泥中加入微生物絮凝剂、生物沥浸等。

结束语：

污泥机械脱水前处理方法能改善污泥的脱水性能, 决定了它在污泥机械脱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, 并且不会造成二次污染, 使得它们成为污泥机械脱水前处理中较好的方法。然而, 仍有许多方面需进一步研究。

1.�磁场法和超声波法研究重点应集中在作用时间和作用强度的选择上, 其中磁场法应在低电磁强度、长时间的磁场处理条件下进行; 超声波法则在低强度、短时间的超声处理条件下进行。

2.�微生物絮凝剂法的研究重点应集中在新的絮凝剂菌种培养及菌种培养条件优化上; 生物沥浸的作用机理尚未明确,应着重研究其作用机理, 同时还应开发新的生物前处理方法。

3.�污泥的机械脱水是一个复杂的过程, 影响其脱水过程的因素很多, 如pH 值、有机物含量、粒径分布、含水率等, 这些因素之间相互影响, 使得单一使用某一种方法, 很可能达不到理想的效果, 所以未来的发展方向是各种方法之间的联用,以达到最好的脱水效果。

参考文献：

[1] 尹军, 谭学军, 廖国盘, 等. 我国城市污水污泥的特性与处置现状[ J] . 中国给水排水, 2003,

篇6

(1)物理型污染，较为典型的就是悬浮固体污染，就是一些废物混入水中，形成的悬浮在水中的污染。其次还有工厂为了循环冷却排放废水造成的热污染，以及冶炼开采放射性物质造成的放射性污染，等等。(2)化学型污染，主要分为有机物污染和无机物污染两类。有机物污染就是耗氧分解的污染物，它将水中富含的氧消耗掉，使水体中的动植物无法继续生存。无机物污染主要是酸碱类污染和重金属污染，造成身体机能的损害。还有些植物会产生过量的营养元素污染，造成水域的富营养化。(3)生物型污染，来源于城市污水，生物制品的废水等。废水污水的微生物多数都是无害的，但是也有对人体造成伤害的病原体。如果产生病毒、致病性微生物，会使水域成为病菌的载体，发生多种传播性疾病。

2常用污水处理方法

污水处理法从反应原理的角度可分为:物理处理法、化学处理法和生物处理法。其中物理处理法更多是针对于悬浮物的污染，适用性比较狭窄。而化学处理法只能应用于棘手的高浓度、高盐度废水中，排放达标困难，处理一定程度后就无法起作用，况且成本较高。生物处理法则是目前使用最多的一种方法，处理浓度较低的废水非常奏效，能够按照要求达到排放标准。生物处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净化过程，只不过效果更佳，它对工业废水、城市污水等作用效果是最好的。活性污泥法包含三个要素分别为:氧化分解以及吸附所需要的微生物，污水处理对象有机物，处理过程的条件溶解氧的存在。此法可以根据需要不断调整和循环，使污泥的含量与微生物保持一个适中的比例，借助溶解氧达到使有机物分解处理的效果。

2．2生物膜法。生物膜法与上面介绍的活性污泥法，在处理技术方面旗鼓相当。它主要针对胶体和溶解的有机污染物。生物膜法顾名思义是在表面上形成一层生物膜，当这层膜接触到污水，就会吸附其中的有机污染物，转化后生成水、氨气、二氧化碳等物质，进而达到净化水体的效果。生物膜表面和内部分别是好氧和厌氧微生物，生物膜厚度逐渐增加时，厌氧层超过了好氧层，此生物膜则会脱落生成新的生物膜，完成一次生命周期，进而维持运行状态。

3污水处理过程中的自动化仪表

在污水处理过程中，较为重要的是pH值的控制，在酸碱中和的过程中要控制入水的流量干扰，进而完成控制效果，因此在污水处理过程中需要使用多种自动化仪表，来配合整个控制过程。

3．1液位控制仪表。目前有很多种液位控制仪表，比较常见的是浮球液位计，在实际操作中显示出了很高的可靠性，并且观察起来非常直观，却不能够远程控制。想达到远程控制可以采用超声波液位计，成本较低，且适用范围广。液位信号传递回来后，连接显示仪表，即可成功的显示出液位的高度。

3．2流量控制仪表。污水处理的流量控制仪表中精确度最高的是电磁流量计，可靠性很强，精度很高。但是在流量不饱和，管路非充满状态，电磁流量计就会产生一定的误差，超声波明渠流量计就派上了用场，它是通过测量液位，再经过内部单片机进行数据处理得到流量。

3．3pH计。pH指标在污水处理过程起到举足轻重的地位，直接决定了出来过程能否稳定，顺利的进行，以及处理的效果能否达到排放标准。pH计的工作原理是通过电位差来计算被处理对象的pH值，即被测对象中的测量电极与恒定电位的参照电极具有一定的函数关系，得到电位差即可计算出被测对象的pH值。而电极是具有多种选择的，在污水处理中使用最广泛是玻璃电极。

4结语

篇7

随着现代科技进步,自动化得到了越来越广泛的应用,自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。为了保证生产过程安全、可靠的运行,要随时对生产过程中使用的仪表进行维护和校准。传统的将生产过程中使用的仪表拿回实验室进行校准的方法已不能满足生产的要求,取而代之的是在现场直接对仪表进行校准。

影响设备精度的一大重要因素就是工作温度,因此,系统的冷却和散热就显得尤为的重要,良好的冷却效果不仅能够保证机箱和其中模块的稳定工作,更能提升相应板卡和电源的平均故障时间间隔(MTBF)参数。一些专业的测量总线标准,如PXI总线,在冷却和散热方面进行了严格的规范,包括对机箱中散热气流方向的定义、以槽为单位进行散热等确保系统在正常的工作温度下完成测量任务。

自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成:①传感器,利用各种信号检测被测模拟量;②变送器,将传感器所测量的模拟信号转变为4～20mA的电流信号,并送到可编程序控制器(PLC)中;③显示器,将测量结果直观地显示出来,提供结果。这三个部分有机地结合在一起,缺少其中的任何一部分,则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点,在工业生产中得到了广泛的应用,而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口,更是自动化控制系统中重要的部分,被称为自动化控制系统的眼睛。

