赵鹤实习报告

目录一、实习时间2二、实习地点2三、实习单位和部门2四、实习内容24.1引言24.2污水处理厂的结构组成部分34.2.1 格栅34.2.2污水提升泵房 44.2.3 沉砂池 44.2.4 初次沉淀池 44.2.5生物处理池.4.4.2.6 二次沉淀池 54.2.7 污泥浓缩池 54.2.8 污泥脱水机房 54.2.9 其它部分仪表 54.3与本专业相关的仪器 54.3.1电磁流量计54.3.2超声波液位计原理84.3.3上位机9五、实习总结 11六、实习体会 12一、 实习时间2011年9月12日2011年9月23日二、 实习地点唐山市区三、 实习单位和部门唐山市西郊污水处理厂和唐山金彩印务有限公司四、 实习内容4.1引言我们先参观了总控制室，大概了解了整个污水处理的过程。然后开始了环绕整个工厂的按照生产顺序的参观。期间讲解员认真的讲解了从污水进入处理厂的第一道工序到经过降尘，除泥，氧化消毒变成国家一级B标准的可排水的过程。通过该厂的讲解老师为我们讲解污水处理厂处理工艺的基本流程图，基本流程图利用PLC技术监控全厂的运行，与我们的专业知识紧密结合。流程图大概包括 粗格栅 泵站 细格栅 工艺除砂 计量渠 百乐克综合池（生物选择池生物反应池一体化澄清池） 接触池 出水排放。在流程图上红灯表示停止，绿灯表示运转，黄灯闪表示有故障。随后到厂房实地参观。我们首先来到粗格栅污水处理部分，先把水中比较大的废弃物（50mm150mm）过滤掉，随后又来到细格栅处理部分，把直径5毫米左右的废弃物过滤掉，然后来到泥沙过滤部分，旋转270过滤大的泥沙，泥沙经过沉淀随后进行脱水，然后压缩成泥饼，运出去填埋，其次是三槽氧化沟处理部分对污水进行氧化处理，首先我们跟随负责人来到曝气部分的厂地，此部分印象很深刻，污水分三个槽，其中运转的槽含有大量气泡滚滚流动，停止运转的槽沉淀淤泥，随后进一步过滤等一系列步骤，最后我们看到公司负责人对污水最后部分的采样，达到一级B标准。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。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。在污水处理过程中，具体选择哪种方法要根据污水的性质、水量、处理要求、经济条件等方面的因素，在调查研究的基础上决定，既要科学合理，又得经济可行。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。典型的污泥处理工艺流程，包括四个处理或处置阶段。第一阶段为污泥浓缩，主要目的是使污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的容积或设备容量；第二阶段为污泥消化，使污泥中的有机物分解；第三阶段为污泥脱水，使污泥进一步减容；第四阶段为污泥处置，采用某种途径将最终的污泥予以消纳。以上各阶段产生的清液或滤液中仍含有大量的污染物质，因而应送回到污水处理系统中加以处理。以上典型污泥处理工艺流程，可使污泥经处理后，实现“四化”：减量化、稳定化、无害化、资源化。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，污泥被运到外面填埋。由于“污染性”造成的水资源短缺，已成为严重制约我国社会经济持续发展的突出问题，亟待解决。开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺，具有十分重要的现实意义。4.2污水处理厂的结构组成部分：4.2.1 格栅污水处理工程中格栅间内安装的主要设备是格栅机，它用来拦截、清除污水中的漂浮物。格栅机分粗格栅和细格栅两类，形式也多种多样。但其工作原理都是通过栅条拦截污水中的漂浮物，当栅条上拦截的漂浮物过多以至影响到格栅过水时，启动机械装置清除栅条上的漂浮物，就这样循环往复。4.2.2 污水提升泵房 进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。 4.2.3 沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。 沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。 4.2.4 初次沉淀池初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。生物处理池4.2.5生物处理池生物处理池是污水处理工程中最重要的处理构筑物，为污水的生物处理提供场所和条件。在本次参观的A/A/O处理工艺中，把生物处理池划分为厌氧、缺氧、好氧三个区。由于每个区的工艺条件不同，生长的微生物种类也不完全一样，使每个区的处理功能不一样，通过这些不同的功能组合，达到除磷脱氮的处理目的。虽然厌氧、缺氧区可以去除一部分BOD、COD，但好氧区的去除能力更为突出。好氧区好氧菌群数量的多少与其处理效果有着直接的关系。