汙水處（chù）理中的管道式流量計（jì）選型

摘（zhāi）要：針對汙水處理場合（hé）的實際特點,在綜合考慮了汙水流量（liàng）測量安全性、準確性和經濟性（xìng）等指標後,為汙水處理單位（wèi）選定了（le）兩種管道式流量計,並對其性能進行了綜合性比較。 

1、引言 

流量計量是計量科學的重要組成部（bù）分,同時推動與支持（chí）了國民經濟的發展,然而流量計卻是少數幾種使用比製造艱難的儀（yí）表之一。因此在針對（duì）某一現實工礦場合進行流量計量的時（shí）候,應從實際情況出發,綜合地考慮測量的安全性、準（zhǔn）確（què）性和經濟性等（děng）指標,才能*終實（shí）現較好的流量測量（liàng）。 

2、針對汙水處理單位的實際工況特點選擇管道式流量計 

汙水處理單位作為接（jiē）收（shōu）從汙染源排出的汙染（rǎn）物總量或濃（nóng）度較高、達不到排放標準要求或不適應環境（jìng）容量（liàng）要求的汙（廢（fèi））水,並對其進行（háng）人工強化處理的環節，**需要流量信息,以確定係統的（de）運行狀態,以及（jí）汙水信息上傳。為了達到綜合效益的*大化（huà）,應從安全性、準確性和經濟性等指標,對汙水處理廠汙水流量計選型,進行逐一考（kǎo）查。 

2.1安全性 

汙水處理廠需要安裝流量計的場合,一般不（bú）會設有複（fù）雜密集（jí）的機械裝（zhuāng）置、電氣裝置,所以不會發生機械強度或電氣回路故障而引起事故。汙水處理（lǐ）單位在運行中（zhōng）會產生大量氣體,如甲烷、CO、硫化氫等。其中（zhōng）有些氣體當達到一定濃（nóng）度時,是存在安全隱患（huàn）的,所以在選擇流量計時,流量（liàng）計的（de）防爆性應加（jiā）以考慮。 

2.2準確性 

為了達到（dào）對汙水測量的準確性,應全麵分析設置在（zài）汙水處理單位的流量計的（de）工作對象及其特點,從中找（zhǎo）到選擇（zé）流量計的依據,以及使用時的注（zhù）意事項。 

2.2.1被測量的介質 

汙水處理單位的被處理介質是汙水,但是汙水的來源不盡相同,各來源汙水的各個指標參數（shù）也有所差別,因此*先應考慮汙水（shuǐ）的（de）來源。 

（1）生活汙水是人們在日常生活中使用過的,並被生活廢料（liào）所汙染的（de）水。其水質、水量（liàng）隨季節而變化,一般夏季用（yòng）水相對較多（duō）,濃度低；冬季相應量少,濃度高。生活汙水一般不含有毒物質,主要汙染物有有機物、無機鹽類等（děng）,且多懸浮物。 

（2）工業廢水是在工礦生產活動中產生的廢水,工業廢水（shuǐ）可分為生產汙水與（yǔ）生產廢水。生產汙水是在生產過程中形成、並被生產原料、半成品或成品等原料所汙（wū）染,也包括熱汙染（指生產過程中產生的、水溫超過60℃）的水；生產廢水是在生產過程中形成,但未直接參與（yǔ）生產工藝、未被生產原料、半成（chéng）品或成品（pǐn）等原料所汙染或隻是溫度少有上升的水。生產汙水需要（yào）進行淨化處理；生產廢水不需要（yào）淨化處理或僅需做簡單的處理,如冷卻處理。生（shēng）產汙水,它與生產行業有（yǒu）關係,不同的生產行業,或是同一行業不同（tóng）的生產工藝其汙染物也是有很大（dà）別的。生產汙水（shuǐ）中主（zhǔ）要汙染物不外乎：有機需（xū）氧物質、化學毒物、無機固體懸浮（fú）物、重金屬、酸、堿、植物營養物質、病原（yuán）體等。 

（3）被汙染的雨（yǔ）水（shuǐ）主要是指初期雨水。由於初期（qī）雨水衝（chōng）刷了地表的各種汙染物,汙染程度很高（gāo）,故宜作淨化處理。 

由此（cǐ）可見,對於汙水處理單位而言,被測量的介質是混合介質（zhì）,含有一定的懸浮物（wù）質等汙物,因其含有大量物（wù）質,往往具有一定的酸堿性、腐蝕性、導電性。由於汙水（shuǐ）中懸浮物質且具有一定的腐蝕性,對於如渦輪式流量計、容積式流量計、差壓式流（liú）量計、轉子（浮（fú）子）流量計（jì）等接觸式的流量計,如果進行長（zhǎng）時間的測量,汙水中汙物可能將流量計堵塞,腐蝕流量計的工作元（yuán）件,使流量計不能正常工作。所以在測量汙水流量時,*好應選用非接觸式的（de）流量計,以免（miǎn）被汙水侵（qīn）蝕無法長時間正常工作。 