校准的一般步骤是:预热仪器(包括被校仪器以及标准源);设置仪器的状态,进行测量记录数据;数据结果判定并给出结论;自动形成校准证书和原始记录。

自动化校准系统的具体实现过程首先,标准源和数字多用表按照要求开机预热,连接硬件设备(GPIB卡、488电缆等),硬件连接完成后,启动计算机,搜寻整个测试系统的物理地址分配情况,根据搜索到的各个仪器地址,在校准软件运行时,设置正确的地址配置。①初始化设置模块。双击相应的自动化校准程序图标,系统启动,进入测试系统主界面,主界面的风格以简捷实用为主,左侧是各功能按钮。首先进入的是初始化设置模块。初始化模块要设置被测试设备的校准项目,设置被校仪器和标准源的GPIB地址,选择是否是首次测试,此功能的目的是为了保存测量的数据,防止意外发生使测量数据丢失,需要重新进行测试。选择中英文语言,选择校准、检定,选择被测试设备的名称。初始化设置就完成了。②数据采集动态显示模块。该模块的主要功能包括:初始化仪器、设置仪器的状态、测量数值、数据位数控制、动态显示数据、数据结果判定、数据保存等。自动化数据采集过程是完全模拟人工测量过程进行测量的。仪器的初始化配置以及量程、显示位数、精度、采样数率、采样时间、测量值、功能选择等模块从NI网站上下载,程序员也可以根据仪器编程说明书提供的SCPI语言命令编写相应的模块。本模块中的数据显示位数、数据量程、上下限等都是根据测试计量对仪器的要求而自动生成的,数据结果判定也是自动完成的。程序把那些不合格的数据用红色的字体显示,使计量员在测量结束后容易发现这些数据不合格。数据采集动态显示模块的前面板。③证书和原始记录生成模块。自动生成证书和原始记录,给计量员的工作带来极大的便利,而且消除了人为操作易产生的出错,解放了劳动力。计量员只需在证书生成模块的前面板输入相关的仪器信息和校准信息,校准项目,选择相应的证书摸板,程序即可自动生成相应的校准证书和原始记录。证书模块的前面板。

1自动化检测仪表在污水处理中的应用

随着科学技术的发展,自动化检测技术也得到了很大的发展,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。

南宁市琅东污水处理厂工程1993年底立项,1997年11月27日正式开工建设;1999年9月28日通水试运行,2000年2月满负荷正常运转。南宁市琅东污水处理厂,一期工程设计一级污水处理能力24万m3/d,二级污水处理能力10万m3/d。设计服务范围30.5km2,规划服务人口34.3万人。经过琅东污水处理厂净化后的清洁水,一部分直接排入竹排冲,一部分用于南湖回灌水,以改善南湖的水污染问题。南宁市琅东污水处理厂全套引进国外最先进的水处理工艺设备,采用二级生物处理工艺的传统活性污泥法,并针对南宁市污水水质污染物浓度低的特点,在其核心部分--曝气的工艺中采用OOC工艺。该工艺具有能耗低、运行费用少、出水水质好、管理简便、运行稳定等优点。从厂外污水干管收集到琅东污水处理厂的污水,首先进行预处理。在进水泵房经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;通过5台大型污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在曝气沉砂池去除污水中的砂粒和油类;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,通过污泥处理系统进一步浓缩,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼。

1.1超声波液位计、液位差计、流量计

1.1.1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。

1.1.2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;同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。

1.1.3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。

1.2溶解氧计、氧化还原电位计、污泥浓度计

1.2.1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OOC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0.05～10mg/L的溶解氧计,实时监控溶解氧浓度,传输到PLC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。

1.2.2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-500～500mV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。

1.2.3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0.5～10g/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。

1.3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5台测量范围是0～1200m3/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4台测量范围0～4000m3/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。

1.4经验

1.4.1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1次仪表,清洗时要求使用柔软的材料,以免损坏仪表。

1.4.2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,如果偏差太大,那么应适时对仪表进行校正,确保准确。

1.4.3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。

2自动化检测仪表在压力表校准方面的应用

特大型冶金制造企业各工序都是连续性衔接作业,往往造成许多现场压力仪表虽到检定周期,却由于不能停产也就不能从作业。压力仪表的工作原理是弹簧管在压力或真空作用下产生弹性变形引起管端位移,其位移通过机械传动机构进行放大后再传递给指示装置,可在刻有法定计量单位的分度盘上读出指针所指示的被测压力值或真空量值。

2.1在线校准预期

(1)目的:实施在线校准适应生产流程计量需求,降低外送检费用。

(2)校准仪表范围:本企业现场在用压力仪表。

(3)校准范围:0~100MPa

(4)校准对比准确度:1.5%~1.6%

(5)预期目标:实现在线压力仪表的受控、有效。

(6)校准方案种类:a.理想型校准比对;b.实用型校准比对。

2.2材料准备

(1)专用管道打孔器

(2)符合现场压力仪表准确度及量程的数块相应受控有效标准表。

(3)校准比对记录。

2.3在线校准比对方案

A.实用型对压力仪表的校准比对

(1)在同一管道上:在距拟被校准的现场压力仪表的适当范围内,用专用管道打孔器引出导压管路,在导压管路中间安置一截止阀(截止阀处于关闭状态),截止阀后的接口处安装压力变送器与拟被校准仪表同规格的受控有效标准压力表。

(2)缓慢开启截止阀至全开,待管道内流体介质充分进入标准表内数分钟后,分别读取两块表的指示值。

(3)填写校准比对记录。

B.理想型对压力仪表的校准比对

自制一台流动简易“压力校验台”。

(1)在流体介质管道上,关闭在用(即拟被校准)的现场压力仪表的“截止阀1”(该截止阀处于关闭状态)。

(2)在截止阀后适当延长导压管路。

(3)在延长导压管路上安装一只三通。

(4)三通的直管口的接口处安装在用的指示为零的压力仪表。

(5)三通的丁字管口的接口处新安装“截止阀2”(该截止阀也处于关闭状态)。

(6)在“截止阀2”后接压力“专用校验管”至简易流动“压力校验台”上预置的“专用校验管接口”。

(7)“压力校验台”上还预置有受控、有效的相应型号规格的标准压力表。

(8)检查无遗漏后,逐一缓慢开启截止阀1、截止阀2至全开;数分钟后,分别读取两块表的指示值。

(9)填写校准比对记录。

2.4经验:

认真做好巡回检查工作仪表工一般都有自己所辖仪表的巡检范围,根据所辖仪表分布情况,选定最佳巡检路线,每天至少巡检两次。巡回检查时,要关闭气源,并松开过滤器减压阀接头。拆卸环室孔板时,注意孔板方向,一是检查以前是否有装反,二是为了再安装时正确。由于直管段的要求,工艺管道支架可能少,要防止工艺管道一端下沉,给安装孔板环室带来困难。拆卸的仪表其位号要放在明显处,安装时对号入座,防止同类仪表由于量程不同安装混淆,造成仪表故障;带有联锁的仪表,切换置手动然后再拆卸;仪表一次开车成功或开车顺利,说明仪表检修质量高,开车准备工作做得好。反之,仪表工就会在工艺开车过程中手忙脚乱,有的难以应付,甚至直接影响工艺生产。

