一体式污水流量计在污水处理站的应用

随着全球人口的快速增长、工业的快速发展、全球水资源的快速恶化和日益严重的水危机。鉴于这种情况，中国政府将在十一五期间投资3000亿元建设和重建数千家污水处理厂，以促进城市污水的处理和利用，减少污染。在此背景下，安徽省黄山市正在投资建设污水处理厂。目前，每天处理1.5万m污水一期工程已完成，负责净化生活和工业污水，提高水环境质量，把黄山市建设成美丽城市。

2004年以前，黄山市基本没有大型集中污水处理厂等设施，更不用说用于污水流量检测的流量计了。在污水处理过程中，原污水流量是检测的关键参数。由于原污水是一种含有颗粒、悬浮固体、固体和液体的腐蚀性介质，综合污水流量计的最大特点是酸、碱、盐溶液和含有固体颗粒（如泥浆）或纤维的液体流量，污水处理厂使用两个综合污水流量计来测量原污水的流量。

1.综合污水流量计的工作原理

集成式污水流量计法拉第电磁感应定律的基本原理是导体在磁场中切割磁力时两端产生的感应电势e为：

其中k仪器常数；b磁感应强度(t)；v导体运动的平均速度m/s；d为管道内径(m)。

综合污水流量计的价格工作原理和结构如图1所示，由流量传感器和转换器组成。

在测量流速时，导电液相当于法拉第测试中的导电金属棒，平均速度v通过垂直于流动方向的磁场，导电液体在测量电极上感应与平均流速成正比的电压。感应电压信号e一对或多对直接接触液体的电极检测。

根据流体的体积流量，公式为

根据公式(2)，q和v它是成比例的一对应函数，因此e和q测量感应电压也是成比例的一对应函数e，即测量介质的体积流量q。

感应电压测量e智能处理通过电缆送到变频器，然后通过LCD显示或转换为标准信号输出4 ~ 20mA。

2.综合污水流量计的价格特点

(1)测量管道无阻力元件，无附加压力损失，不易堵塞，节能意义重大；

(2)测量管道内无运动部件，不易磨损，传感器使用寿命长；

(3)传感器直管段短，安装方便；

(4)合理选择耐腐蚀、耐磨的电极和内衬材料；

(5)双向测量系统可以测量正反流量；

(6)流量的测量是体积流量，不受流量密度、粘度、温度、压力、电导率变化的影响；

(7)传感器感应的电压信号与平均流速呈线性关系，测量精度高(0.3 ~-0.5%)，量程比宽(1: 150)。

3.综合污水流量计的价格选择

仪器的选择非常重要。相关数据显示，实际应用中三分之二的仪器故障是由于选择不当或使用不当造成的。因此，在确定综合污水流量计的价格后，应综合考虑不同的工艺、环境、测量和介质。

3.1口径选择

根据污水处理厂提供的工艺直径、管道压力和污水流量，选择直径D=600mm一体化污水流量计，现场无需缩管或扩管。

3.2衬里和电极材料的选择

一体化污水流量计主要用于测量电导率5S/cm流体流量。不同的衬里和电极材料应根据被测材料的腐蚀性、磨损性、温度和冷凝特性进行选择

综合污水流量计价格衬里材料包括：耐腐蚀性中等、耐酸碱盐浓度低的氯丁橡胶材料、耐磨性强、耐一般腐蚀聚氨酯橡胶、耐腐蚀性强、适用于高温聚四氟乙烯、抗拉压缩性能等聚丙烯、耐稀酸、耐碱盐、耐温<60聚乙烯，耐温<100的聚苯乙烯

电极材料安装在管道内壁，与被测材料直接接触，因此应根据被测材料的腐蚀性进行选择。综合污水流量计价格电极材料包括耐盐和碱溶液50%以下的钛(ti)钽，电极，耐酸和盐(ta)电极、耐腐蚀性强的贵金属铂电极、不适合盐酸的哈氏杀菌c不适合硝酸盐的电极和哈氏菌b耐腐蚀性一般但价格低廉的不锈钢316L等。

