王曉鳳

（山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，山東 濟南 250101）

隨著技術(shù)的發(fā)展，冶金工業(yè)生產(chǎn)的模式也在不斷改進，在環(huán)境保護以及生產(chǎn)廢水處理等方面都有了很大進步。其中水質(zhì)檢測在冶煉廢水處理當(dāng)中占重要角色，給自動化在線檢測儀表的應(yīng)用提供了廣闊的空間。本文結(jié)合自動化在線檢測儀表的結(jié)構(gòu)、特點以及重要性，詳細討論了自動化在線檢測儀表在冶金廢水處理過程中具體的應(yīng)用路徑，期望能夠進一步提升污水處理的效率，使我國的冶金工業(yè)生產(chǎn)走向更高水平。

1 自動化在線檢測儀表的結(jié)構(gòu)與特點

冶金廢水檢測是工業(yè)生產(chǎn)中的一項重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的廢水檢測需要提取樣品，再進行實驗檢測。然而在這部分檢測流程中已經(jīng)凸顯出傳統(tǒng)廢水檢測具有耗時長，效率低的特點。另外，傳統(tǒng)廢水檢測中實驗室檢測設(shè)備的靈敏度較低，也是其主要問題之一。當(dāng)下，針對傳統(tǒng)檢測中出現(xiàn)的問題，廢水檢測中常利用自動化設(shè)備來替代。自動化在線檢測儀表主要由三部分構(gòu)成。首先是傳感器，傳感器是直接與廢水接觸的部分，通過應(yīng)用信號對模擬量進行檢測；其次是變送器。從變送器的名稱來講，變送器的主要作用是改變傳感器傳來的信號，實際應(yīng)用時變送器將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘杺魉偷阶罱K的控制器中。最后是顯示器。顯示器會展示最終的測定結(jié)果。目前，自動化設(shè)備在廢水檢測中越來越常見，而自動化在線檢測儀表則是其應(yīng)用的主要檢測儀器。

2 自動化在線檢測儀表在冶金廢水處理中的重要性

自動化在線檢測儀表在冶金廢水處理方面是非常重要的，具體如下：首先，自動化檢測設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)實時在線工作，并對廢水中出現(xiàn)的問題及時預(yù)警，盡可能避免廢水排放對自然界產(chǎn)生的傷害。一般來講，冶金廢水在未經(jīng)檢測或者未經(jīng)處理的廢水的狀態(tài)下直接排入河流勢必會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，且在其污染程度超過自然界的自我凈化能力時，也可能對周邊居民的正常生活造成一定影響。傳統(tǒng)的廢水檢測是間斷的，其往往從某一塊水域中采樣進行檢測，這樣的檢測很可能存在不全面的問題，而自動化在線檢測解決了傳統(tǒng)廢水檢測的問題，一般情況下自動化在線檢測儀表主要安裝在廢水處理出口處，不間斷在線檢測廢水污染物超標(biāo)的問題。其次，自動化在線檢測儀表在結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示上是簡潔明了的，更容易發(fā)現(xiàn)廢水中存在的問題。傳統(tǒng)的廢水檢測設(shè)備中，冶煉廢水質(zhì)量檢測往往要通過換算，或者與標(biāo)準(zhǔn)物對比的形式進行結(jié)果計算。與此不同的是自動化在線檢測設(shè)備中已經(jīng)輸入了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在進行實時檢測的同時，每一次檢測的結(jié)果都會與標(biāo)準(zhǔn)值進行對比，在結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示上，儀表盤中的數(shù)據(jù)不僅更加簡單明了，其與標(biāo)準(zhǔn)值的對應(yīng)也讓人一目了然。最后，自動化檢測設(shè)備的適應(yīng)性更強，可以通過自動或者手動的形式對儀器進行對各種檢測參數(shù)進行調(diào)節(jié)，提高其匹配度。