好氧菌数量偏少，对有机污染物的降解作用进行得不充分，处理效果当然不会好；数量偏大时，好氧区中的需氧量也会随之增大，造成能源的浪费。了解好氧菌群在好氧区的数量并使之维持在一个合适的范围内，对生产管理者而言是一个重要的问题。活性污泥是一种絮状污泥，其主要组成部分就是微生物好氧菌。所以污泥浓度间接反映了好氧菌的数量。在好氧区设置污泥浓度计是非常必要的。它不仅使管理者能直观地了解好氧菌的生长情况，也为回流污泥量的确定提供了依据。需要在好氧区设置的另一个重要仪表是溶解氧。从好氧区进行的一个重要反应硝化反应的方程式看：NH4+2O2NO3-+2H+H2O+能量，好氧区有无足够的氧，与硝化反应能否完成至关重要，同时氧还是好氧菌能否正常生活的一个关键因素。通过在好氧区设置溶解氧仪，生产管理者或计算机控制系统可据此调节供氧量使之保持在一个合理范围内。理论上，厌氧区溶解氧值应保持为零，缺氧区溶解氧应0.2mg/L，好氧区则在0.2至0.5 mg/L之间。在生物处理池的进水和出水处设置BOD、COD、NH等仪表，可直接观察其处理效果。4.2.6 二次沉淀池 二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。4.2.7 污泥浓缩池 作用：通过污泥重力沉淀降低污泥含水率和减少污泥体积。 工艺参数：进水含水率99.7%，出水含水率：92%，污泥固体负荷85.20kg/.d 4.2.8 污泥脱水机房 作用：用离心式脱水机使固液分开，使污泥进一步减容，便于污泥的最终处理。 工艺参数：进泥量：200t/天，进泥含水率：92%，出泥含水率：80%4.2.9 其它部分仪表进水处需要测量的参数一般有：SS、DO、pH、水温、流量等。检测仪表的安装部位在格栅与沉砂池之间。出水处需要测量的参数一般有：SS、DO、余氯等。4.3与本专业相关的仪器4.3.1电磁流量计1.电磁流量计（以下简称EMF）是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。50年代初EMF实现了工业化应用，近年来世界范围EMF产量约占工业流量仪表台数的5%6.5%。70年代以来出现键控低频矩形波激磁方式，逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式，仪表性能有了很大提高，得到更为广泛的应用。MF的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示，导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式 式中 E-感应电动势，即流量信号，V; k-系数； B-磁感应强度，T； D-测量管内径，m； - 平均流速，m/s。 设液体的体积流量为 ，则式中 K 为仪表常数，K= 4 KB/D 。EMF由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器典型结构示意如图2，测量管上下装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。2.优点EMF的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。EMF不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。EMF所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化明显的影响。与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。EMF测量范围度大，通常为20：150：1，可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.510m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量（例如设有4位数电位器设定仪表常数）不必取下作离线实流标定。EMF的口径范围比其他品种流量仪表宽，从几毫米到3m。可测正反双向流量，也可测脉动流量，只要脉动频率低于激磁频率很多。仪表输出本质上是线性的。 易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流体。3.缺点EMF不能测量电导率很低的液体，如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。通用型EMF由于衬里材料和电气绝缘材料限制，不能用于较高温度的液体；有些型号仪表用于过低于室温的液体，因测量管外凝露（或霜）而破坏绝缘。4. 应用概况EMF应用领域广泛。大口径仪表较多应用于给排水工程。中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所，如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液以及钢铁工业高炉风口冷却水控制和监漏，长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。