2.2.2被測量介質的溫度 

汙水處理（lǐ）單位通常是在常溫常壓運（yùn）行,因此可認為被測介質的溫度為常溫,所以在進行流量計的選擇時,無需過多考慮。 

2.2.3被測量介質的壓力 

汙水處理（lǐ）單位通常是在常溫常壓運行,因此可認為被測（cè）介質的溫度為常壓,所以在進行流量計的選（xuǎn）擇時,無需過多考慮。 

2.2.4被測量介質的流量 

對於不同的汙（wū）水處理單位,其處理（lǐ）能力（lì）有（yǒu）所不同,其管道（dào）直徑大小也不（bú）同,需要根據具（jù）體的汙水處理單位進（jìn）行（háng）實際的分析。當（dāng）管道的直徑較（jiào）小時（shí）,多數的流量計是能勝（shèng）任的。由於有些流量計,如差壓流量計,安裝時要求安裝點前後應有數（shù）倍管（guǎn）道直徑的直管段長度,但（dàn）當管徑較大時,這（zhè）點是很難做到的。在測量大口徑管道流量時,電磁流量（liàng）計、超聲（shēng）波流量計和插入式流量計具（jù）有（yǒu）較（jiào）大的優勢。但是結合上述對汙水本身（shēn）含有懸浮物且（qiě）具有一定腐蝕性的特點的分析（xī）,插入式流量計在汙水處理單（dān）位這樣的工況場合,一般應用較少,不予考慮。 

2.3經濟性 

在測量精度方（fāng）麵,電（diàn）磁流量計要（yào）比超聲波流量計要高,但是兩者的價（jià）格都會隨著（zhe）管徑的增大而增大。超聲波流量計的測（cè）量精度會隨著管（guǎn）徑的增大,變得精確。在實際應用時,應在充（chōng）分（fèn）考（kǎo）慮實際（jì）要求精度、管徑等因素,作出決定。 

根據以上的分析,電磁（cí）流（liú）量計其測量的精度較高,而超（chāo）聲波流量計的測量精度會隨著管徑的增大,變得精確。考慮到一般性,較好地（dì）麵向不同的汙水處理單位,故本文給出（chū）了電磁流量計與超聲波流量（liàng）計,作（zuò）為汙水處理單位流量計選型的（de）備選方案。針對具體汙水處理單位（wèi）,應根據實際工況,如管徑的大小、要求的測量精度等,靈活的選擇電磁流量計（jì）與超聲波流量計,以達到（dào）較好的效果。 

3、電磁流量計與超聲波流（liú）量計 

3.1電磁流量計 

電磁（cí）流量計的測量是基於法拉（lā）*電磁感應定（dìng）律,導電介質（zhì）在電磁場中作切割（gē）磁力線運動時,導體會產生電動勢為Ed,而該（gāi）電動勢Ed與被測介質流量（流速）成正比。正因為電動勢隻與介質的流速有關,所以（yǐ）電磁流量計一般不受溫度、壓力、粘度、密度等其他外界因素的幹擾。另外（wài）,流量元件檢測（cè）出的*初信號,是一（yī）個與流體平均流（liú）速（sù）成精確線性變化的電壓,它與流體的其他性質無關,具有很大（dà）的優越（yuè）性。 

根據汙水具有流量（liàng）變化大、含雜質、腐蝕性小、有（yǒu）一定的導電能力等特性（xìng）,測量汙水的（de）流量（liàng）,電磁流量計是一個很（hěn）好的選擇。它結（jié）構緊湊、體（tǐ）積小,安裝、操作、維護方便。近幾年電磁流量計（jì）測量係統在逐步智能化,儀表整（zhěng）體密封加強,能夠保證在較惡劣的環境下正常工作。鑒於汙水具有一（yī）定的腐蝕（shí）性,在（zài）安裝電磁流量計時可選用氯丁（dīng）橡膠襯（chèn）裏（lǐ）,含鉬不鏽鋼（OCrI8Ni12Mo2Ti）電*,這樣就（jiù）可滿足汙水流量測量的要求。 

3.2超聲波流量計 

目前超聲（shēng）波（bō）流量計大致分為兩種：一種為多（duō）普勒超聲波流量計,一種是時差式超聲波流量計。多普勒流量計是利用相位（wèi）差法測量流速從而測得流量（liàng）的方法,即當某一已知（zhī）頻率的聲波在水中運動時,由於液體本身有一種運動速度,導（dǎo）致超聲波在兩接收器之間的頻率或相位發生相對變化,通過測量這一相對變化就可獲得液體速（sù）度,從而測得流量；時（shí）差型（xíng）流量（liàng）計是利用（yòng）時間差法測量流速,即某一速（sù）度的聲（shēng）波由於流體而使得其在兩接（jiē）收器之間傳播速度（dù）發生變化,通過測量這一相（xiàng）對（duì）變化就可獲得（dé）流體流（liú）速。在實際應用中我們多采用的是時差型流量計。 

