王曉鳳

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東 濟(jì)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(jìn)，在環(huán)境保護(hù)以及生產(chǎn)廢水處理等方面都有了很大進(jìn)步。其中水質(zhì)檢測(cè)在冶煉廢水處理當(dāng)中占重要角色，給自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表的應(yīng)用提供了廣闊的空間。本文結(jié)合自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及重要性，詳細(xì)討論了自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表在冶金廢水處理過(guò)程中具體的應(yīng)用路徑，期望能夠進(jìn)一步提升污水處理的效率，使我國(guó)的冶金工業(yè)生產(chǎn)走向更高水平。

1 自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

冶金廢水檢測(cè)是工業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的廢水檢測(cè)需要提取樣品，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。然而在這部分檢測(cè)流程中已經(jīng)凸顯出傳統(tǒng)廢水檢測(cè)具有耗時(shí)長(zhǎng)，效率低的特點(diǎn)。另外，傳統(tǒng)廢水檢測(cè)中實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備的靈敏度較低，也是其主要問(wèn)題之一。當(dāng)下，針對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，廢水檢測(cè)中常利用自動(dòng)化設(shè)備來(lái)替代。自動(dòng)化在線檢測(cè)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(guò)應(yīng)用信號(hào)對(duì)模擬量進(jìn)行檢測(cè)；其次是變送器。從變送器的名稱來(lái)講，變送器的主要作用是改變傳感器傳來(lái)的信號(hào)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)變送器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)傳送到最終的控制器中。最后是顯示器。顯示器會(huì)展示最終的測(cè)定結(jié)果。目前，自動(dòng)化設(shè)備在廢水檢測(cè)中越來(lái)越常見(jiàn)，而自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表則是其應(yīng)用的主要檢測(cè)儀器。

2 自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表在冶金廢水處理中的重要性

自動(dòng)化在線檢測(cè)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(dòng)化檢測(cè)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線工作，并對(duì)廢水中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)預(yù)警，盡可能避免廢水排放對(duì)自然界產(chǎn)生的傷害。一般來(lái)講，冶金廢水在未經(jīng)檢測(cè)或者未經(jīng)處理的廢水的狀態(tài)下直接排入河流勢(shì)必會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，且在其污染程度超過(guò)自然界的自我凈化能力時(shí)，也可能對(duì)周邊居民的正常生活造成一定影響。傳統(tǒng)的廢水檢測(cè)是間斷的，其往往從某一塊水域中采樣進(jìn)行檢測(cè)，這樣的檢測(cè)很可能存在不全面的問(wèn)題，而自動(dòng)化在線檢測(cè)解決了傳統(tǒng)廢水檢測(cè)的問(wèn)題，一般情況下自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表主要安裝在廢水處理出口處，不間斷在線檢測(cè)廢水污染物超標(biāo)的問(wèn)題。其次，自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表在結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示上是簡(jiǎn)潔明了的，更容易發(fā)現(xiàn)廢水中存在的問(wèn)題。傳統(tǒng)的廢水檢測(cè)設(shè)備中，冶煉廢水質(zhì)量檢測(cè)往往要通過(guò)換算，或者與標(biāo)準(zhǔn)物對(duì)比的形式進(jìn)行結(jié)果計(jì)算。與此不同的是自動(dòng)化在線檢測(cè)設(shè)備中已經(jīng)輸入了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的同時(shí)，每一次檢測(cè)的結(jié)果都會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)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(jiǎn)單明了，其與標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)應(yīng)也讓人一目了然。最后，自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備的適應(yīng)性更強(qiáng)，可以通過(guò)自動(dòng)或者手動(dòng)的形式對(duì)儀器進(jìn)行對(duì)各種檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高其匹配度。