5.精度等级和功能市场上通用型EMF的性能有较大差别，有些精度高、功能多，有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为（0.5%1%）R，精度低的仪表则为（1.5%2.5%）FS，两者价格相差12倍。因此测量精度要求不很高的场所（例如非贸易核算仅以控制为目的，只要求高可靠性和优良重复性的场所）选用高精度仪表在经济上是不合算的。有些型号仪表声称有更高的精确度，基本误差仅（0.2%0.3%）R，但有严格的安装要求和参比条件，例如环境温度2022，前后置直管段长度要求分别大于10D,3D（通常为5D,2D）甚至提出流量传感器要与前后置直管组成一体在流量标准装置上作实流校准，以减少夹装不善的影响。因此在多种型号选择比较时不要单纯只看高指标，要详细阅读制造厂样本或说明书做综合分析。市场上EMF的功能差别也很大，简单的就只是测量单向流量，只输出模拟信号带动后位仪表；多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。有些型号仪表的串行数字通信功能可选多种通信接口和专用芯片（ASIC），以连接HART协议系统、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF现场总线等。6.流速、满度流量、范围度和口径选定仪表口径不一定与管径相同，应视流量而定。流程工业输送水等粘度不同的液体，管道流速一般是经济流速1.53m/s。EMF用在这样的管道上，传感器口径与管径相同即可。EMF满度流量时液体流速可在110m/s范围内选用，范围是比较宽的。上限流速在原理上是不受限制的，然而通常建议不超过5m/s，除非衬里材料能承受液流冲刷，实际应用很少超过7m/s，超过10m/s则更为罕见。满度流量的流速下限一般为1m/s，有些型号仪表则为0.5m/s。有些新建工程运行初期流量偏低或在流速偏低的管系，从测量精度角度考虑，仪表口径应改用小于管径，以异径管连接之。用于有易粘附、沉积、结垢等物质的流体，选用流速不低于2m/s，最好提高到34m/s或以上，起到自清扫、防止粘附沉积等作用。用于矿浆等磨耗性强的流体，常用流速应低于23m/s ，以降低对衬里和电极的磨损。在测量接近阈值的低电导液体，尽可能选定较低流速（小于0.51m/s），因流速提高流动噪声会增加，而出现输出晃动现象。EMF的范围度是比较大的，通常不低于20，带有量程自动切换功能的仪表，可超过50100。国内可以提供的定型产品的口径从10mm到3000mm，随然实际应用还是以中小口径居多，但与大部分其他原理流量仪表（如容积式、涡轮式、涡街式或科里奥利质量式等）相比，大口径仪表占有较大比重。某企业近万台仪表中，50mm以下小口径、65250mm中口径、300900mm大口径、1000mm以上超大口径分别占37%、45%、15%和3%。4.3.2超声波液位计原理1.原理：超声波物位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S=CxT/2。由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。 2.特点：由于采用了先进的微处理器和独特的EchoDiscovery回波处理技术，超声波物位计可以应用于各种复杂工况。换能器内置温度传感器，可实现测量值的温度补偿。超声波换能器采用最佳声学匹配之专利技术，使其发射功率能更有效地辐射出去，提高信号强度，从而实现准确测量。 超声波液位计/物位计 安装要求。3.安装要求： 换能器发射超声波脉冲时，都有一定的发射开角。从换能器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罐内设施，如：人梯、限位开关、加热设备、支架等。 另外须注意超声波波束不得与加料料流相交。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换能器的发射方向与液面垂直。4.超声波测距原理：超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。测距的公式表示为：L=CT式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度，但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时间差到微秒级，以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后，我们设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。