它適用於能傳（chuán）播超聲波的均勻液體和流速較高的氣體。介質溫度範圍-10～100℃,介（jiè）質壓力不受限製。具有（yǒu）量程比寬,不受流體的黏度、密度的影響、能（néng）測強腐蝕介質等特點。超聲波流量計真正的優勢是用於測量（liàng）大口徑管道流量,如汙水處理廠這種用水（shuǐ）量大、管徑大的用戶。 

4、流量計（jì）選型案例分析 

4.1針對某汙水（shuǐ）處理廠管（guǎn）道式流量計選型 

該汙水處理廠是杭州市（shì）*大的汙水處理廠,其汙水來源主要是來（lái）自杭州市三汙幹管、市（shì）經濟技術開發區及餘杭區的工業及生活汙水,其處（chù）理的汙水來源廣泛,既包括有工業場合的生產廢水,又（yòu）有市民產生（shēng）的生活汙水,具有代表性。汙（wū）水中含有（yǒu）一定（dìng）的懸浮（fú）物質等汙物,具有一定的酸堿性、腐（fǔ）蝕性、導（dǎo）電（diàn）性。 

該處理廠滿（mǎn）負荷（hé）運轉每天能處理（lǐ）60萬t汙水,相當於杭州目前（qián）40%左右的（de）排汙量。可見該處理廠的（de）汙水處理能力較強,所以這也決定了在汙水處理流（liú）程中輸送汙水的管道的直徑也是較大的。經過實際的考（kǎo）查,了（le）解到在提升泵前的管道直徑分別為1 800～2 200mm。 

根據該（gāi）處（chù）理廠的實際特（tè）點（diǎn）,在（zài）進行流量計的選型時,主要的參考依據是該處理廠的管道直徑（jìng）、提升泵前後的（de）直管長度以及流體介質。汙水處理廠管道內介質具（jù）有導電性,且包含懸浮顆粒,因此從（cóng）原理上電磁流量計和超聲波（多普勒）流量計都（dōu）可（kě）以應用。 

雖然在測量精度方（fāng）麵,電磁流量計要比超聲（shēng）波流量計高,但是其價（jià）格隨著管道直徑的增大趨（qū）勢快（kuài）於超聲波流量計,在測量大直徑的管道流量時,其經濟性較差。針對該處理廠管徑較（jiào）大的情況,電磁流量計和超聲波（多普勒）流量計都可作為備選方案。若（ruò）流量計安裝（zhuāng）位置前後能有5～8m（*少3～5m）的直管段（duàn）,則可以考慮用電（diàn）磁流量計；若無法保證足夠的直管（guǎn）段、或管道施工不便,則考慮用超聲波（多普勒）流量計（jì）。 

4.2針對某乳（rǔ）業公司的管道式流量計選型 

該乳業公（gōng）司其（qí）產生的汙（wū）水主要是乳品廢水（shuǐ）,其具有有（yǒu）機物（wù）濃度高,油脂含量高,營養物質濃度高的特點,易腐敗,經過24h浮渣就會（huì）變黑且產生臭味。其排放汙水中有機質（zhì）的含量較高,但是根據其提（tí）供的汙水處理廠流程圖,可知其汙水中也包含一定（dìng）的生活汙（wū）水、汙物,具有一定（dìng）導（dǎo）電性。 

根據其提供資料,可知其潛水（shuǐ）泵泵後的管徑為80mm,管徑較（jiào）小。根（gēn）據該乳業公司提供的：該乳業（yè）公司2011年（nián）4～6月數據報表中的流量數據,可知在這段時間內的平均流量較小,但由於為間斷性排水,因此數據無法反映出管（guǎn）道（dào）的平均瞬時流量和*大瞬時流量。根據一般經驗,潛水泵出口管流速一（yī）般不大於3m/s；或（huò）者可以根據潛水（shuǐ）泵的名*數據估（gū）算出口流量,並據（jù）此選擇流量計量程。 

針對該乳業公司（sī）實際工況,選擇超（chāo）聲波流量計的成本過於高昂；選擇電磁流量計是比較合適的。由於其（qí）管徑較小,使用電磁流量計的成本不會很高,而且使用電（diàn）磁流量計,可以達到較為準確的測量結果。 

5、結語 

根據流量的（de）選型原則,綜合考慮了汙水處理單位的實際工（gōng）況特點,提出電磁流量計和超聲波流量（liàng）計（jì）作（zuò）為汙水處理單位管道式流量計選型（xíng）的備選方案。電磁流（liú）量計精度較（jiào）高,可被用作結算計量儀表使用；超（chāo）聲波流量計在測量大（dà）管徑流量方麵（miàn）具有優勢,其測量精度會隨著管徑（jìng）的增大。為了達（dá）到對汙水處理廠流量更（gèng）好地實時監控效果,出具更具（jù）權威性（xìng）的測量結果，應用綜合考慮,不同汙水處理單位的實際情況,具體問題具（jù）體分析,以（yǐ）便選出（chū）具體場（chǎng）合下的*優的汙水處理單位汙水管道式流量測量裝置。