3 自動化在線檢測儀表在廢水處理中的應(yīng)用路徑

3.1 自動化流量測量儀表應(yīng)用

自動化流量測量儀是常用的廢水檢測儀器，其主要對廢水進出口的流量、消化池產(chǎn)氣量等內(nèi)容進行檢測。不僅如此，自動化流量測量儀在進行基本流量檢測的同時，對廢水處理的經(jīng)濟效益也進行了評估。目前，常見的自動化流量測量儀主要是超聲波流量計和電磁流量計。超聲波流量計主要將超聲波在流動介質(zhì)的傳播速度換算為流動介質(zhì)的傳播速度，其主要的應(yīng)用優(yōu)勢分為以下幾方面。首先超聲波流量計具有安裝便捷的優(yōu)勢。相較于其他流量計來講，超聲波流量計可以實現(xiàn)持續(xù)性檢測，避免了一般檢測器需要切斷流量的缺點，減少了處理過程中的打孔步驟。其次，超聲波流量計的穩(wěn)定性較高。流量計在工作時，水流的沖擊壓力對設(shè)備會造成一定誒影響。超聲波流量計就解決了這一問題減少了水壓力對設(shè)備產(chǎn)生的傷害。最后，因為流量計處理數(shù)據(jù)較多，各種不同方向上的壓力較多的原因，一些如同的流量計在產(chǎn)生結(jié)果時很可能受到外界環(huán)境的影響而降低準(zhǔn)確性，超聲波流量計可以直接輸出信號，避免了這一問題。電磁流量計的工作原因較簡單，主要基于電磁感應(yīng)原理形成，與超聲波流量計相同的是，均利用流動介質(zhì)作為媒介，輸出最終結(jié)果。

3.2 在線分析儀表應(yīng)用

自動化在線檢測儀表中在線分析儀表在整個體系中占據(jù)關(guān)鍵位置。一般來講，在線分析儀表在其中應(yīng)用主要分為以下幾方面。首先，在線分析儀表中涉及到關(guān)于污水成分的各種參數(shù)分析。如磷含量、氮氧含量、金屬離子含量等。通過對一些物質(zhì)的測量可以有針對性地對冶煉廢水作出處理。其次，從本質(zhì)上來講，在線分析儀表由多種儀器構(gòu)成，如熱學(xué)、光學(xué)、色譜分析以及物性分析等。因此，在線分析儀表的構(gòu)成十分龐大，不僅能夠分析廢水的化學(xué)成分，也能夠?qū)U水物理性質(zhì)以及周圍環(huán)境的變化進行分析。從某一側(cè)面來看，在線分析儀表屬于一種集中分析設(shè)備，對比其他自動化檢測設(shè)備，該設(shè)備雖便攜性較差，但是功能完備。通過該設(shè)備可以實時檢測廢水進出口周圍的環(huán)境變化，以便工作人員通過其數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，及時廢水的處理提出對策。另外，在線分析儀表中最重要的測定儀是溶解氧測定儀。溶解氧測定儀在對廢水中的溶解氧進行測定費同時，還能夠分析得出菌池中好氧菌的生長狀態(tài)。一般來講，好氧菌的生長狀態(tài)間接表達出菌對廢水中污染物的處理效率。在線分析儀表的作用有些是直接表達，有些則通過其數(shù)據(jù)分析反映其他相關(guān)的信息內(nèi)容。

3.3 液位測量儀表應(yīng)用

液位測量儀的精密度較高，對提高整個自動化在線檢測設(shè)備的工作效率具有顯著的促進作用。一般來講，液位測量儀主要由發(fā)射和接收換能兩部分構(gòu)成，在工作過程中該設(shè)備可以將發(fā)射信號到接收信號的時間間隔檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液位高度的測量數(shù)據(jù)。關(guān)于液位測量儀的應(yīng)用目前主要集中與以下兩方面，首先是格柵的運行控制。其主要原理是通過控制器反映的液位數(shù)據(jù)對格柵進行控制，即水位一旦超過預(yù)期界限就會啟動控制系統(tǒng)。因此，從本質(zhì)來講，該設(shè)備表征的是廢水處理過程中產(chǎn)生的垃圾。其次是提升對泵的運行控制。采用與上述同樣的原理，以水位界限為基礎(chǔ)，對泵實現(xiàn)自動化控制，繼而對外界進入的污水流動進行控制。

