摘要：随着时代的不断进步，我国的工业发展的越来越好。但随着人民生活水平的日益提高，人们环境意识逐渐提高，对环境质量的需求也在逐渐提高。我国的工业生产方面，对于各类污水处理的相关设备的运行、对于污水处理水质以及水量的监测、对于处理的工艺程序的效果等方面的要求也越来越高。对污水处理的要求逐渐提高，就需要有更先进的技术来进行对污水的处理。我国将会加大对于污水处理技术开发的投入，努力提高我国工业生产中的污水处理技术。 随着科技的不断发展，自动化仪表会在我国的污水处理方面应用的越来越广泛。由于自动化仪表可以对污水水质进行实时监测，获取大量的水质数据，这会大大减少工作人员的工作量，同时可以提高数据检测工作的准确性。我国对于自动化仪表设计工作十分重视，自动化仪表研发工作仍然具有十分广阔的空间，技术人员当不断探索，设计出更加先进的自动化仪表应该到我国的污水处理工作中。本文将主要介绍自动化仪表设计在污水处理中的重要作用，阐述目前我国在污水处理中应用的自动化仪表设计与应用。
关键词：污水处理；自动化仪表；设计与应用
前言
近年来，我国的工业化水平不断提高，经济因此得到了迅速发展。但因此也导致了一些环境问题，特别是水资源方面受到了较为严重的污染。工业的迅速发展导致大量的工业废水被不加处理的排放到工厂附近的水域当中，这对附近的水域造成了较大的伤害。为了有效解决我国由于工业发展过快带来的环境问题，有关部门大力发展污水处理技术，加大对废水的处理以及排放等过程的监督力度。同时，对于各类污水处理的相关设备的运行、对于污水处理水质以及水量的监测、对于处理的工艺程序的效果等等方面的要求也越来越高。这对于污水处理中的自动化仪表的设计和应用提出了新的要求。自动化仪表在污水处理过程中可以发挥重要作用，设计人员研发过程中，要考虑到各方面的要求，尽量保证仪表具有足够的使用年限。由于污水处理的环境多种多样，要考虑到一些特殊环境对于仪表带来的影响，尽量避免仪表出现故障。仪表一旦出现故障，会加大工作人员的工作量，反而会对污水处理进行造成影响。本文将主要介绍自动化仪表在污水处理过程中的设计与应用等相关问题。
1污水处理中自动化仪表的重要作用
1.1污水处理中自动化仪表的重要性
目前，我国的工业废水处理以及排放问题亟待解决，需要更加先进的技术来进行对于污水的处理。就目前的污水处理技术来说，虽然有较多的工艺类型，但在使用这些技术的时候，难免要对大量的检测数据进行处理。现在大型污水处理厂和工艺污水处理厂一般都装有在线总磷、在线氨氮、在线COD、在线BOD、污泥界面、氧化还原电位、污泥浓度、溶解氧浓度、温度以及压力、pH值、液位差、流量等自动化仪表。技术人员通过使用这些技术来获得需要的工艺监测数据，以此来控制工艺过程中的各种工艺设备。处理污水处理过程中各系统之间、各种污水处理工艺之间以及供需之间的关系，确保各种污水处理设备可以得到有效的应用。像溶氧值和曝气量这些比较重要的工艺参数是确保污水处理过程中工艺自动控制的重要保证。对这些数据进行有效的监测，可以确保污水处理工艺自动控制的正常运行。这些自动化仪表对于污水处理工艺具有十分重要的意义，可以反映工艺处理过程是否正常进行，保证生产设备的安全，同时收集到的数据也对于有关部门的检测指标具有重要作用。综上所述，污水处理技术离不开自动化仪表，自动化仪表是保证污水处理质量和效率的重要技术。
1.2污水处理中自动化仪表的作用
目前我国的城市污水主要来源是生活污水与工业污水，这两种污水携带的有毒成分会对居民的生活质量以及环境造成严重的影响。为了解决污水处理与排放问题，从事污水处理技术研发的工作人员从污水数据采集方面入手，试图探索能够大量采集污水水质质量的技术，加强对于污水处理中自动化仪表的开发与研究。在对污水的实际检测过程中，传统的人工检测方式已经无法满足工作的需求，不但会加大工作人员的工作内容，也会拖慢污水处理的速度。由于生活与工业污水中含有较多的杂质，需要进行分析与分离，传统的数据采集方式无法得到全面的数据，会影响检测结果。技术研发人员从自动化仪表入手，试图实现对污水杂质的自动检测，一方面可以大大减少工作人员的作业量，也可以提高污水检测的质量与效率。