3建议

3.1发展趋势

(1)结构日趋简洁,从当前发展最快的3种流量仪表(电磁、超声、科氏)来看,机械结构都十分简洁,管道内既无转动件,又无节流件。

(2)功能力求完善,随着微电子、计算机、通信技术的飞速发展,流量仪表的功能日益完善、多样,不少机械部分难以解决的问题,依靠电子软件则迎刃而解,如Krohne的智能电磁流量计,不少超声流量计不仅可测流量,还可测流体密度、组分、热能等等。

(3)安装日益简便,工业自动化程度越高,用户越欢迎采用安装维护简便的产品,这也是插入式,外夹式仪表日益畅销的原因。

3.2国产化刻不容缓:

据了解,我国近年来进口仪器仪表约130亿美元,出口约30亿美元(多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表),国内大型工程选用国外仪表占2/3,而其价格为国产5~10倍,我国大型流量仪表企业主要依靠国外技术,缺乏拥有自主知识产权意识,创新乏力;自动化仪表国产化刻不容缓!

3.3品种多,选用要实事求是:

流量仪表品种、类型较多,正确选用并非易事,建议:

(1)不要轻信厂商宣传,厂商为利所图,往往对仪表的技术指标夸大其词,选用时要理性分析这些参数的依据,有无检验证明。

(2)按需选取,勿追求高指标,如不是用于商务计量,贸易核算,准确度要求可以降低,如工控系统的某些场合,检测、监控仪表的重复性、可靠性好就可以了。

(3)全面考虑经济指标,仪表的经济性并非限于一次购买费用,还要考虑安装维修(停产损失),是否节能(长期运行费)等因素。

4自动化测试系统的设计挑战

测试管理人员和工程师们为了保证交付到客户手中的产品质量和可靠性,在各种应用领域(从设计验证,经终端产品测试,到设备维修诊断)都采用自动化测试系统。他们使用自动测试系统执行简单的“通过”或“失败”测试,或者通过它执行一整套的产品特性测试。由于设计周期后期产品瑕疵检测的成本呈上升趋势,自动化测试系统迅速地成为产品开发流程中一个重要的部分。这篇“设计下一代自动化测试”的文章描述了一些迫使工程团队减少测试成本和时间的挑战。这篇文章还深刻地洞察了测试管理人员和工程师们如何通过建立模块化软件定义型测试系统来克服这些挑战。这种测试系统在减少总体成本的同时,显著地增加了测试系统的吞吐量和灵活性。

如今的测试工程师们面临着一系列新的压力。他们所面临的产品设计比前几代更为复杂;为了保持竞争力并满足客户要求,开发周期要求越来越短;产品测试成本越来越高,而预算越来越少。

4.1不断提高的设计复杂性:如今,测试测量的最明显趋势是器件复杂性不断增加。例如,消费电子、通信和半导体工业持续要求将数字图象/视频、高保真音频、无线通信和因特网互联性集成到一个单独产品中。甚至在汽车中都集成了复杂的汽车娱乐和信息系统、安全和早期预警系统,以及车身和发动机上的控制电子装备。测试系统的设计不仅需要足够灵活地支持对不同产品模型进行广泛的测试,还需要能够进行升级以提供新测试功能所需的更多测试点。

4.2更短的产品开发周期:

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关键词：城市污泥，处理处置，干化，资源化

中图分类号：TU992文献标识码： 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

随着污水处理设施的大量兴建以及污水处理量、处理率的大幅提高，污泥作为污水处理的副产物，产生量也日益庞大，其对生态环境造成的负面影响逐渐引起了世界的关注，污泥的处理处置问题也成为了各国污水处理的沉重负担。根据住建部资料显示，截止到2009年年底，全国城镇污水处理量达到280亿立方米，湿污泥（含水率80%）产生量突破2000万吨，有超过一半以上的污泥未经过任何稳定化处理即运出污水处理厂，45%的污泥被无控制的农用，35%的污泥直接填埋或者混合填埋，14%的污泥未经过任何处置措施。污泥的成分很复杂，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机物、重金属和盐类，以及病原微生物和寄生虫卵等，如不加妥善处理和处置，直接排放会给环境带来严重的二次污染，甚至危害人类及动物的健康。据资料介绍[1]，一个城市污水处理厂每天产生的污泥量占污水处理量的0.5%~1.0%（体积分数），但是污泥处理费用却与污水处理相当甚至更高。由此可见，如何将产量巨大，成分复杂的污泥，通过经济有效地处理处置，使其无害化、资源化，已成为污水处理厂亟待解决的问题之一。

无论是国内还是国外，污泥的处理与处置与其它废物的处理一样，皆是以减量化、稳定化、无害化、资源化为目的。常用的主要处理处置方法有：堆肥、稳定化、填埋、焚烧、干化、碳化、氧化等处理方法。本文就污泥处理处置技术研究进展进行综述。

1 污泥处理处置技术

1. 1堆肥

堆肥是在污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂（如秸杆、稻草、木屑或生活垃圾等），利用微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为CH4、CO2、热量和腐殖质的过程[2]。实践证明用污泥作为肥料使用，能够改善土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长。堆肥技术是污泥进行稳定化、无害化处理的主要方式之一，也是农业利用的有效途径[3]。

由于污泥中不仅有丰富的有机物和植物养分，同时也含有大量的重金属、有毒有害的难降解有机物质，为了控制影响公众健康安全的因素与防止二次污染，国家制定有堆肥的质量标准、污泥控制标准及污泥农用控制指标。

1. 2污泥稳定化

1.2.1好氧消化

好氧消化污泥出现于50年代[4]，是指在有氧条件下，好氧微生物使污泥中的有机物进行生物降解和稳定的过程。包括两种具体的方法：不加热的好氧消化和自然好氧消化。前者反应温度低（常温），所需时间长约20d；后者的反应温度较高（可达40℃~70℃），反应速度快，在这样的高温下可以杀灭部分病原菌。

1.2.2厌氧消化

厌氧消化，即在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气，使污泥得到稳定[5]，与好氧消化相比厌氧消化操作的最大特点在于它要求在专门的密闭厌氧池中进行，所以对设备的性能要求较高，根据反应采用的温度范围，厌氧消化可分为：低温消化（20℃）、中温消化（30℃~37℃）和高温消化（45℃~55℃）。因生物反应与温度成正比关系，所以三种消化的速度随温度的升高而加快[6]。

