關(guān)于河道污水處理流量計測量誤差與性能的研究

摘要：河道污水處理流量計測量誤差主要是流體槽的類(lèi)型和傳感器種類(lèi)決定，根據排放水性質(zhì)，選擇流量計種類(lèi)和型號是減少測量誤差的*好方法。

能否順利實(shí)施排污申報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測技術(shù)，由于工業(yè)廢水水質(zhì)的復雜性，其水量和水質(zhì)**間、季節、生產(chǎn)工藝及原料品種等因素變化，這就要求流量監測儀器能適應酸、堿、高溫、高濕等惡劣環(huán)境。能在復雜的水力條件下準確計量，目前河道污水處理流量計種類(lèi)繁多，產(chǎn)品性能不盡相同，在同一地區不同污水類(lèi)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，傳統的水文流量監測儀器，不論在標準、性能、器件等方面，與監測多種水質(zhì)的污水儀器有很大差別。下面根據產(chǎn)品設計中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論。

1、河道污水處理流量計應用現狀

目前，國內外液位流量計種類(lèi)較多。按測量原理、被測物的種類(lèi)及其使用方法(連續測量、瞬時(shí)測量)，已有十種之多，但至今還沒(méi)有能有效測量所有液位的液位傳感器：

國外液位計中使用較普遍的有以下幾種：

(1)氣泡式液位計；

(2)壓差式液位計；

(3)膜式液位計；

(4)浮筒式液位計；

(5)靜電電容式液位計；

(6)電*式液位計；

(7)磁力計；

(8)聲波式液位計；

(9)輻射式液位計；

(10)短路式液位計。

由于**沒(méi)有河道污水流量計檢驗標準，各制造廠(chǎng)家根據不同的測量原理和傳感器，參照國際標準化組織(ISO)編輯的“明渠水流測量”標準，制訂企業(yè)標準執行。由于傳感囂不同，標準不完全一樣，各種流量計性能有一定的差異，目前較普遍的技術(shù)缺陷是：

A．傳感器可靠性和重現性較差。由于目前尚無(wú)專(zhuān)用傳感器，大都是液位傳感器測量水位。由計算機進(jìn)行模擬計算流量。傳感器連續工作基準點(diǎn)容易產(chǎn)生飄移是造成流量計量不準確的主要原因。

B．主機故障率較高。其主要原困是設計時(shí)對河道污水處理流量計作用認識不充分，片面追求多功能。例如，傳感器輸出信號采用電壓信號傳輸，電纜阻值略大，輸入信號不能正確輸入。

C．安裝調試復雜，專(zhuān)業(yè)性較強，使用單位不便選擇。例如，測量下限水位高，易堵塞和低水位計量不準等因素沒(méi)有考慮。

D．通常排放水量應在河道污水處理流量計*大水量50%左右，但許多使用單位和部分經(jīng)銷(xiāo)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。

根據調查收集的資料來(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)，污染負荷比32.3%；化學(xué)工業(yè)負荷比22.1%；紡織業(yè) 5.4%；天然氣、石油開(kāi)采業(yè)負荷比4.6%；機械工業(yè)負荷比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使用的三個(gè)特點(diǎn)。

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

2、流量計誤差分析

2.1 流量計基本構造

流量計一般由流體槽、傳感器、二次儀表組成。因測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系統單片機。其工作原理框圖如下：

2.2 流量計誤差分析

流體槽：目前國內流量計流體槽較多的是三角堰(梯形堰)巴歇爾槽和無(wú)喉槽。**標準JJGT11—9O明渠堰槽流量計試行檢定規程中對新安裝明渠槽流量計應達到的不確定度為：

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，液位計暫行技術(shù)要求，整套儀表的基本誤差≤±5%(滿(mǎn)量程誤差)，薄壁堰、巴歇爾槽、無(wú)喉槽誤差在4%以下，均能達到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。

傳感器是河道污水處理流量計的關(guān)鍵元件，也是測量誤差的重要來(lái)源。影響傳感器正常工作的因素較多，類(lèi)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，冬季易結冰打滑，夏季鋼索受熱伸長(cháng)。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(cháng)，信號衰減與受外界影響，對測量結果有較大的影響，這種影響往往大于其它因素的影響，為了防止干擾和信號衰減，有時(shí)需要對二次儀表進(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，在設計上主要偏重多功能化。例如微機打印頭理論壽命0.4×10^6行，但實(shí)際使用中，能達到的不多。所以筆者認為河道污水處理流量計主要功能是記錄排放水體積，其它性能應服從于主要功能，這樣不僅能降低成本，也能提高二次儀表長(cháng)期工作的可靠性。

3、河道污水處理流量計展望

隨著(zhù)排污申報登記工作的深人開(kāi)展，河道污水處理流量計已成為必不可少的工具，將會(huì )長(cháng)期為環(huán)境保護服務(wù)。河道污水處理流量計性能和質(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)排放口不規范，特別是企業(yè)經(jīng)濟狀態(tài)，現行的河道污水處理流量計難以適應，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，附屬費用較大，現行河道污水處理流量計的缺點(diǎn)和矛盾更為突出。同時(shí)，河道污水處理流量計在企業(yè)使用時(shí)，專(zhuān)業(yè)化太強也是現行儀器的缺陷，河道污水處理流量計是否正常工作，設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(cháng)期閑置不工作也是目前環(huán)保設備運行中普遍和突出的問(wèn)題。