3 自動(dòng)化在線檢測(cè)儀表在廢水處理中的應(yīng)用路徑

3.1 自動(dòng)化流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用

自動(dòng)化流量測(cè)量?jī)x是常用的廢水檢測(cè)儀器，其主要對(duì)廢水進(jìn)出口的流量、消化池產(chǎn)氣量等內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)。不僅如此，自動(dòng)化流量測(cè)量?jī)x在進(jìn)行基本流量檢測(cè)的同時(shí)，對(duì)廢水處理的經(jīng)濟(jì)效益也進(jìn)行了評(píng)估。目前，常見(jiàn)的自動(dòng)化流量測(cè)量?jī)x主要是超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)。超聲波流量計(jì)主要將超聲波在流動(dòng)介質(zhì)的傳播速度換算為流動(dòng)介質(zhì)的傳播速度，其主要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分為以下幾方面。首先超聲波流量計(jì)具有安裝便捷的優(yōu)勢(shì)。相較于其他流量計(jì)來(lái)講，超聲波流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)性檢測(cè)，避免了一般檢測(cè)器需要切斷流量的缺點(diǎn)，減少了處理過(guò)程中的打孔步驟。其次，超聲波流量計(jì)的穩(wěn)定性較高。流量計(jì)在工作時(shí)，水流的沖擊壓力對(duì)設(shè)備會(huì)造成一定誒影響。超聲波流量計(jì)就解決了這一問(wèn)題減少了水壓力對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的傷害。最后，因?yàn)榱髁坑?jì)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(jì)在產(chǎn)生結(jié)果時(shí)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(jì)可以直接輸出信號(hào)，避免了這一問(wèn)題。電磁流量計(jì)的工作原因較簡(jiǎn)單，主要基于電磁感應(yīng)原理形成，與超聲波流量計(jì)相同的是，均利用流動(dòng)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(dòng)化在線檢測(cè)儀表中在線分析儀表在整個(gè)體系中占據(jù)關(guān)鍵位置。一般來(lái)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(guò)對(duì)一些物質(zhì)的測(cè)量可以有針對(duì)性地對(duì)冶煉廢水作出處理。其次，從本質(zhì)上來(lái)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(jìn)行分析。從某一側(cè)面來(lái)看，在線分析儀表屬于一種集中分析設(shè)備，對(duì)比其他自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備雖便攜性較差，但是功能完備。通過(guò)該設(shè)備可以實(shí)時(shí)檢測(cè)廢水進(jìn)出口周圍的環(huán)境變化，以便工作人員通過(guò)其數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，及時(shí)廢水的處理提出對(duì)策。另外，在線分析儀表中最重要的測(cè)定儀是溶解氧測(cè)定儀。溶解氧測(cè)定儀在對(duì)廢水中的溶解氧進(jìn)行測(cè)定費(fèi)同時(shí)，還能夠分析得出菌池中好氧菌的生長(zhǎng)狀態(tài)。一般來(lái)講，好氧菌的生長(zhǎng)狀態(tài)間接表達(dá)出菌對(duì)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(dá)，有些則通過(guò)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(cè)量?jī)x表應(yīng)用

液位測(cè)量?jī)x的精密度較高，對(duì)提高整個(gè)自動(dòng)化在線檢測(cè)設(shè)備的工作效率具有顯著的促進(jìn)作用。一般來(lái)講，液位測(cè)量?jī)x主要由發(fā)射和接收換能兩部分構(gòu)成，在工作過(guò)程中該設(shè)備可以將發(fā)射信號(hào)到接收信號(hào)的時(shí)間間隔檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液位高度的測(cè)量數(shù)據(jù)。關(guān)于液位測(cè)量?jī)x的應(yīng)用目前主要集中與以下兩方面，首先是格柵的運(yùn)行控制。其主要原理是通過(guò)控制器反映的液位數(shù)據(jù)對(duì)格柵進(jìn)行控制，即水位一旦超過(guò)預(yù)期界限就會(huì)啟動(dòng)控制系統(tǒng)。因此，從本質(zhì)來(lái)講，該設(shè)備表征的是廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾。其次是提升對(duì)泵的運(yùn)行控制。采用與上述同樣的原理，以水位界限為基礎(chǔ)，對(duì)泵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，繼而對(duì)外界進(jìn)入的污水流動(dòng)進(jìn)行控制。