4 具體工程案例

4.1 主要應(yīng)用儀表

（1）自動化流量測量儀表應(yīng)用。采用自動化流量測量儀表，能夠完整準(zhǔn)確的收集分析冶煉廠廢水處理過程中的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，對進出水量、曝氣量、生化池的產(chǎn)氣量、污泥回流量等指標(biāo)信息進行分析，從而為各項設(shè)備的穩(wěn)定運行提供先進可靠的技術(shù)信息服務(wù)保障。在廢水處理過程中，水量是一個非常關(guān)鍵的指標(biāo)信息，對進水量進行準(zhǔn)確及時的把握，有利于抵抗水力負荷沖擊效果的提升，達到更高的工藝水平。運用超聲波流量計，可以實現(xiàn)現(xiàn)場和上位機實時、累計流量的完整準(zhǔn)確顯示，這樣一來，變?yōu)樵O(shè)備的正常運行和管理提供了充分的流量數(shù)據(jù)參考。第一，超聲波流量計主要是在該污水處理項目的管道測量、渠道測量部分得到應(yīng)用。該技術(shù)裝置的安裝操作簡單，后期維護便利。在不需要打孔或者切斷流量的情況下便能夠直接安裝，非常適用于大口徑管道檢測系統(tǒng)的管理和維護。第二，口徑范圍大，在安裝過程中不需要投入其他費用。第三，良好的穩(wěn)定性，有效解決了壓力受損等不良問題；第四，不會對流體的運行數(shù)據(jù)信息造成任何干擾，可以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直流信號信息的直接輸入，從而能夠獲得更好的自動化控制效果。

（2）液位測量儀表應(yīng)用。液位測量儀表也是在廢水處理中較為常用的技術(shù)裝置，在提升廢水處理質(zhì)量方面具有良好的性能作用表現(xiàn)。第一，格柵運行控制。該控制模式的原理是通過格柵前后的液位差來體現(xiàn)格柵阻塞程度，并將數(shù)據(jù)快速傳輸至PLC控制器，由后者來完成分析計算。一旦液位差大于設(shè)定的數(shù)值，在格柵控制作用的發(fā)揮下，垃圾會得到及時的清理，確保正常過水不受影響，并且還有效降低了設(shè)備的磨損。第二，提升泵運行控制。為了讓進水提升泵具備優(yōu)良的自動化控制性能，保障液位測量、PLC傳輸?shù)攘鞒痰姆€(wěn)定高效運行，按照測量值對控制程序進行相應(yīng)的控制和調(diào)整，這樣便賦予了控制提升泵更多的功能，從而能夠以廠外來水量為依據(jù)，對泵的運行狀態(tài)進行合理的調(diào)整，有效降低設(shè)備的損耗。

（3）在線分析儀表應(yīng)用。在線分析儀表是自動檢測儀表主要結(jié)構(gòu)組件。在線分析儀表在運行過程中，會產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)，例如，COD、氨氮、總磷、總氮、PH、硝氮、溶解氧、SS、污泥濃度等。在線分析儀表包含的種類是多種多樣的，目前市場上常見產(chǎn)品主要有光學(xué)、電化學(xué)、色譜以及物性分析、磁氧、熱學(xué)以及射線、質(zhì)譜等規(guī)格類型。這些產(chǎn)品分別具有不同的優(yōu)勢。其中，溶解氧測定儀具備更好的自動調(diào)控性能，能夠快速穩(wěn)定的實現(xiàn)對系統(tǒng)的調(diào)整與控制，是改進工藝水平的重要參考。通過自動控制系統(tǒng)對鼓風(fēng)機的風(fēng)量進行合理調(diào)整，為曝氣池進行及時的供氧，有利于曝氣池中的菌群產(chǎn)生良好的生化反應(yīng)，避免能源的過渡損耗，從而對設(shè)備壽命進行有效的保護，實現(xiàn)更好好氧菌群分解效果。

4.2 應(yīng)用效果

自動化在線檢測儀表在冶煉廠廢水處理中的應(yīng)用，主要具有以下幾方面的優(yōu)勢效果。第一，可以對不同時間的水質(zhì)變化進行準(zhǔn)確的監(jiān)測和分析，通過得出的調(diào)整分析結(jié)果，對進水管網(wǎng)做出有針對性的調(diào)整和完善；第二，有效提升功率因數(shù)，有利于設(shè)備性能的提升；第三，有效降低廢水處理成本；第四，對各個流程的運行數(shù)據(jù)進行完整準(zhǔn)確的采集和分析，防止因季節(jié)氣候的變化所導(dǎo)致的因渣泥量增加所帶來的諸多不利影響；第五，實現(xiàn)了對設(shè)備系統(tǒng)的自動化管理，為后期保養(yǎng)維護工作省去了不少麻煩。

5 結(jié)語

綜上所述，對于自動化在線檢測儀表在冶煉廠廢水處理中的應(yīng)用分析是非常具有現(xiàn)實意義的一項研究，需要在專業(yè)技術(shù)手段優(yōu)化下，實現(xiàn)廢水處理能力的提升，從自動化流量測量儀表應(yīng)用、在線分析儀表應(yīng)用以及液位測量儀表應(yīng)用三方面提高運作水平，助力環(huán)保事業(yè)的長效發(fā)展。