超声波测距误差分析根据超声波测距公式L=CT，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。时间误差当要求测距误差小于1mm时，假设已知超声波速度C=344m/s (20室温)，忽略声速的传播误差。测距误差st(0.001/344) 0.000002907s 即2.907ms。在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于1mm的误差。使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1s的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。超声波传播速度误差超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系，如表1所示。已知超声波速度与温度的关系如下：式中： r 气体定压热容与定容热容的比值，对空气为1.40， R 气体普适常量，8.314kgmol-1K-1， M气体分子量，空气为28.810-3kgmol-1， T 绝对温度，273K+T。近似公式为：C=C0+0.607T式中：C0为零度时的声波速度332m/s； T为实际温度()。对于超声波测距精度要求达到1mm时，就必须把超声波传播的环境温度考虑进去。例如当温度0时超声波速度是332m/s, 30时是350m/s，温度变化引起的超声波速度变化为18m/s。若超声波在30的环境下以0的声速测量100m距离所引起的测量误差将达到5m，测量1m误差将达到5mm。4.3.3上位机上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。简言之如此，实际情况千差万别，但万变不离其宗：上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。 在概念上，控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机，也可以理解为主机和从机的关系，但上位机和下位机是可以转换的，两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯，里面会举大量例子，一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。 通常上位机和下位机通讯可以采用不同的通讯协议， 可以有RS232的串口通讯，或者采用RS485串行通讯，当用计算机和PLC通讯的时候不但可以采用传统的D形式的串行通讯，还可以采用更适合工业控制的双线的PROFIBUS-DP通讯，采用封装好的程序开发工具就可以实现PLC和上位机的通讯。当然可以自己编写驱动类的接口协议控制上位机和下位机的通讯。 通常工控机，工作站，触摸屏作为上位机，通信控制PLC，单片机等下位机，从而控制相关设备元件和驱动装置。另外，此次实习还参观了印刷厂，厂区由一个个生产车间组成，每个车间执行一道加工工序，包括刷胶、印刷、折页、封装等工序。整套生产设备是德国进口的，自动化程度很高，其中给我印象最深的设备是高速折页机。折页机是伴随现代印刷行业产生的现代印刷设备，现代印刷厂通常包含印前，印刷，印后三个加工工序，主要承载媒介为纸质，折页机则是书刊，报纸加工的主要印后设备之一。该折页机的最高生产速度可达30000帖/小时，主要由给纸、折页、收纸三部分组成。给纸部分为连续输纸装置，担负着分离和输送纸张的任务，能准确地将印刷页输送到折页部分，此外，给纸部分还可以自动计数，使数量控制地更精确；折页部分为栅栏折页机构，利用的是栅栏与相对运转的折页辊和转向挡板配合来完成折页；收纸部分是通过工人手工来完成的，劳动强度仍然很高，还有一点，高速折页机的噪声很大，这种噪声污染也一直困扰着印刷企业，因此降低噪音，减少它对工人的伤害，将是日后折页机改进的一个很重要的方面。这次能有机会去印刷厂实习，我感到非常荣幸。虽然只有三个小时的时间，但是在这段时间里，对于一些平常理论的东西，有了感性的认识，感觉到受益匪浅。五、 实习总结污水处理是能源密集型的综合技术。一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术，合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。纵观世界各发达国家的发家史，都是在破坏环境的基础上发展的，到了严重的环境问题暴露出来以后才认真重视。我们中国虽然只是发展中国家，可却一步一个脚印地重复着这些原来发达国家的老路，甚至有过之而无不及。这些年来，自然灾害，环境恶化，各种让人恐慌的病毒，无一不是发展中忽视环境，以环境换取经济利益带来的恶果。特别是水生命的源泉，经济发展不可或缺的元素。所以，在未来的发展中，我们更加应该注意环境问题，节约用水作为自己的责任，清楚自己作为一个公民应该为社会承担的责任。随着唐山经济的快速发展，城市用水的需求量将日趋增长。虽然水是可再生资源，但