摘 要：以福州市洋里污水處理廠進(jìn)水在線儀表預(yù)處理系統(tǒng)改造為例，利用超聲波震蕩可將污水中大塊有機(jī)物震碎這一原理對污水進(jìn)水樣起到均化的目的，并配以PLC控制柜，利用程序控制電磁閥的定時(shí)啟閉從而達(dá)到對進(jìn)水樣自動采樣、自動均化、自動反沖洗等自動化控制預(yù)處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造。

關(guān)鍵詞：超聲波震蕩；自動均化；自動反沖洗；電磁閥；自動控制

中圖分類號：X522

隨著自動化程度提高，在線監(jiān)測儀表在污水廠的位置日趨得到重視。在線監(jiān)測儀表可連續(xù)24小時(shí)監(jiān)控污水廠進(jìn)出水水質(zhì)、工藝參數(shù)變化情況，對污水廠工藝調(diào)控、工藝穩(wěn)定運(yùn)行起十分重要作用。

1 項(xiàng)目背景

洋里污水處理廠在線進(jìn)出水監(jiān)測儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)比對分析，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水COD、TP儀表經(jīng)常出現(xiàn)水樣監(jiān)測數(shù)據(jù)偏低現(xiàn)象。經(jīng)過大量的摸底排查，發(fā)現(xiàn)原有進(jìn)水采樣預(yù)處理系統(tǒng)存在很多問題，導(dǎo)致所采進(jìn)水樣品數(shù)據(jù)偏低、滯后、不均勻、樣品代表性不夠、無法及時(shí)真實(shí)反映當(dāng)時(shí)進(jìn)水水質(zhì)情況且清潔維護(hù)工作量大，且目前國內(nèi)污水廠在進(jìn)水口在線監(jiān)測儀表采樣預(yù)處理方面尚無具有實(shí)際指導(dǎo)意義的成功案例可循。

1.1 原進(jìn)水在線儀表采樣預(yù)處理系統(tǒng)當(dāng)時(shí)存在的問題。原進(jìn)水預(yù)處理系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：預(yù)處理池和儀表取樣槽。預(yù)處理池不銹鋼材質(zhì)采取兩次溢流沉沙防止石沙進(jìn)入儀表系統(tǒng)，池前端虹吸管徑小易堵，經(jīng)常造成預(yù)處理池?zé)o水樣，導(dǎo)致采樣泵空轉(zhuǎn)易損壞、儀表無水樣進(jìn)入，監(jiān)測數(shù)據(jù)值低甚至0值。取樣槽透明玻璃材質(zhì)位于各儀表取樣前端，各儀表取樣管插入該槽內(nèi)，槽內(nèi)無攪拌系統(tǒng)，經(jīng)常是泥水分層導(dǎo)致樣品不均勻，而儀表進(jìn)水取樣管徑細(xì)小，大的有機(jī)物顆粒往往無法取到而被截留在外面，導(dǎo)致儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)偏低，因此進(jìn)水儀表所呈現(xiàn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)值無法真實(shí)反映當(dāng)時(shí)的進(jìn)水水質(zhì)情況。

1.2 原有預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)水樣品儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)（部分代表性數(shù)據(jù)）比對情況統(tǒng)計(jì)。

1.3 分析結(jié)論?；谠到y(tǒng)存在的問題和上表數(shù)據(jù)比對情況可知：在線監(jiān)測儀表運(yùn)行正常，測量結(jié)果準(zhǔn)確度可靠（環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣測量結(jié)果滿足要求）；相同的進(jìn)水樣品儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)比實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)明顯偏低，相對誤差基本已超出HJ-T355-2007《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行與考核技術(shù)規(guī)范》所規(guī)定的允許范圍，因此進(jìn)水在線儀表采集到的樣品存在數(shù)據(jù)偏低、滯后、不均勻、樣品代表性不夠、致使進(jìn)水在線監(jiān)測儀表所測數(shù)據(jù)無法及時(shí)真實(shí)反映當(dāng)時(shí)進(jìn)水水質(zhì)情況，且清潔維護(hù)工作量大。由此看來對原有進(jìn)水在線儀表預(yù)處理系統(tǒng)的優(yōu)化研究顯得尤為重要。

2 進(jìn)水在線儀表COD、總磷采樣預(yù)處理系統(tǒng)優(yōu)化研究的可行性分析

實(shí)驗(yàn)室超聲波振蕩器可以將水樣中大有機(jī)物顆粒震碎，使水樣達(dá)到均勻穩(wěn)定效果。受到這個(gè)啟發(fā)，就設(shè)想如果在COD、總磷在線監(jiān)測儀表取樣前端加裝超聲波均化裝置，并實(shí)現(xiàn)其自動化控制，或許能夠解決COD、總磷在線監(jiān)測儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)偏低的問題，同時(shí)也解決了進(jìn)樣管路堵塞的問題。于是就做了這方面的數(shù)據(jù)比對驗(yàn)證其效果。

