關(guān)于河道污水處理流量計(jì)測(cè)量誤差與性能的研究

摘要：河道污水處理流量計(jì)測(cè)量誤差主要是流體槽的類型和傳感器種類決定，根據(jù)排放水性質(zhì)，選擇流量計(jì)種類和型號(hào)是減少測(cè)量誤差的*好方法。

能否順利實(shí)施排污申報(bào)登記制度取決能否獲得排污廢水的可靠信息，而信息的可信度主要取決于監(jiān)測(cè)技術(shù)，由于工業(yè)廢水水質(zhì)的復(fù)雜性，其水量和水質(zhì)**間、季節(jié)、生產(chǎn)工藝及原料品種等因素變化，這就要求流量監(jiān)測(cè)儀器能適應(yīng)酸、堿、高溫、高濕等惡劣環(huán)境。能在復(fù)雜的水力條件下準(zhǔn)確計(jì)量，目前河道污水處理流量計(jì)種類繁多，產(chǎn)品性能不盡相同，在同一地區(qū)不同污水類型的企業(yè)安裝、使用效果有很大的差異，由于企業(yè)排放廢水的特殊性，傳統(tǒng)的水文流量監(jiān)測(cè)儀器，不論在標(biāo)準(zhǔn)、性能、器件等方面，與監(jiān)測(cè)多種水質(zhì)的污水儀器有很大差別。下面根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論。

1、河道污水處理流量計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外液位流量計(jì)種類較多。按測(cè)量原理、被測(cè)物的種類及其使用方法(連續(xù)測(cè)量、瞬時(shí)測(cè)量)，已有十種之多，但至今還沒(méi)有能有效測(cè)量所有液位的液位傳感器：

國(guó)外液位計(jì)中使用較普遍的有以下幾種：

(1)氣泡式液位計(jì)；

(2)壓差式液位計(jì)；

(3)膜式液位計(jì)；

(4)浮筒式液位計(jì)；

(5)靜電電容式液位計(jì)；

(6)電*式液位計(jì)；

(7)磁力計(jì)；

(8)聲波式液位計(jì)；

(9)輻射式液位計(jì)；

(10)短路式液位計(jì)。

由于**沒(méi)有河道污水流量計(jì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，各制造廠家根據(jù)不同的測(cè)量原理和傳感器，參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)編輯的“明渠水流測(cè)量”標(biāo)準(zhǔn)，制訂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。由于傳感囂不同，標(biāo)準(zhǔn)不完全一樣，各種流量計(jì)性能有一定的差異，目前較普遍的技術(shù)缺陷是：

A．傳感器可靠性和重現(xiàn)性較差。由于目前尚無(wú)專用傳感器，大都是液位傳感器測(cè)量水位。由計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬計(jì)算流量。傳感器連續(xù)工作基準(zhǔn)點(diǎn)容易產(chǎn)生飄移是造成流量計(jì)量不準(zhǔn)確的主要原因。

B．主機(jī)故障率較高。其主要原困是設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)河道污水處理流量計(jì)作用認(rèn)識(shí)不充分，片面追求多功能。例如，傳感器輸出信號(hào)采用電壓信號(hào)傳輸，電纜阻值略大，輸入信號(hào)不能正確輸入。

C．安裝調(diào)試復(fù)雜，專業(yè)性較強(qiáng)，使用單位不便選擇。例如，測(cè)量下限水位高，易堵塞和低水位計(jì)量不準(zhǔn)等因素沒(méi)有考慮。

D．通常排放水量應(yīng)在河道污水處理流量計(jì)*大水量50%左右，但許多使用單位和部分經(jīng)銷單位常常忽略這個(gè)問(wèn)題，造成儀器處于不正常工作狀態(tài)。此外元器件質(zhì)量不好，抗干擾能力弱，也是儀器故障率高的原因之一。

根據(jù)調(diào)查收集的資料來(lái)看，陜西省工業(yè)污染廢水主要排污行業(yè)是造紙及紙制品業(yè)，污染負(fù)荷比32.3%；化學(xué)工業(yè)負(fù)荷比22.1%；紡織業(yè) 5.4%；天然氣、石油開(kāi)采業(yè)負(fù)荷比4.6%；機(jī)械工業(yè)負(fù)荷比4.6%。所以工業(yè)廢水排放水質(zhì)中懸浮物占的比重較大；酸堿性水質(zhì)比重較大；瞬時(shí)排放＜400m3/h，這些是陜西省河道污水處理流量計(jì)使用的三個(gè)特點(diǎn)。