目前来说，氨氮量测试仪和pH值测试仪是应用比较广泛的两种自动化仪表，前者主要测量污水中的氨氮含量，后者则主要检测污水中的pH值。这两种自动化仪表都可以对污水的水质进行自行测量，为工作人员提供较为准确的数据，对于工作人员判断水质是否达标具有意义。从上述两种自动化仪表可以看出，未来的污水处理工作会越来越离不开自动化仪表，自动化仪表可以有效的加速污水处理进程，提高污水处理的质量与效率。自动化仪表虽然功能强大，但由于其运作原理复杂，研发时需投入大量的人力物力，经过诸多的工艺程序才能完成。相关技术人员需要加大对于自动化仪表的研究力度，正确研发出更先进的自动化仪表来优化我国的污水处理工作，保证居民生活的质量以及环境不被污染。总而言之，在污水处理进程中自动化仪表发挥着越来越重要的作用。
2自动化仪表设计与应用
2.1污水处理仪表种类
目前，我国应用于工业污水处理方面的仪表种类已经越来越多样，常见的自动化仪表主要分为成分分析仪表和热工仪表。成分分析仪表在处理污水的过程中主要是对水质进行分析，例如溶解氧仪、在线BOD 仪、在线COD 仪等。成分分析仪表具有专用性强以及形式多样等特点，其局限性在于一种成分分析仪往往只能应用于某种介质成分分析。热工仪表的应用范围比较广泛，包括温度、压力、液位以及流量等物理量。热工仪表大部分是由传感器部分、中间传送部分以及显示部分构成。
2.2压力与温度仪表
介质温度需要保持在一定温度范围内，为了保证厌厌氧消化过程中保持良好的反应。通常为了预置温度检测点，选择铂热电阻作为热敏元件。由于进行污水处理时，不需要太多的温度监测点，可以将电阻信号直接转化为4~20mA信号直接接入标准的模拟器模块。
污水处理过程中，对于压力的检测多为泵出口处设置压力表，目前我国具有技术比较成熟的智能型压力变送器，应用于污水处理过程中的压力检测。压力变送器方便于量程设置和调零。
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2.3pH计
pH计主要应用于污水的进出口处，为了方便技术人员对进水水质以及出水的水质进行管理，满足污水处理的需要。pH计的工作原理是利用电位法测量溶液的酸碱度。由于待测液体的测量电极与恒定电位的参比电极之间的电势差以及溶液的pH值之间有确定的函数关系，可以通过数学计算得到溶液的pH值。
2.4流量仪表
在污水处理过程中，有一类比较重要的仪表名为流量计。污水处理厂的进出水水量、回流污泥量、曝气量以及消化池产气量等都是工艺生产所必须测量的流量参数。此外，使用流量测量仪表也可以提供大量的数据来对污水处理厂的经济效果进行考核与分析。
2.5电磁流量计
所谓的电磁流量计是指测速式流量计，主要应用于导电性液体体积流量的测量。电磁流量计的应用原理是法拉第电磁感应原理。电磁流量计在污水处理方面的应用比较广泛，例如进出水管线以及污泥管线上都需要用电磁流量计进行测量。但要注意的问题是电磁流量计对于测量液体的电导率以及流速都有要求，这点在设计时需要注意。
3.仪表设计与应用原则与注意事项
3.1污水处理仪表设计原则
仪表在污水处理工艺中的作用不仅是负责数据的采集工作，以此来确保自动控制系统的正常运作，还是对污水处理工作的技术保障。在对污水处理仪表进行设计时，要考虑到高精度、高稳定性以及降低维护等应用特点，尽量设计实用的仪表。
在设计配置污水处理仪表时，要考虑到安全问题。由于目前我国大多数污水处理厂的环境比较差，一些污水处理仪表会直接安放在井下或者露天环境，甚至有一些被安放在污水中，这都是对于仪表设计的质量是一种挑战。仪表的设计还需要针对不同的工厂特殊的环境进行设计，尽量减少对于仪表的维护工作。在进行仪表的设计时要考虑要环保问题，尽量降低能耗。在对自动化仪表进行设计时，也应考虑到污水成分复杂这一问题。有些污水虽然是来自同一源头，但也会存在成分上的差异。这对这一问题，在设计自动化仪表时必须遵循一些原则，保证自动化仪表可以发挥出切实的作用。在进行自动化仪表的设计时，首先需要考虑的问题就是自动化仪表的稳定性，如果自动化仪表不具有很好的稳定性，一旦投入使用很容易发生质量问题，加大维护人员的工作量，浪费人力物力。确保自动化仪表具有较好的稳定性，也是自动化仪表出色完成污水水质监测工作的重要保障。在对自动化仪表进行研发时，要使用一些精密度高、稳定性强的工具来进行研制，使用高质量的材料来进行自动化仪表的组建，保证其质量。但是，保证自动化仪表的稳定性并不意味着要一味的追求高精度，也要考虑到成本问题，防止对于建设材料的浪费和滥用。应该按照国家标准进行研发和设计，保证自动化仪表的质量。