根据污水处理厂主要处理的生活废水和工业废水，考虑到用户可接受的价格，选择氯丁橡胶衬里和不锈钢316L电极。

3.选择3级保护

传感器按国家标准有两个保护等级：IP65喷水型和IP68潜水型。传感器位于低井中，根据用户的实际安装位置IP68防尘潜水型。

3.选择附加功能

(1)对于所选基本类型，综合污水流量计有LCD显示，4 ~ 20 mA0 电流输出~ 1 kHz频率输出。需要增加流量计和计算机通信的要求RS-485通信端口功能。

(2)传感器安装在地下时，应选择分体式。

4.安装调试一体化污水流量计

4.1安装要点

(1)安装点在管道最低点确定被测物质的流向后，安装点应随时充满液体，防止因测量导管内无液体而导致指示不在零位而出现误差，如图2所示。

(2)直管段前5天后3天应保证

传感器上游侧直管段长度不小于5，以获得仪器的测量精度D，下游侧不小于3D(D为传感器公称直径)。如果传感器上游侧有两个以上的弯头或其他阻流片，则前直管段应大于10D。

(3)水平方向上的信号电极

在水平安装过程中，电极轴平行于地平线，因为底部的电容易被沉积物覆盖，测量介质中偶尔的气泡被划伤并覆盖电极表面，从而波动输出信号。

(4)尽量避免振动源和磁源(大功率电机和变压器)

由于综合污水流量计的测量感应电压小，电压低，容易受到外部电磁噪声的影响，安装时应进行可靠的接地连接（跨连接）。金属管综合污水流量计的价格接地连接（跨度）如图3所示。

4.2转换器的安装和调试

转换器没有单独安装在一体化污水流量计的价格中，但分体式转换器安装在传感器附近或仪器室内，因此选择场所广泛，环境条件良好。转换器与传感器之间的距离取决于测量介质的电导率和信号电缆的型号，即电缆的分布电容、导体的横截面和屏蔽层数，以及连接到制造商仪器（或指定型号）的信号电缆。当电导率低、传输距离长时，应采用双屏蔽电缆。

为避免干扰信号，信号电缆必须单独通过接地保护钢管，信号电缆和电源线不能安装在同一钢管内。

在功能调试过程中，智能转换器读取仪器参数，测试临界值报警，然后写入流量系数

综合污水流量计已正常运行一年多，基本无故障，但一年后异常运行，表现为测量值变大或变小或波动。经现场检查，排除了管道不满和介质中气体的可能性，发现这些问题可能与电缆故障有关。由于流量计埋在地下，传感器使用IP68保护结构，转换器安装在仪表箱或房间内，两者通过电缆连接。由于地面沉降、潮湿的山地环境等现场条件的变化，电缆接头处的传感器和转换器没有完全防潮（防水），如仪器井、电缆沟、湿气侵入电缆接头等潮湿环境，可能导致以下情况：

(1)信号线对地绝缘下降，导致信号衰减，最终测量结果过小；

(2)信号电缆连接处的接触电阻变大，使测量值变小。若接触电阻不稳定，测量值不稳定，易引起干扰；

(3)励磁线圈对地绝缘降低，导致测量结果小；

(4)信号线激励线对地绝缘性能下降，使测量结果远大于正常数据。如果干扰不稳定，对仪器的影响会发生变化，然后波动；

（5）励磁电路电缆连接处的接触电阻增加，使变流器的励磁电路处于非恒流工作区，减少励磁电流，测量结果过小。如果接触电阻不稳定，测量值就会波动。

这种异常情况很难判断，因为它发生在信号电路中。只需深入现场，排除流量计的其他可能故障，检查电缆是否有问题。现场仪器维护人员只需将励磁电路电阻的测量值与制造商提供的数据进行比较，测试接地电阻，逐步确定问题，然后采取措施，或更换整个电缆，或保持电缆接头干燥。

6.结束语

由于综合污水流量计运行环境复杂，影响其正常运行的因素较多，调试技术需要不断总结和更新。简而言之，只要合理选择和正确安装综合污水流量计，并采取有效措施进行维护，就可以避免或减少故障，延长仪器的使用寿命，为生产提供准确可靠的测量数据。

在现代污水处理过程中，配备流量测量仪器，形成可靠的自动控制系统，使污水质量达到常规排放标准，造福人类。
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