對(duì)于河道污水處理流量計(jì)的要求，除了技術(shù)上的先進(jìn)性外，還存在性能、維護(hù)、方便、經(jīng)濟(jì)等多種因素的影響，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)全面考慮。另外相近類別產(chǎn)品的可比性，也是影響河道污水處理流量計(jì)的使用率。例如：廢水排放量為400m3/h的企業(yè)，新鮮水費(fèi)0.60元/m3。大口徑水表價(jià)格0.3萬(wàn)元/個(gè)，每天按8h計(jì)算，每年新鮮水費(fèi)約為57萬(wàn)元。設(shè)備費(fèi)比值1：19O，而污水費(fèi)約4.8萬(wàn)元，河道污水處理流量計(jì)費(fèi)用1.5萬(wàn)元，設(shè)備費(fèi)比值1：3左右，同一企業(yè)進(jìn)水與排水設(shè)備費(fèi)比值相距甚遠(yuǎn)。不能不引起使用單位的重視。

2、流量計(jì)誤差分析

2.1 流量計(jì)基本構(gòu)造

流量計(jì)一般由流體槽、傳感器、二次儀表組成。因測(cè)量原理與傳感器不同，流體槽有所不同，二次儀表大多采用51系統(tǒng)單片機(jī)。其工作原理框圖如下：

2.2 流量計(jì)誤差分析

流體槽：目前國(guó)內(nèi)流量計(jì)流體槽較多的是三角堰(梯形堰)巴歇爾槽和無(wú)喉槽。**標(biāo)準(zhǔn)JJGT11—9O明渠堰槽流量計(jì)試行檢定規(guī)程中對(duì)新安裝明渠槽流量計(jì)應(yīng)達(dá)到的不確定度為：

薄壁堰

三角形缺口薄壁堰 1%～2%

矩形缺口薄壁堰 1%～4%

等寬缺口薄壁堰 1%～4%

寬頂堰

矩形寬頂堰 3%～5%

圓緣寬頂堰 3%～5%

三角形剖面堰 2%～5%

平坦V形堰 2%～5%

巴歇爾槽 自由出流 3%

無(wú)喉道槽 自由出流 4%

**環(huán)保局HYS—Z一89明渠河道污水處理流量計(jì)，液位計(jì)暫行技術(shù)要求，整套儀表的基本誤差≤±5%(滿量程誤差)，薄壁堰、巴歇爾槽、無(wú)喉槽誤差在4%以下，均能達(dá)到HYS—Z一89要求(儀器誤差通常≤1%)，使用時(shí)要考慮排放渠道及附近場(chǎng)地情況，特別是排放水質(zhì)對(duì)流體槽有無(wú)影響。例如，懸浮物含量較多的企業(yè)不要選用三角堰式流體槽，以免堵塞。含油或粘度較大的企業(yè)不要使用浮子式流量計(jì)。

傳感器是河道污水處理流量計(jì)的關(guān)鍵元件，也是測(cè)量誤差的重要來(lái)源。影響傳感器正常工作的因素較多，類型不同，因素也不一樣。例如：浮子式傳感器傳動(dòng)鋼索受溫度變化影響較大，冬季易結(jié)冰打滑，夏季鋼索受熱伸長(zhǎng)。超聲波電容式傳感器在器件供電方式等方面。易受到外界干攏。電纜傳輸距離過(guò)長(zhǎng)，信號(hào)衰減與受外界影響，對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大的影響，這種影響往往大于其它因素的影響，為了防止干擾和信號(hào)衰減，有時(shí)需要對(duì)二次儀表進(jìn)行改進(jìn)，或在排放口附近修建儀器室等。

二次儀表故障原因，主要是元器件質(zhì)量較差，在設(shè)計(jì)上主要偏重多功能化。例如微機(jī)打印頭理論壽命0.4×10^6行，但實(shí)際使用中，能達(dá)到的不多。所以筆者認(rèn)為河道污水處理流量計(jì)主要功能是記錄排放水體積，其它性能應(yīng)服從于主要功能，這樣不僅能降低成本，也能提高二次儀表長(zhǎng)期工作的可靠性。

3、河道污水處理流量計(jì)展望

隨著排污申報(bào)登記工作的深人開(kāi)展，河道污水處理流量計(jì)已成為必不可少的工具，將會(huì)長(zhǎng)期為環(huán)境保護(hù)服務(wù)。河道污水處理流量計(jì)性能和質(zhì)量也會(huì)有很大的提高，上述存在的技術(shù)缺陷也會(huì)逐步改進(jìn)，但是就目前企業(yè)排放口不規(guī)范，特別是企業(yè)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，現(xiàn)行的河道污水處理流量計(jì)難以適應(yīng)，尤其是遇到排放渠道較窄，排放口附近無(wú)建筑，流體槽與二次儀表距離大于30m等，附屬費(fèi)用較大，現(xiàn)行河道污水處理流量計(jì)的缺點(diǎn)和矛盾更為突出。同時(shí)，河道污水處理流量計(jì)在企業(yè)使用時(shí)，專業(yè)化太強(qiáng)也是現(xiàn)行儀器的缺陷，河道污水處理流量計(jì)是否正常工作，設(shè)備及人為的故障判斷也是影響儀器使用率，儀器帶病工作和長(zhǎng)期閑置不工作也是目前環(huán)保設(shè)備運(yùn)行中普遍和突出的問(wèn)題。