除了考虑到自动化仪表的成本以及质量问题，还需要考虑到污水水质的特殊性。众所周知，一些工业污水具有毒性和腐蚀性，所以在进行自动化仪表的研发和设计时，要考虑选用一些具有耐腐蚀性的高质量材料，不然仪器一旦投入使用，会被污水腐蚀，从而大大减少其使用年限。除了污水具有腐蚀性这一问题，还有一些污水检测的地点是在露天的场地，这就要求技术人员在对自动化仪表进行研发时要考虑到天气对于仪表的影响。尽量选择一些不容易发生锈蚀的材料，或者想办法尽量避免自动化仪表出现修饰问题。综上所述，技术人员在对自动化仪表进行研发和制造时，要尽量考虑到方方面面，努力提高自动化仪表的质量，同时也注意节约成本，不要浪费材料，同时也要选择合适的材料避免锈蚀等现象的产生。除此之外，设计人员还需要考虑到自动化仪表将要被使用的地区，对使用地点进行实地考察，分析仪表在实际使用过程中可能出现的问题，针对特殊地区特殊的地理环境，提高自动化仪表的环境适用性，防止仪表在工作过程中发生损坏。常见的特殊地区一般有：沼泽地区、雷区等特殊地区的污水处理工作。像沼泽地区，很容易发生沼气的爆炸事件，所以要尽量提高自动化仪表的质量，可以考虑给自动化仪表加一个防护罩，尽量提高其安全性。
3.2污水处理中仪表使用注意事项
污水处理仪表设备需要专业人员进行定期的维护和检修，特别是传感器部分容易被油脂或者污染物覆盖，这会对仪表的正常工作产生影响。在对仪表进行清洗和维护时，要尽量避免改动设备的内部构造，当设备发生故障时，要及时进行维修。对于自动化仪器的维护时十分必要的，在仪表出现不良反应的第一时间技术人员就需要对仪表进行比较彻底的检修工作，防止故障的扩大，这会影响到污水处理的质量和效率。
污水处理过程中工作人员也要正确掌握仪表的使用方法，尽量避免由于人为的不正常操作对仪表产生损害，造成其发生故障。自动化仪表要被放置在合适的环境中，尽量避免由于天气原因或者污水的腐蚀对仪表造成损害。如果环境实在恶劣，也要尽量选择较安全的位置安放仪表，尽量延长仪表的使用年限。一般来说，自动化仪表在使用过程中容易出现的问题就是得不到有效的管理，工作人员没有对其进行有效的维护和检查，结果是造成仪表出现较大的问题，甚至出现无法工作的现象。所以，在使用自动化仪表时，一定要注意爱护和检查。
结语
合理进行污水处理仪表的设计以及应用，是有效改善我国工业污水处理问题的有效措施。相信通过技术人员的不断努力，我国的工业污水问题可以得到有效解决。文本主要阐述了自动化仪表在污水处理中的设计与应用。首先介绍了自动化仪表为何在我国的污水处理工作中具有重要意义，探讨了自动化仪表在污水处理工作发挥的重要作用，不但可以提供准确的数据，也可以提高污水水质监测以及处理的精度和效率。介绍了目前我国在污水处理领域主要应用的几种自动化仪表，它们分别对水质的不同杂质进行检测，为我国的污水处理工作做出了巨大的贡献。最后，点明了在对自动化仪表进行设计和实际应用时可能出现的各种问题，技术人员需要在研发过程中考虑到的方方面面。我国污水处理工作做的并不是很完善，依旧需要各方面的共同努力，希望本文可以为进行污水处理进程中自动化仪表研究的工作人员提供一些资料和帮助。
参考文献：
[1]麻振伟.污水处理中自动化仪表设计与应用分析[J].山东工业技术，2016.
[2]张守伟.污水处理自动化仪表设计与应用[J].制造业自动化，2011.
[3]陈遵颢.污水处理中自动化仪表设计与应用[J].自动化与仪器仪表，2010.
论文作者:王川
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/30
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