1.2.3碱性稳定化

碱性稳定化是在污泥中加入石灰、水泥窑灰或飞灰等碱性物质，使污泥pH值大于12，并保持一段时间，利用强碱性和石灰放出大量的热杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属，处理后污泥可直接施用于农田。碱性稳定化的两个主要处理方法是N-ViroSoil和Agri-Soil方法。前者是在碱性稳定后通过机械翻堆或其他方法使污泥快速干燥，后者则是在混合碱性物料后进行堆肥。

1.3焚烧

焚烧是利用污泥中丰富的生物能发热，使污泥达到最大程度的减量（减量率可达到95％左右）。焚烧过程中，所有的病菌病原体被彻底杀灭，有毒有害的有机残余物被热氧化分解。焚烧所释放的热量可回收利用，实现污泥的资源化利用。焚烧灰可用作生产水泥等建材的原料，使重金属被固定在混凝土中，避免其重新进入环境。

目前应用最广的焚烧设备是流化床焚烧炉，当污泥的含水率达到38%以上时就可不需要辅助燃料直接燃烧，污泥焚烧在日本和欧美较为普遍，在欧盟，1992年污泥焚烧的比例为11%，比1984年增加了38%；日本有61%的污泥采用焚烧处理。

1.4热干化

热干化是利用热能将污泥烘干，干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体积仅为原来的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产品发霉发臭，利于储藏和运输[7]。20世纪90年代，污泥热干化在美国得到迅速发展[8]，2000年世界干污泥产量已是1990年的10倍。干化后的污泥根据污泥性质及成份指标可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源、建筑材料等[9]。

热干化按加热方式可分为直接干化和间接干化，其中有代表性的是欧洲最大的污泥直接干化厂――英国的Bransands(可蒸发水量为7×5000kg/h)以及世界最大的间接干化厂――西班牙的巴塞罗那(可蒸发水量为4×5000kg/h)。国内的大连、秦皇岛和徐州等地也开展了污泥热干化生产的研究，都采用直接干化方式。

1.5湿式氧化法

湿式氧化法是在高温（125℃~320℃）和高压（0.5~20MPa）条件下压入空气，将污泥中大部分的有机物质和还原性无机物氧化成CO2和H2O及少量固体残渣[10]。湿式氧化法主要适用于处理各种难降解的有机污泥，但需要较高温度（159℃~370℃）和一定压力，在300℃以上并氧化30min后，污泥中82%的有机物被降解，70%以上的MLSS被去除。目前，有50%以上的湿式氧化装置应用于剩余污泥的处理[11]。

1.6污泥的碳化技术

污泥碳化技术是通过一定的手段，使污泥中的水分释放出来，同时又最大限度地保留污泥中的碳值，使最终产物中的碳含量大幅提高的过程。污泥碳化主要分为三种。

高温碳化，即碳化时不加压，温度为649―982℃。先将污泥干化至含水率约30％，然后进入碳化炉高温碳化造粒。碳化颗粒可以作为低级燃料使用，其热值约为8 360―12 540 kJ／kg(日本或美国)。技术上较为成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工业以及美国的IES等。

中温碳化，即碳化时不加压，温度为426―537℃。先将污泥干化至含水率约90％，然后进入碳化炉分解。工艺中产生油、反应水(蒸汽冷凝水)、沼气(未冷凝的空气)和固体碳化物，碳化生成的油(质量上类似于中号燃料油)还可用来发电。该技术的代表为澳大利亚ESI公司。该公司在澳洲建设了1座100t/d的处理厂。

低温碳化，即碳化前无需干化，碳化时加压至6-8 MPa，碳化温度为315℃，碳化后的污泥成液态，脱水后的含水率50％以下，经干化造粒后可作为低级燃料使用，其热值约为15 048～20 482 kJ/kg(美国)。

1.7其他污泥处理处置技术

随着环保力度的加强和人们对已有污泥处理处置技术局限性的进一步认识，世界各国都在投入重金研发新技术，争取找到更经济、更合理的污泥处理方案。

1.7.1超声波处理技术

超声波污泥处理技术[12]是利用超声波对污泥不断地进行压缩和膨胀，使内部可产生气穴泡，且不断成长并最终共振“内爆”产生超高温(5000℃)、高压(500 bar)，同时产生的强力水喷射流形成巨大的水力剪切力，对污泥絮体结构与污泥中微生物细胞壁产生巨大的破坏，使细胞质和酶从细胞中溶出，使污泥的物理、化学和生物性质发生不同程度的改变，从而有利于污泥处置。超声波发挥作用的目标主要是污泥中可降解有机物和难降解有机物，使之被摧毁、转化、降解。

1.7.2污泥制建材

通过干燥、部分燃烧、造粒和烧结过程可以制造出符合要求的轻质陶粒。该工艺的关键在控制烧结温度1000 ~1100℃，同时将残留碳的含量控制在0.5~1.0%之间。由日本荏原株式会社开发成功的污泥熔融系统将含水率为75%的脱水污泥经过干燥、熔融后制成与微晶玻璃类似的人造大理石，其外观、强度、耐热性均比熔融材料优，可作为建筑的内外装饰材料用。以污泥为原料制成的生态水泥工艺也引起了国内外的高度重视。在污泥制水泥的过程中，污泥中的有机成份和无机成份均得到了充分的应用，资源化效率高；同时由于水泥的需求量大，因此可以销纳较多的污泥。但是这种污泥中含氯盐较高会使钢筋锈蚀，应予以重视。

1.7.3污泥生物制氢技术

污泥生物制氢是利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得氢气的原理进行的。根据微生物生长所需能源来源，污泥生物制氢主要包括光合生物制氢、发酵生物制氢两类。

光合生物制氢是指在一定的光照条件下，光合生物(一般包括细菌和藻类)分解底物产生氢气。厌氧发酵制氢是通过细菌利用多种底物在氮化酶或氢化酶的作用下将底物分解制取氢气。发酵法生物制氢技术较光合生物制氢技术更容易实现规模化和工业性生产。但是，生物制氢技术的整体研究水平仍处于基础和奠基阶段。