4 具體工程案例

4.1 主要應(yīng)用儀表

（1）自動(dòng)化流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用。采用自動(dòng)化流量測(cè)量?jī)x表，能夠完整準(zhǔn)確的收集分析冶煉廠廢水處理過(guò)程中的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，對(duì)進(jìn)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(jìn)行分析，從而為各項(xiàng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供先進(jìn)可靠的技術(shù)信息服務(wù)保障。在廢水處理過(guò)程中，水量是一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)信息，對(duì)進(jìn)水量進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的把握，有利于抵抗水力負(fù)荷沖擊效果的提升，達(dá)到更高的工藝水平。運(yùn)用超聲波流量計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和上位機(jī)實(shí)時(shí)、累計(jì)流量的完整準(zhǔn)確顯示，這樣一來(lái)，變?yōu)樵O(shè)備的正常運(yùn)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(jì)主要是在該污水處理項(xiàng)目的管道測(cè)量、渠道測(cè)量部分得到應(yīng)用。該技術(shù)裝置的安裝操作簡(jiǎn)單，后期維護(hù)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(cè)系統(tǒng)的管理和維護(hù)。第二，口徑范圍大，在安裝過(guò)程中不需要投入其他費(fèi)用。第三，良好的穩(wěn)定性，有效解決了壓力受損等不良問(wèn)題；第四，不會(huì)對(duì)流體的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息造成任何干擾，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)信息的直接輸入，從而能夠獲得更好的自動(dòng)化控制效果。

（2）液位測(cè)量?jī)x表應(yīng)用。液位測(cè)量?jī)x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(yùn)行控制。該控制模式的原理是通過(guò)格柵前后的液位差來(lái)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(lái)完成分析計(jì)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(huì)得到及時(shí)的清理，確保正常過(guò)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(yùn)行控制。為了讓進(jìn)水提升泵具備優(yōu)良的自動(dòng)化控制性能，保障液位測(cè)量、PLC傳輸?shù)攘鞒痰姆€(wěn)定高效運(yùn)行，按照測(cè)量值對(duì)控制程序進(jìn)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(lái)水量為依據(jù)，對(duì)泵的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)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(dòng)檢測(cè)儀表主要結(jié)構(gòu)組件。在線分析儀表在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)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(chǎng)上常見(jiàn)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(shì)。其中，溶解氧測(cè)定儀具備更好的自動(dòng)調(diào)控性能，能夠快速穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整與控制，是改進(jìn)工藝水平的重要參考。通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行合理調(diào)整，為曝氣池進(jìn)行及時(shí)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(guò)渡損耗，從而對(duì)設(shè)備壽命進(jìn)行有效的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)更好好氧菌群分解效果。

4.2 應(yīng)用效果

自動(dòng)化在線檢測(cè)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(shì)效果。第一，可以對(duì)不同時(shí)間的水質(zhì)變化進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和分析，通過(guò)得出的調(diào)整分析結(jié)果，對(duì)進(jìn)水管網(wǎng)做出有針對(duì)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(duì)各個(gè)流程的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)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(lái)的諸多不利影響；第五，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的自動(dòng)化管理，為后期保養(yǎng)維護(hù)工作省去了不少麻煩。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于自動(dòng)化在線檢測(cè)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(shí)意義的一項(xiàng)研究，需要在專業(yè)技術(shù)手段優(yōu)化下，實(shí)現(xiàn)廢水處理能力的提升，從自動(dòng)化流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用、在線分析儀表應(yīng)用以及液位測(cè)量?jī)x表應(yīng)用三方面提高運(yùn)作水平，助力環(huán)保事業(yè)的長(zhǎng)效發(fā)展。