淺談分體式污水流量計在重金屬廢水自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù)：2874 發(fā)布時間：2020-12-24 08:25:42
分體式污水流量計在水基介質(zhì)液體流量測量中占據(jù)要重要的地位，在許多大型的供排水領(lǐng)域以及廢污水處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但不適用于純凈的油類及介電常數(shù)較低的液體介質(zhì)的流量測量。重金屬廢水是指礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的含重金屬的廢水。重金屬（如含鎘、鎳、汞、鋅等）廢水是對一環(huán)境污染*嚴(yán)重和對人類危害*大的工業(yè)廢水之一，其水質(zhì)水量與生產(chǎn)工藝有關(guān)。廢水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉(zhuǎn)移其存在位置和轉(zhuǎn)變其物化形態(tài)。處理方法是*先改革生產(chǎn)工藝，不用或少用毒性大的重金屬，在生產(chǎn)地點(diǎn)就地處理（如不排出生產(chǎn)車間）常采用化學(xué)沉淀法、離子交換法等進(jìn)行處理，處理后的水中重金屬低于排放標(biāo)準(zhǔn)可以排放或回用。形成新的重金屬濃縮產(chǎn)物盡量回收利用或加以無害化處理。本文介紹了管道式分體式污水流量計在重金屬廢水自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了管道式分體式污水流量計與超聲波流量計的誤差來源，并對管道式分體式污水流量計應(yīng)用于自動監(jiān)控行業(yè)進(jìn)行可行性分析。
1、引言
根據(jù)主要污染物總量減排監(jiān)測的要求，廢水重點(diǎn)排污企業(yè)均安裝了廢水流量自動監(jiān)測裝置，其中*常用的為超聲波明渠分體式污水流量計（以下簡稱“超聲波流量計”）和管道式分體式污水流量計（以下簡稱“分體式污水流量計”）。超聲波流量計有著超強(qiáng)的測量液位的能力，但同時也存在使用過程中安裝高度與位置不規(guī)范、測量環(huán)境不合適等問題。而分體式污水流量計是通過2個不同磁場相交產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號來準(zhǔn)確地測量位置，具有精度高、線性好、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應(yīng)用。
本次實驗選取了具有代表性的采用上述2種原理的流量計進(jìn)行現(xiàn)場比對，并與經(jīng)典的手工卷尺測量方法進(jìn)行比較，分析2種方法在實際監(jiān)測中的誤差情況。
2、實驗方法
2.1 實驗時間及地點(diǎn)
本試驗于2013年1月8日11∶43∶20～2013年1月9日17∶17∶51和2013年1月11日12∶31∶19～2013年1月13日14∶08∶14兩個時段內(nèi)采用手工、分體式污水流量計和超聲波流量計3種方法測量理研汽車配件（武漢）有限公司明渠堰槽排放的六價鉻廢水。
2.2 設(shè)備選型
本次實驗所用設(shè)備如表1。
2.3 實驗結(jié)果
3種測量方法試驗結(jié)果見圖1、圖2。以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，DR-831A明渠流量計與TKL-1型超聲波明渠流量計測量誤差見圖3、圖4。
從圖1可以看出，手工測量數(shù)據(jù)*大、DR-831A測量數(shù)據(jù)其次、TKL-Ⅰ測量值*低。
從圖2可以看出，手工、DR-831A和TKL-Ⅰ 3種測量方式在1月11日的測量結(jié)果同1月9日具有相似性，都表現(xiàn)出手工比對測量值*大、TKL-Ⅰ測量值*小。
見圖3，以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。除在1月9日14∶40和14∶45兩個時間點(diǎn)測量值表現(xiàn)出DR-831A測量誤差高于TKL-Ⅰ外，其他時段都明顯表現(xiàn)出DR-831A測量誤差小于TKL-Ⅰ。
由圖4可知，以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。1月11日12∶30～14∶55期間，
DR-831A和TKL-Ⅰ測量誤差比較
接近。其他時段，2者呈現(xiàn)出前者測量誤差要小于后者測量誤差。
綜合分析2種流量計產(chǎn)生差異
的原因：2種流量計使用的測量裝置不同，前者使用磁致伸縮液位傳感器進(jìn)行液位測量，該裝置測量精度要相對較高，而且響應(yīng)時間較短；后者使用超聲波探頭進(jìn)行液位測量，該裝置測量時響應(yīng)時間相對較長，不能及時反映液位變化。
3、可行性分析
3.1 政策法規(guī)