2污泥处理处置技术发展趋势

污泥的处理与处置已是当前环境科学中研究的热点之一。目前世界范围内常用的污泥处置方法有农用、填埋、投海、焚烧等。国际上，西方发达国家经济雄厚、技术先进，污泥处理与处置已经有近百年的历史，处理程度较高。各个国家和地区又根据自己的实际情况来选择某种较为合适的处理方法。例如，美国，从1972年政府颁布水净化条例以来，污泥量呈逐年增加趋势。目前，美国有超过16000座污水处理设施在运行，日处理污水量1.5亿m3，年产干污泥（干物质量）约710万t，其中大约60%农业利用，17%填埋，20%焚烧，3%用于矿山恢复的覆盖。欧盟，最初的污泥处理处置方式主要是填埋和土地利用。目前，欧盟已对填埋、投海等简单的处置方式下达禁令，并鼓励泥质符合公众健康和环境保护要求的污泥直接用于绿化、土地修复等用途，或将厌氧消化或好氧发酵处理后的污泥用于土地用途。目前，欧盟产生的污泥中大约55%土地利用、26%焚烧、16%填埋、3%采用其它方式进行处理处置。总的来说，欧盟污泥利用率不断上升，各成员国的污泥资源化利用项目也大幅增加。日本，污泥处理处置方式最初以农用和焚烧占主导。近年来，日本对污泥处理处置技术路线进行了战略调整，逐渐降低了污泥焚烧比例，并将研究和发展重点转向了污泥资源化利用,污泥焚烧灰分也用于生产建筑材料。因此可知，厌氧消化、好氧发酵、土地利用、建材制造等资源化处理处置技术将会是国际上污泥处理处置的研究重点，而保证污泥的资源化利用将是该领域的发展趋势。

在中国，由于经费和技术上的原因，与外国先进国家相比差距较大，在现有的污水处理设施中，有污泥稳定处理设施的不到25%，处理工艺和配套设备完善的不到10%。目前污泥总的状况还是以填埋、堆放为主。有资料表明，在建成的污水处理厂中90%以上没有污泥处理的配套设施，在一些地方，由于滥用污泥造成重金属、有机物污染以及病虫害等，直接危及人体健康，造成对环境的二次污染。目前国内基本是沿用垃圾处理的技术来处理污泥，各技术在国内所占的比例如下：土地利用占48.28%、填埋占34.48%、焚烧3.45%、未经过合理处置占13.79% [13]，总体状况以土地利用形式为主。我国污泥处理处置的起步较晚，污泥利用率不是很高，因此我国当前面临的问题是应尽快发展污泥处置技术来解决不断增长的污水污泥。

3 小结

对我国来说，我国地域辽阔，不同地区的自然环境、人文环境、产业结构和经济发展水平都不同，各地区应从自身特点出发，采取适宜的技术路线；同时依据国家相关政策和规范的要求，在参考借鉴国外的经验和教训，必须和国内的具体国情相结合，建议立足于我国国情，瞄准国际动态，将以污泥为生产原料或燃料并以污泥资源化和能源化为目的的相关领域作为我国重点和优先发展的领域，如污泥协同焚烧发电、厌氧消化制沼、好氧发酵、土地利用和建材生产等领域。

参考文献

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10 解光武，蔡明招，郑文芝.国内外污泥的处理与处置技术[J].环境技术，2003，5:24-27.

11 孙德智.环境工程中的高级氧化技术[M].北京:化学工业出版社，2002.

篇9

影响设备精度的一大重要因素就是工作温度，因此，系统的冷却和散热就显得尤为的重要，良好的冷却效果不仅能够保证机箱和其中模块的稳定工作，更能提升相应板卡和电源的平均故障时间间隔(MTBF)参数。一些专业的测量总线标准，如PXI总线，在冷却和散热方面进行了严格的规范，包括对机箱中散热气流方向的定义、以槽为单位进行散热等确保系统在正常的工作温度下完成测量任务。

自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成:①传感器，利用各种信号检测被测模拟量;②变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA的电流信号，并送到可编程序控制器(PLC)中;③显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。

校准的一般步骤是:预热仪器(包括被校仪器以及标准源);设置仪器的状态，进行测量记录数据;数据结果判定并给出结论;自动形成校准证书和原始记录。

自动化校准系统的具体实现过程首先，标准源和数字多用表按照要求开机预热，连接硬件设备(GPIB卡、488电缆等)，硬件连接完成后，启动计算机，搜寻整个测试系统的物理地址分配情况，根据搜索到的各个仪器地址，在校准软件运行时，设置正确的地址配置。 ①初始化设置模块。双击相应的自动化校准程序图标，系统启动，进入测试系统主界面，主界面的风格以简捷实用为主，左侧是各功能按钮。首先进入的是初始化设置模块。初始化模块要设置被测试设备的校准项目，设置被校仪器和标准源的GPIB地址，选择是否是首次测试，此功能的目的是为了保存测量的数据，防止意外发生使测量数据丢失，需要重新进行测试。选择中英文语言，选择校准、检定，选择被测试设备的名称。初始化设置就完成了。②数据采集动态显示模块。该模块的主要功能包括:初始化仪器、设置仪器的状态、测量数值、数据位数控制、动态显示数据、数据结果判定、数据保存等。自动化数据采集过程是完全模拟人工测量过程进行测量的。仪器的初始化配置以及量程、显示位数、精度、采样数率、采样时间、测量值、功能选择等模块从NI网站上下载，程序员也可以根据仪器编程说明书提供的SCPI语言命令编写相应的模块。本模块中的数据显示位数、数据量程、上下限等都是根据测试计量对仪器的要求而自动生成的，数据结果判定也是自动完成的。程序把那些不合格的数据用红色的字体显示，使计量员在测量结束后容易发现这些数据不合格。数据采集动态显示模块的前面板。③证书和原始记录生成模块。自动生成证书和原始记录，给计量员的工作带来极大的便利，而且消除了人为操作易产生的出错，解放了劳动力。计量员只需在证书生成模块的前面板输入相关的仪器信息和校准信息，校准项目，选择相应的证书摸板，程序即可自动生成相应的校准证书和原始记录。证书模块的前面板。

1 自动化检测仪表在污水处理中的应用

随着科学技术的发展，自动化检测技术也得到了很大的发展，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。

南宁市琅东污水处理厂工程1993年底立项，1997年11月27日正式开工建设;1999年9月28 日通水试运行，2000年2月满负荷正常运转。 南宁市琅东污水处理厂，一期工程设计一级污水处理能力24 万m3/d，二级污水处理能力10万m3/d。设计服务范围30.5km2，规划服务人口34.3万人。经过琅东污水处理厂净化后的清洁水，一部分直接排入竹排冲，一部分用于南湖回灌水，以改善南湖的水污染问题。 南宁市琅东污水处理厂全套引进国外最先进的水处理工艺设备，采用二级生物处理工艺的传统活性污泥法，并针对南宁市污水水质污染物浓度低的特点，在其核心部分--曝气的工艺中采用OOC工艺。该工艺具有能耗低、运行费用少、出水水质好、管理简便、运行稳定等优点。 从厂外污水干管收集到琅东污水处理厂的污水，首先进行预处理。在进水泵房经过粗格栅，去除污水中较大的垃圾、漂浮物;通过5台大型污水泵将污水提升到细格栅，将较小的漂浮物去除;在曝气沉砂池去除污水中的砂粒和油类;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，通过污泥处理系统进一步浓缩，把泥浆态的污泥脱水、压滤，形成干污泥饼。

