污水管道流量計在重金屬廢水自動監測系統中的應用

污水管道流量計在水基介質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域以及廢污水處理領域有著廣泛的應用，但不適用于純凈的油類及介電常數較低的液體介質的流量測量。重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。重金屬（如含鎘、鎳、汞、鋅等）廢水是對一環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一，其水質水量與生產工藝有關。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。處理方法是首先改革生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬，在生產地點就地處理（如不排出生產車間）常采用化學沉淀法、離子交換法等進行處理，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物盡量回收利用或加以無害化處理。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源，并對管道式污水管道流量計應用于自動監控行業進行可行性分析。
1、引言
根據主要污染物總量減排監測的要求，廢水重點排污企業均安裝了廢水流量自動監測裝置，其中最常用的為超聲波明渠污水流量計（以下簡稱“超聲波流量計”）和管道式污水管道流量計（以下簡稱“污水管道流量計”）。超聲波流量計有著超強的測量液位的能力，但同時也存在使用過程中安裝高度與位置不規范、測量環境不合適等問題。而污水管道流量計是通過2個不同磁場相交產生一個應變脈沖信號來準確地測量位置，具有精度高、線性好、運行穩定的特點，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應用。
本次實驗選取了具有代表性的采用上述2種原理的流量計進行現場比對，并與經典的手工卷尺測量方法進行比較，分析2種方法在實際監測中的誤差情況。
2、實驗方法
2.1 實驗時間及地點
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配件（武漢）有限公司明渠堰槽排放的六價鉻廢水。
2.2 設備選型
本次實驗所用設備如表1。
2.3 實驗結果

3種測量方法試驗結果見圖1、圖2。以手工實測液位高度為基準，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。
見圖3，以手工實測液位高度為基準，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∶45兩個時間點測量值表現出DR-831A測量誤差高于TKL-Ⅰ外，其他時段都明顯表現出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行液位測量，該裝置測量精度要相對較高，而且響應時間較短；后者使用超聲波探頭進行液位測量，該裝置測量時響應時間相對較長，不能及時反映液位變化。

3、可行性分析
3.1 政策法規
3.1.1 《HJ/T 353-2007水污染源在線監測系統安裝技術規范》中規定可使用污水管道流量計，引用技術規范《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足本標準的相關要求[2]。
3.1.2 《HJ/T 354水污染源在線監測系統驗收技術規范（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環境保護產品技術要求電磁管道流量計》規定了電磁管道流量計的技術要求、試驗方法和檢驗規則[4]。
以上3個技術規范中可確定，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在線監測系統。
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，也只能安裝管道式污水管道流量計。
管道式污水管道流量計解決了很多現場無法安裝超聲波明渠流量計、一些現場無法滿足自然流條件，特別是對一些帶壓排放的現場無法使用超聲波明渠流量計等問題。
3.3 測量精度
管道式污水管道流量計測量精度高，0.2%～0.5%，受流體流動狀態影響小，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行檢定和校準，確保數據的真實性。住房和城鄉建設部于2011年10月頒布實施《管道式污水管道流量計在線校準要求》（CJ/T364-2011），明確規定管道式污水管道流量計在線校準的技術要求，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，故障少等優點，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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