污水管道流量計在重金屬廢水自動(dòng)監測系統中的應用

污水管道流量計在水基介質(zhì)液體流量測量中占據要重要的地位，在許多大型的供排水領(lǐng)域以及廢污水處理領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用，但不適用于純凈的油類(lèi)及介電常數較低的液體介質(zhì)的流量測量。重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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)境污染最嚴重和對人類(lèi)危害最大的工業(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，只能轉移其存在位置和轉變其物化形態(tài)。處理方法是首先改革生產(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(chē)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準可以排放或回用。形成新的重金屬濃縮產(chǎn)物盡量回收利用或加以無(wú)害化處理。本文介紹了管道式污水流量計在重金屬廢水自動(dòng)監測系統中的應用，分析了管道式污水管道流量計與超聲波流量計的誤差來(lái)源，并對管道式污水管道流量計應用于自動(dòng)監控行業(yè)進(jìn)行可行性分析。
1、引言
根據主要污染物總量減排監測的要求，廢水重點(diǎn)排污企業(yè)均安裝了廢水流量自動(dòng)監測裝置，其中最常用的為超聲波明渠污水流量計（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“超聲波流量計”）和管道式污水管道流量計（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“污水管道流量計”）。超聲波流量計有著(zhù)超強的測量液位的能力，但同時(shí)也存在使用過(guò)程中安裝高度與位置不規范、測量環(huán)境不合適等問(wèn)題。而污水管道流量計是通過(guò)2個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應變脈沖信號來(lái)準確地測量位置，具有精度高、線(xiàn)性好、運行穩定的特點(diǎn)，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應用。
本次實(shí)驗選取了具有代表性的采用上述2種原理的流量計進(jìn)行現場(chǎng)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(shí)際監測中的誤差情況。
2、實(shí)驗方法
2.1 實(shí)驗時(shí)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(gè)時(shí)段內采用手工、污水管道流量計和超聲波流量計3種方法測量理研汽車(chē)配件（武漢）有限公司明渠堰槽排放的六價(jià)鉻廢水。
2.2 設備選型
本次實(shí)驗所用設備如表1。
2.3 實(shí)驗結果

3種測量方法試驗結果見(jiàn)圖1、圖2。以手工實(shí)測液位高度為基準，DR-831A明渠流量計與TKL-1型超聲波明渠流量計測量誤差見(jiàn)圖3、圖4。
從圖1可以看出，手工測量數據最大、DR-831A測量數據其次、TKL-Ⅰ測量值最低。
從圖2可以看出，手工、DR-831A和TKL-Ⅰ 3種測量方式在1月11日的測量結果同1月9日具有相似性，都表現出手工比對測量值最大、TKL-Ⅰ測量值最小。
見(jiàn)圖3，以手工實(shí)測液位高度為基準，2種流量計的誤差均在±5%的范圍內。除在1月9日14∶40和14∶45兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)測量值表現出DR-831A測量誤差高于TKL-Ⅰ外，其他時(shí)段都明顯表現出DR-831A測量誤差小于TKL-Ⅰ。
由圖4可知，以手工實(shí)測液位高度為基準，2種流量計的誤差均在±5%的范圍內。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(shí)段，2者呈現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，而且響應時(shí)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(shí)響應時(shí)間相對較長(cháng)，不能及時(shí)反映液位變化。

3、可行性分析
3.1 政策法規
3.1.1 《HJ/T 353-2007水污染源在線(xiàn)監測系統安裝技術(shù)規范》中規定可使用污水管道流量計，引用技術(shù)規范《JB/T 9248污水管道流量計》，其中提到：流量計是指用于測定污水排放流時(shí)的儀器，一般宜采用超聲波明渠污水流量計或管道式污水管道流量計。使用其他測量方式的流量計，其各項性能指標也應滿(mǎn)足本標準的相關(guān)要求[2]。
3.1.2 《HJ/T 354水污染源在線(xiàn)監測系統驗收技術(shù)規范（試行）》中提到污水管道流量計驗收的規范性引用文件為《JB/T 9248污水管道流量計》。
3.1.3 《HJ/T 367-2007環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求電磁管道流量計》規定了電磁管道流量計的技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規則[4]。
以上3個(gè)技術(shù)規范中可確定，超聲波明渠流量計和管道式污水管道流量計均可用于水質(zhì)在線(xiàn)監測系統。
3.2 安裝條件
管道式污水管道流量計應安裝在離任何上游擾動(dòng)至少10DN和離任何下游擾動(dòng)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。而且規定上游直管段長(cháng)度不夠時(shí)，可以安裝整流器。對于帶壓排放的情況，也只能安裝管道式污水管道流量計。
管道式污水管道流量計解決了很多現場(chǎng)無(wú)法安裝超聲波明渠流量計、一些現場(chǎng)無(wú)法滿(mǎn)足自然流條件，特別是對一些帶壓排放的現場(chǎng)無(wú)法使用超聲波明渠流量計等問(wèn)題。
3.3 測量精度
管道式污水管道流量計測量精度高，0.2%～0.5%，受流體流動(dòng)狀態(tài)影響小，測量結果穩定。目前污水、供水用污水管道流量計的精度一般選用0.3%，如果涉及到貿易交接，應該選用0.2%級精度的污水管道流量計。
3.4 在線(xiàn)校準
管道式污水管道流量計作為一種重要計量器具，應在一定的使用周期內進(jìn)行檢定和校準，確保數據的真實(shí)性。住房和城鄉建設部于2011年10月頒布實(shí)施《管道式污水管道流量計在線(xiàn)校準要求》（CJ/T364-2011），明確規定管道式污水管道流量計在線(xiàn)校準的技術(shù)要求，分別從標準表法和電參數法等2種方法對管道式污水管道流量計的校準方法進(jìn)行闡述。
4、結論及建議
管道式污水管道流量計具備測量精度高，穩定性好，對直管段要求低，故障少等優(yōu)點(diǎn)，而且政策法規允許安裝使用管道式污水管道流量計。目前，國家已出臺管道式污水管道流量計的在線(xiàn)校準規范，為管道式污水管道流量計的使用奠定了基礎。

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