1.1 超声波液位计、液位差计、流量计

1.1.1 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。

1.1.2 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;同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。

1.1.3 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。

1.2 溶解氧计、氧化还原电位计、污泥浓度计

1.2.1 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OOC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PLC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。

1.2.2 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-500～500mV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。

1.2.3 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0.5～10g/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。

1.3 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5台测量范围是0～1 200m3/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4台测量范围0～4000m3/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。

1.4 经验

1.4.1 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1次仪表，清洗时要求使用柔软的材料，以免损坏仪表。

1.4.2 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，如果偏差太大，那么应适时对仪表进行校正，确保准确。

1.4.3 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。

2 自动化检测仪表在压力表校准方面的应用

特大型冶金制造企业各工序都是连续性衔接作业，往往造成许多现场压力仪表虽到检定周期，却由于不能停产也就不能从作业。压力仪表的工作原理是弹簧管在压力或真空作用下产生弹性变形引起管端位移，其位移通过机械传动机构进行放大后再传递给指示装置，可在刻有法定计量单位的分度盘上读出指针所指示的被测压力值或真空量值。

2.1 在线校准预期

(1)目的:实施在线校准适应生产流程计量需求，降低外送检费用。

(2)校准仪表范围:本企业现场在用压力仪表。

(3)校准范围:0~100MPa

(4)校准对比准确度:1.5%~1.6%

(5)预期目标:实现在线压力仪表的受控、有效。

(6)校准方案种类:a. 理想型校准比对;b. 实用型校准比对。

2.2 材料准备

(1)专用管道打孔器

(2)符合现场压力仪表准确度及量程的数块相应受控有效标准表。

(3)校准比对记录。

2.3 在线校准比对方案

A. 实用型对压力仪表的校准比对

(1)在同一管道上:在距拟被校准的现场压力仪表的适当范围内，用专用管道打孔器引出导压管路，在导压管路中间安置一截止阀(截止阀处于关闭状态)，截止阀后的接口处安装压力变送器与拟被校准仪表同规格的受控有效标准压力表。

(2)缓慢开启截止阀至全开，待管道内流体介质充分进入标准表内数分钟后，分别读取两块表的指示值。

(3)填写校准比对记录。

B. 理想型对压力仪表的校准比对

自制一台流动简易“压力校验台”。

(1)在流体介质管道上，关闭在用(即拟被校准)的现场压力仪表的“截止阀1”(该截止阀处于关闭状态)。

(2)在截止阀后适当延长导压管路。

(3)在延长导压管路上安装一只三通。

(4)三通的直管口的接口处安装在用的指示为零的压力仪表。

(5)三通的丁字管口的接口处新安装“截止阀2”(该截止阀也处于关闭状态)。

(6)在“截止阀2”后接压力“专用校验管”至简易流动“压力校验台”上预置的“专用校验管接口”。

(7)“压力校验台”上还预置有受控、有效的相应型号规格的标准压力表。

(8)检查无遗漏后，逐一缓慢开启截止阀1、截止阀2至全开;数分钟后，分别读取两块表的指示值。

(9)填写校准比对记录。

2.4 经验:

认真做好巡回检查工作仪表工一般都有自己所辖仪表的巡检范围，根据所辖仪表分布情况，选定最佳巡检路线，每天至少巡检两次。巡回检查时，要关闭气源，并松开过滤器减压阀接头。拆卸环室孔板时，注意孔板方向，一是检查以前是否有装反，二是为了再安装时正确。由于直管段的要求，工艺管道支架可能少，要防止工艺管道一端下沉，给安装孔板环室带来困难。拆卸的仪表其位号要放在明显处，安装时对号入座，防止同类仪表由于量程不同安装混淆，造成仪表故障;带有联锁的仪表，切换置手动然后再拆卸;仪表一次开车成功或开车顺利，说明仪表检修质量高，开车准备工作做得好。反之，仪表工就会在工艺开车过程中手忙脚乱，有的难以应付，甚至直接影响工艺生产。

3 建议

3.1 发展趋势

(1) 结构日趋简洁，从当前发展最快的3种流量仪表(电磁、超声、科氏)来看，机械结构都十分简洁，管道内既无转动件，又无节流件。

(2)功能力求完善，随着微电子、计算机、通信技术的飞速发展，流量仪表的功能日益完善、多样，不少机械部分难以解决的问题，依靠电子软件则迎刃而解，如Krohne的智能电磁流量计，不少超声流量计不仅可测流量，还可测流体密度、组分、热能等等。

(3)安装日益简便，工业自动化程度越高，用户越欢迎采用安装维护简便的产品，这也是插入式，外夹式仪表日益畅销的原因。

3.2 国产化刻不容缓:

据了解，我国近年来进口仪器仪表约130亿美元，出口约30亿美元(多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表)，国内大型工程选用国外仪表占2/3，而其价格为国产5~10倍，我国大型流量仪表企业主要依靠国外技术，缺乏拥有自主知识产权意识，创新乏力;自动化仪表国产化刻不容缓!

3.3 品种多，选用要实事求是:

流量仪表品种、类型较多，正确选用并非易事，建议:

(1)不要轻信厂商宣传，厂商为利所图，往往对仪表的技术指标夸大其词，选用时要理性分析这些参数的依据，有无检验证明。

(2)按需选取，勿追求高指标，如不是用于商务计量，贸易核算，准确度要求可以降低，如工控系统的某些场合，检测、监控仪表的重复性、可靠性好就可以了。

(3)全面考虑经济指标，仪表的经济性并非限于一次购买费用，还要考虑安装维修(停产损失)，是否节能(长期运行费)等因素。

4 自动化测试系统的设计挑战

测试管理人员和工程师们为了保证交付到客户手中的产品质量和可靠性，在各种应用领域 (从设计验证，经终端产品测试，到设备维修诊断) 都采用自动化测试系统。他们使用自动测试系统执行简单的“通过”或“失败”测试，或者通过它执行一整套的产品特性测试。由于设计周期后期产品瑕疵检测的成本呈上升趋势，自动化测试系统迅速地成为产品开发流程中一个重要的部分。这篇“设计下一代自动化测试”的文章描述了一些迫使工程团队减少测试成本和时间的挑战。这篇文章还深刻地洞察了测试管理人员和工程师们如何通过建立模块化软件定义型测试系统来克服这些挑战。这种测试系统在减少总体成本的同时，显著地增加了测试系统的吞吐量和灵活性。