2.1 利用實(shí)驗(yàn)室超聲波振蕩器對進(jìn)水樣品進(jìn)行處理后，儀表與實(shí)驗(yàn)室同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下。

2.2 分析結(jié)論。由上表比對數(shù)據(jù)可以看出：相同的經(jīng)過超聲波均化處理后的進(jìn)水樣品，儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)相比依然偏低一些，但是其相對誤差基本上均在HJ-T355-2007《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行與考核技術(shù)規(guī)范》所允許范圍內(nèi)，因此這一設(shè)想是可行的。

3 進(jìn)水在線儀表COD、總磷采樣預(yù)處理系統(tǒng)優(yōu)化研究方案

基于可行性分析數(shù)據(jù)比對情況擬定了該項(xiàng)目優(yōu)化研究實(shí)施方案：

3.1 拆除原預(yù)處理池、采樣水槽、進(jìn)水管路，重新鋪設(shè)進(jìn)出水管路（由DN30mm改為DN50mm）、改造預(yù)處理池（由500mm*650mm*700mm改造為1200mm*500mm*600mm，見圖1）。

3.2 新增“自動采樣超聲波均化自清洗水樣預(yù)處理PLC”控制柜一面（見圖2）。COD/TP儀表的“自動采樣超聲波均化自清洗水樣預(yù)處理PLC”控制柜柜面安裝旋鈕用于切換手/自動狀態(tài)，狀態(tài)指示燈指示預(yù)處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，在手動狀態(tài)下可通過繼電器對所有電磁閥進(jìn)行開啟關(guān)閉操作，自動狀態(tài)下根據(jù)程序設(shè)置實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行控制，沖洗水接至原自來水管路，尾水接入原排水管。

3.3 由進(jìn)水管路直接分接一支管路用于安裝PH電極，并在電極前端安裝一手動球閥，便于PH電極的校正與維護(hù)。

4 進(jìn)水在線儀表水樣預(yù)處理系統(tǒng)優(yōu)化方案實(shí)施后的效果分析

4.1 優(yōu)化方案實(shí)施后進(jìn)水在線儀表COD/TP檢測數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)比對情況統(tǒng)計(jì)。

4.2 優(yōu)化后分析結(jié)論。由上表比對數(shù)據(jù)可以看出：（1）在線監(jiān)測儀表運(yùn)行狀態(tài)是正常的，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度也是可靠的（環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣測量結(jié)果滿足要求）；（2）相同水樣實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與經(jīng)過COD/TP儀表超聲波均化預(yù)處理后樣品所測數(shù)據(jù)結(jié)果的比對，其相對誤差基本上均在HJ-T355-2007《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行與考核技術(shù)規(guī)范》中“實(shí)際水樣比對試驗(yàn)相對誤差”所規(guī)定的允許范圍內(nèi)。因此進(jìn)水自動采樣預(yù)處理系統(tǒng)優(yōu)化后使檢測數(shù)據(jù)偏低的問題得到了有效解決。

5 進(jìn)水在線儀表COD、總磷采樣預(yù)處理系統(tǒng)優(yōu)化后的綜合效果評價(jià)

本次進(jìn)水在線儀表COD、總磷采樣預(yù)處理系統(tǒng)優(yōu)化研究，2012年7月份完成調(diào)試試運(yùn)行，8月份轉(zhuǎn)入連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行階段，通過8月份到2012年12月底為止半年來的運(yùn)行觀察和COD/TP儀表的監(jiān)測數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)比對，其相對誤差基本上均在HJ-T355-2007《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行與考核技術(shù)規(guī)范》所規(guī)定的允許范圍內(nèi)，未再出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏低的現(xiàn)象?？梢奀OD/TP儀表超聲波均化與反沖洗預(yù)處理裝置可以將進(jìn)水樣中大塊有機(jī)物顆粒震碎，使水樣均勻穩(wěn)定，避免了水樣的沉淀分層和大顆粒有機(jī)物被截留在取樣管外的現(xiàn)象，十分有效地改善了COD/TP儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)偏低的現(xiàn)象；進(jìn)水預(yù)處理池容積、結(jié)構(gòu)的改造和進(jìn)出水管徑的加大，也使進(jìn)水樣品得到了及時(shí)更新，解決了水樣滯后的問題；PH電極直接安裝于進(jìn)水管路中，保證了樣品的時(shí)時(shí)更新，使PH數(shù)據(jù)更具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

6 結(jié)束語

本文通過對洋里污水廠進(jìn)水在線儀表COD、總磷采樣預(yù)處理系統(tǒng)的優(yōu)化研究案例的詳述，希望能為目前多數(shù)污水廠普遍存在的進(jìn)水樣偏低、滯后、不具代表性、無法真實(shí)反映進(jìn)水水質(zhì)情況且維護(hù)工作量大等水樣預(yù)處理系統(tǒng)方面的問題，提供一些切實(shí)可行的借鑒意義。

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作者單位：福建海峽環(huán)保集團(tuán)股份有限公司，福州 350014