3.1.1 《HJ/T 353-2007水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定可使用分體式污水流量計，引用技術(shù)規(guī)范《JB/T 9248分體式污水流量計》，其中提到：流量計是指用于測定污水排放流時的儀器，一般宜采用超聲波明渠分體式污水流量計或管道式分體式污水流量計。使用其他測量方式的流量計，其各項性能指標(biāo)也應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求[2]。
3.1.2 《HJ/T 354水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)范（試行）》中提到分體式污水流量計驗收的規(guī)范性引用文件為《JB/T 9248分體式污水流量計》。
3.1.3 《HJ/T 367-2007環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求電磁管道流量計》規(guī)定了電磁管道流量計的技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則[4]。
以上3個技術(shù)規(guī)范中可確定，超聲波明渠流量計和管道式分體式污水流量計均可用于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
3.2 安裝條件
管道式分體式污水流量計應(yīng)安裝在離任何上游擾動至少10DN和離任何下游擾動2DN直管段中，相比超聲波明渠流量計安裝條件而言，對安裝距離要求將大大縮短。而且規(guī)定上游直管段長度不夠時，可以安裝整流器。對于帶壓排放的情況，也只能安裝管道式分體式污水流量計。
管道式分體式污水流量計解決了很多現(xiàn)場無法安裝超聲波明渠流量計、一些現(xiàn)場無法滿足自然流條件，特別是對一些帶壓排放的現(xiàn)場無法使用超聲波明渠流量計等問題。
3.3 測量精度
管道式分體式污水流量計測量精度高，0.2%～0.5%，受流體流動狀態(tài)影響小，測量結(jié)果穩(wěn)定。目前污水、供水用分體式污水流量計的精度一般選用0.3%，如果涉及到貿(mào)易交接，應(yīng)該選用0.2%級精度的分體式污水流量計。
3.4 在線校準(zhǔn)
管道式分體式污水流量計作為一種重要計量器具，應(yīng)在一定的使用周期內(nèi)進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的真實性。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011年10月頒布實施《管道式分體式污水流量計在線校準(zhǔn)要求》（CJ/T364-2011），明確規(guī)定管道式分體式污水流量計在線校準(zhǔn)的技術(shù)要求，分別從標(biāo)準(zhǔn)表法和電參數(shù)法等2種方法對管道式分體式污水流量計的校準(zhǔn)方法進(jìn)行闡述。
4、結(jié)論及建議
管道式分體式污水流量計具備測量精度高，穩(wěn)定性好，對直管段要求低，故障少等優(yōu)點(diǎn)，而且政策法規(guī)允許安裝使用管道式分體式污水流量計。目前，**已出臺管道式分體式污水流量計的在線校準(zhǔn)規(guī)范，為管道式分體式污水流量計的使用奠定了基礎(chǔ)。
1、引言
根據(jù)主要污染物總量減排監(jiān)測的要求，廢水重點(diǎn)排污企業(yè)均安裝了廢水流量自動監(jiān)測裝置，其中*常用的為超聲波明渠分體式污水流量計（以下簡稱“超聲波流量計”）和管道式分體式污水流量計（以下簡稱“分體式污水流量計”）。超聲波流量計有著超強(qiáng)的測量液位的能力，但同時也存在使用過程中安裝高度與位置不規(guī)范、測量環(huán)境不合適等問題。而分體式污水流量計是通過2個不同磁場相交產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號來準(zhǔn)確地測量位置，具有精度高、線性好、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應(yīng)用。
本次實驗選取了具有代表性的采用上述2種原理的流量計進(jìn)行現(xiàn)場比對，并與經(jīng)典的手工卷尺測量方法進(jìn)行比較，分析2種方法在實際監(jiān)測中的誤差情況。
2、實驗方法
2.1 實驗時間及地點(diǎn)
本試驗于2013年1月8日11∶43∶20～2013年1月9日17∶17∶51和2013年1月11日12∶31∶19～2013年1月13日14∶08∶14兩個時段內(nèi)采用手工、分體式污水流量計和超聲波流量計3種方法測量理研汽車配件（武漢）有限公司明渠堰槽排放的六價鉻廢水。
2.2 設(shè)備選型
本次實驗所用設(shè)備如表1。
2.3 實驗結(jié)果