如今的测试工程师们面临着一系列新的压力。他们所面临的产品设计比前几代更为复杂;为了保持竞争力并满足客户要求，开发周期要求越来越短 ;产品测试成本越来越高，而预算越来越少。

4.1 不断提高的设计复杂性:如今，测试测量的最明显趋势是器件复杂性不断增加。例如，消费电子、通信和半导体工业持续要求将数字图象/视频、高保真音频、无线通信和因特网互联性集成到一个单独产品中。甚至在汽车中都集成了复杂的汽车娱乐和信息系统、安全和早期预警系统，以及车身和发动机上的控制电子装备。测试系统的设计不仅需要足够灵活地支持对不同产品模型进行广泛的测试，还需要能够进行升级以提供新测试功能所需的更多测试点。

4.2 更短的产品开发周期:

篇10

【关键词】污水厂；机电设备；自控仪表；安装调试

1工程概况

本仪表自控安装工程的内容包括所有自动控制系统和检测仪表的安装、调试及开车指导，包括现场控制站（PLC）与中央控制室以及PLC之间通信专用光缆的敷设，检测设备和PLC间所有控制信号电缆及电源电缆的提供及敷设，现场控制柜或箱与PLC间所有控制信号电缆的提供及敷设。

2工程特点

2.1本工程自动化程度高，自动联锁多，工艺先进，安装调试工程量大，施工前充分熟悉技术文件和图纸，严格依照设计图纸及技术文件施工。

2.2本工程影响工期的因素较多，其中土建工期、施工图设计、设备供货及雨季等对安装的进度安排有直接影响，因此在施工前认真协调和落实土建进度和设计进度及落实和制定设备、主要材料供货计划，施工中要合理安排好，确保加工件的工厂化集中提前预制，提高制作质量，避免不必要的返工。同时要准备好足够的机械设备及人力资源等，制订好必要的抢工措施。

2.3协调工作量大。本工程专业工种多，为确保施工安全及施工质量，各专业在施工中要密切合作，防止窝工、返工，造成不必要的延期。

2.4本工程施工质量要求高，这就要求我们不但要组建强有力的项目管理班子，还必须配备素质高，操作技能好的专业施工班组，发扬能吃苦、惯打硬仗的优良传统，高质量完成施工任务，使业主满意。

3仪表自控的安装

3.1现场在线仪表的安装

⑴根据工艺流程要求，主要有流量、液位、温度、压力和水质分析等检测仪表。测量流量的仪表为雨量计、电磁流量计和空气流量计；液位仪表有一体化超声波液位计、浮子开关和污泥界面计；水质分析仪表有H2S测定仪、PH/T计、SS检测仪、COD分析仪、NH3-N分析仪、TP分析仪、DO检测仪和MLSS检测仪等；温度检测仪表有温度变送器；压力检测仪表有压力变送器。

⑵设备到现场后，要会同业主和监理单位有关人员一起进行开箱检查，严格按照图纸和招标文件规定核对产品的型号、规格、数量及产品合格证书，并作好开箱检查记录。

⑶充分消化施工图纸的基础上，制订本工程项目的具体实施计划。

⑷安装前，认真消化施工图及仪表设备的技术资料，对每台仪表设备进行单体校验和性能检查，合格后方可安装。

3.2电磁流量计的安装

⑴根据仪表安装说明书、施工图及有关施工标准，测量确定流量计安装位置，保证前后直管段的距离要求为前5D后3D（D为管道的直径）。

⑵将上游工艺管口排圆，套上法兰焊接，内外满焊，注意焊接中的变形，应由点及面，同时焊好下柔口护筋。

⑶注意介质流向与流量计方向一致，并调整好流量计、短管与工艺管道的水平标高，使其基本在同一轴线，再初步收紧柔口。

⑷将流量计法兰与工艺管道法兰用导线相连，并与变送器接地端一起并入专用接地体上，并要保证接地电阻小于1Ω。这样，使被测介质，传感器与管道为一等电位体，使仪表能可靠稳定的工作，提高测量精度。

⑸传感器连接时，要做好电缆入口密封，防止雨水进入接线盒而导致短路等事故的发生，信号电缆不能有中间接头，屏蔽线根据要求单端接地。

⑹在垂直管道上安装时，实测介质的流向应自下而上，在水平和倾斜的管道上安装时，两个测量电极不应在工艺管道的正上方和正下方位置。

⑺口径大于300mm时，应有专用的支架支撑；周围有强磁场时，应采取防干扰措施。

3.3超声波液位计安装

超声波探头发射超声波脉冲时，都有一定的发射开角。从超声波探头下缘到被测介质表面之间，由发射的超声波波束所辐射的区域内，不得有障碍物，因此安装时应尽可能避开以下设施，如：人梯、限位开关、加热设备、支架等。安装仪表时还要注意，最高料位不得进入测量盲区；仪表距罐壁必须保持一定的距离；仪表的安装尽可能使超声波探头的发射万向与液面垂直。

3.4压力仪表的安装

本工程的压力变送器为测量空气总管的压力，在安装前或投入运行前应进行常规性检查和调试。压力取源部件应安装在流束稳定的直管段上，不应选在拐弯、分支等使流束漩涡状或在死角处。压力取源部件端部不得超出管道的内壁，因其内介质流动会产生动压而造成测量误差。因为被测介质为气体，取源部件应开口顺管道横截面的上侧，以免气体中析出的液体流入压力导压管路而产生误差。

4仪表及自控系统的调试

4.1现场在线仪表的调校

本污水处理工程采用的各类检测仪表可以分为两种类型，一类为测量工艺流程中的各种流量、液位、液位差、温度、压力等工艺参数的仪表；另一类为污水水质分析仪表。包括PH计、COD测定仪，TP测定仪，DO测定仪等。为确保这些仪表在污水处理装置投运后能检测准确，工作可靠，必须对仪表进行安装前的单体调校和安装后的系统联校。

⑴仪表的单体调校

仪表的单体调校是指仪表运到施工现场后，还未安装之前进行的调校，根据本工程实际情况，仪表单体调试拟定委托当地有一定资质的政府认可的相关单位进行调校。调校过程中调校人员应认真做好原始记录。发现不合格的仪表，要及时与仪表生产厂家驻现场代表或仪表供货商取得联系，尽快给予调换或修理。要确保无一台不合格仪表流入下一道安装工序。