3種測量方法試驗結(jié)果見圖1、圖2。以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，DR-831A明渠流量計與TKL-1型超聲波明渠流量計測量誤差見圖3、圖4。
從圖1可以看出，手工測量數(shù)據(jù)*大、DR-831A測量數(shù)據(jù)其次、TKL-Ⅰ測量值*低。
從圖2可以看出，手工、DR-831A和TKL-Ⅰ 3種測量方式在1月11日的測量結(jié)果同1月9日具有相似性，都表現(xiàn)出手工比對測量值*大、TKL-Ⅰ測量值*小。
見圖3，以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。除在1月9日14∶40和14∶45兩個時間點(diǎn)測量值表現(xiàn)出DR-831A測量誤差高于TKL-Ⅰ外，其他時段都明顯表現(xiàn)出DR-831A測量誤差小于TKL-Ⅰ。
由圖4可知，以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。1月11日12∶30～14∶55期間，
DR-831A和TKL-Ⅰ測量誤差比較
接近。其他時段，2者呈現(xiàn)出前者測量誤差要小于后者測量誤差。
綜合分析2種流量計產(chǎn)生差異
的原因：2種流量計使用的測量裝置不同，前者使用磁致伸縮液位傳感器進(jìn)行液位測量，該裝置測量精度要相對較高，而且響應(yīng)時間較短；后者使用超聲波探頭進(jìn)行液位測量，該裝置測量時響應(yīng)時間相對較長，不能及時反映液位變化。
3、可行性分析
3.1 政策法規(guī)
3.1.1 《HJ/T 353-2007水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定可使用分體式污水流量計，引用技術(shù)規(guī)范《JB/T 9248分體式污水流量計》，其中提到：流量計是指用于測定污水排放流時的儀器，一般宜采用超聲波明渠分體式污水流量計或管道式分體式污水流量計。使用其他測量方式的流量計，其各項性能指標(biāo)也應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求[2]。
3.1.2 《HJ/T 354水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)范（試行）》中提到分體式污水流量計驗收的規(guī)范性引用文件為《JB/T 9248分體式污水流量計》。
3.1.3 《HJ/T 367-2007環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求電磁管道流量計》規(guī)定了電磁管道流量計的技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則[4]。
以上3個技術(shù)規(guī)范中可確定，超聲波明渠流量計和管道式分體式污水流量計均可用于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
3.2 安裝條件
管道式分體式污水流量計應(yīng)安裝在離任何上游擾動至少10DN和離任何下游擾動2DN直管段中，相比超聲波明渠流量計安裝條件而言，對安裝距離要求將大大縮短。而且規(guī)定上游直管段長度不夠時，可以安裝整流器。對于帶壓排放的情況，也只能安裝管道式分體式污水流量計。
管道式分體式污水流量計解決了很多現(xiàn)場無法安裝超聲波明渠流量計、一些現(xiàn)場無法滿足自然流條件，特別是對一些帶壓排放的現(xiàn)場無法使用超聲波明渠流量計等問題。
3.3 測量精度
管道式分體式污水流量計測量精度高，0.2%～0.5%，受流體流動狀態(tài)影響小，測量結(jié)果穩(wěn)定。目前污水、供水用分體式污水流量計的精度一般選用0.3%，如果涉及到貿(mào)易交接，應(yīng)該選用0.2%級精度的分體式污水流量計。
3.4 在線校準(zhǔn)
管道式分體式污水流量計作為一種重要計量器具，應(yīng)在一定的使用周期內(nèi)進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的真實性。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011年10月頒布實施《管道式分體式污水流量計在線校準(zhǔn)要求》（CJ/T364-2011），明確規(guī)定管道式分體式污水流量計在線校準(zhǔn)的技術(shù)要求，分別從標(biāo)準(zhǔn)表法和電參數(shù)法等2種方法對管道式分體式污水流量計的校準(zhǔn)方法進(jìn)行闡述。
4、結(jié)論及建議
管道式分體式污水流量計具備測量精度高，穩(wěn)定性好，對直管段要求低，故障少等優(yōu)點(diǎn)，而且政策法規(guī)允許安裝使用管道式分體式污水流量計。目前，**已出臺管道式分體式污水流量計的在線校準(zhǔn)規(guī)范，為管道式分體式污水流量計的使用奠定了基礎(chǔ)。