⑵仪表的系统联校

仪表的系统联校须在全部仪表系统（包括仪表线路和管路）都安装结束且确认无误，仪表工作所需的电源均已供电正常的前提下进行。由于该工程的自控系统采用了集中管理，分散控制的集散型控制系统，故以往的常规二次仪表已被PLC、CRT、打印机等所取代。因此，仪表的系统联校只有在自控系统的离线系统调试合格后，与自控系统的在线系统调试阶段结合进行。

①联校开始前，参加联校的人员应进一步熟悉仪表回路图、仪表接线图，熟悉生产工艺流程，掌握每一块仪表的安装位置及其在生产流程中的作用。

②准备好联校所需的标准仪器，设备和对讲机等通讯联络工具。

③逐一在检测仪表的一次端施加各种模拟信号，在中央控制站内管理计算机的键盘上进行相应的操作，在CRT上逐一调出相关仪表所在的画面，观察画面上仪表的显示值是否符合要求。一般在仪表的全量程范围内，只要0%、50%、100%三点满足要求即可。有报警功能的仪表回路，还应一并检查其在画面上的报警显示是否与报警设定值相符。

④具有联锁功能的仪表回路，其联校工作与自控系统的系统调试阶段一并进行。

⑤对各种水质分析仪表，在现场安装就绪后，应用事先准备好的标准样液或样气，对仪表的零点和量程进行标定，并观察CRT上仪表的显示值是否与标准液或样气的已知浓度相符。

⑥在仪表的系统联校过程中，仪调人员要与设计人员和工艺技术人员密切配合，对仪表的有关整定值（报警值或联锁值）共同予以检查确认。

4.2流量计的现场调试

注意在开启仪表盖之前，必须切断电源，检查仪表外观是否有破损，接线是否正确，是否有松动或脱落的现象。⑴将传感器的测量管充满污水（无气泡，流速为“0”）。⑵仪表接通电源。⑶缓慢开启进水阀门，产生一个与今后运行方向相同的流动，增大流量直至信号输出超过10mA，如果能达到，则说明极性正确。⑷如果在增大流量的情况下，信号输出滞留在0mA（4mA），则表示极性错误，此时应将接线端子上信号电缆相互易位后再试。

4.3超声波液位计的现场调试

4.3.1查阅工艺图纸和土建竣工图，确定平台标高M1，最高液位M3和最低液位M4（都以吴淞水位为基准）。用卷尺量传感器高度及安装尺寸，得知M21，用M1-M21得M2。

4.3.2不用距阵的操作方法

⑴将仪表从测量井中取出，人提着仪表，使传感器平面对准一个平面墙。

⑵同时按“―”及“V”两键使仪表复位。

⑶人移步，并使传感器端面至平面墙的距离为L1，即|M2-M4|，此距离为满罐液位（最高液位）。同时按“V”和“H”按钮，此时输出电流为20mA。

⑷人再移步，并使传感器端面至平面墙的距离为L2，即|M3-M4|，此时按“+”和“V”键即锁住了参数，不需要锁住则同时按“―”和“H”键。

4.3.3距阵的操作方法

⑴用V9H5距阵输入“333”及“H”，使仪表复位。

⑵用V8H3距阵输入“0”和“1”来选择测量单位，即“米”或“英尺”。

⑶用V0H3距阵输入0……4，来选择应用场合，测液位输入“0”，测波动液位输入“1”。

⑷设点0%：在V0H1距阵内设定空罐距离，输入该值，即传感器至最低液位M4的距离L1（M2-M4）（0%读数点），相应电流输出为4mA。

⑸设点满度（100%点）：在V0H2距阵内设定满罐距离L2，输入该值，即最低液位M4至最高液位M3的距离，这个距离也就是仪表的满量程（M3-M4）（100%读数点），相应电流输出为20mA。

⑹设定好0%点及100%点后，用V0H9（通道1）或V4H9（通道2）读取测量液位值L3，但是如果相对于吴淞水位的M4、M3为负刻度时，读取的实际刻度液位值L3=读数值+（-M4）。

⑺用V0H0（通道1）或V4H0（通道2）读取测量液位值为百分刻度值。

⑻相对应0%和100%点的电流输出应为4-20mA，在显示仪表上或CRT显示屏上应转换成相对应于吴淞水位的刻度值。

⑼测定停泵时的相对静止的水位，用铅垂线接触液位，用钢卷尺量取长度13，与仪表数13相比较，检测测量误差：

δ1=（M1-13-L3）/满量程*100%，M1-13=L4

电流输出误差δ2=（读数值电流-标准值电流）/16*100%

标准电流=L4/满量程*（20mA-4mA）+4Ma

电流读数值使用3位半以上数字电流表或0.2级直流mA表测量。

PLC数字量读数误差δ3=（D1-D2）/4096*100%

D1标准值=L4/满量程*4096

D2相对于L3的读数值用携带式PC机连接通信口读取。

4.4自控系统的综合系统调试

本自控系统采用集中管理，分散控制的控制模式，三个现场控制站所控制的生产过程既相互联系又具有相对的独立性，所以三个现场控制站的PLC都能独立运行。综合系统调试的前提是要保证每一套PLC都能按照各自的用户程序对所控制的生产过程实施正确有效的控制，在此基础上才能进行全套生产线的联运控制试验，才能进行自控系统的综合系统调试。

联动试车之前先要完成单元生产装置的试车工作。无论单元装置试车还是联动试车，一般都是以设备和工艺专业为主，仪表自控专业和电气专业予以配合。

在联动试车过程中，要充分运用中央控制站内的大屏幕投影机来实时地形象地反映全厂工艺流程和设备运行情况的变化情况，运用闭路电视控制系统监视全厂主要生产岗位和关键设备的启动和运行情况。

通过联动试车，进一步考核现场控制站的控制功能，中央控制站的操作功能，监视功能以及中央控制站与现场控制站之间，各现场控制站之间的通讯联络功能等是否都能满足设计要求，对试车中可能暴露出来的问题，无论是硬件方面的问题，还是梯型图程序设计中的问题，都要通过综合系统调试，及时加以解决。

5结语

综合系统调试是一项既关键又复杂的工作，需要设计、建设、制造、施工等各单位的通力合作，密切配合；需要设备、工艺、电气、仪表等专业技术人员和生产操作人员的积极参予，方能保证调试工作的顺利进行。

参考文献：