浅谈分体式污水流量计在重金属废水自动监测系统中的应用
点击次数：1836 发布时间：2020-12-24 08:25:42
分体式污水流量计在水基介质液体流量测量中占据要重要的地位，在许多大型的供排水领域以及废污水处理领域有着广泛的应用，但不适用于纯净的油类及介电常数较低的液体介质的流量测量。重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属（如含镉、镍、汞、锌等）废水是对一环境污染*严重和对人类危害*大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。处理方法是*先改革生产工艺，不用或少用毒性大的重金属，在生产地点就地处理（如不排出生产车间）常采用化学沉淀法、离子交换法等进行处理，处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用。形成新的重金属浓缩产物尽量回收利用或加以无害化处理。本文介绍了管道式分体式污水流量计在重金属废水自动监测系统中的应用，分析了管道式分体式污水流量计与超声波流量计的误差来源，并对管道式分体式污水流量计应用于自动监控行业进行可行性分析。
1、引言
根据主要污染物总量减排监测的要求，废水重点排污企业均安装了废水流量自动监测装置，其中*常用的为超声波明渠分体式污水流量计（以下简称“超声波流量计”）和管道式分体式污水流量计（以下简称“分体式污水流量计”）。超声波流量计有着超强的测量液位的能力，但同时也存在使用过程中安装高度与位置不规范、测量环境不合适等问题。而分体式污水流量计是通过2个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置，具有精度高、线性好、运行稳定的特点，在给排水、污水处理、引水工程等项目中得到广泛的应用。
本次实验选取了具有代表性的采用上述2种原理的流量计进行现场比对，并与经典的手工卷尺测量方法进行比较，分析2种方法在实际监测中的误差情况。
2、实验方法
2.1 实验时间及地点
本试验于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∶14两个时段内采用手工、分体式污水流量计和超声波流量计3种方法测量理研汽车配件（武汉）有限公司明渠堰槽排放的六价铬废水。
2.2 设备选型
本次实验所用设备如表1。
2.3 实验结果
3种测量方法试验结果见图1、图2。以手工实测液位高度为基准，DR-831A明渠流量计与TKL-1型超声波明渠流量计测量误差见图3、图4。
从图1可以看出，手工测量数据*大、DR-831A测量数据其次、TKL-Ⅰ测量值*低。
从图2可以看出，手工、DR-831A和TKL-Ⅰ 3种测量方式在1月11日的测量结果同1月9日具有相似性，都表现出手工比对测量值*大、TKL-Ⅰ测量值*小。
见图3，以手工实测液位高度为基准，2种流量计的误差均在±5%的范围内。除在1月9日14∶40和14∶45两个时间点测量值表现出DR-831A测量误差高于TKL-Ⅰ外，其他时段都明显表现出DR-831A测量误差小于TKL-Ⅰ。
由图4可知，以手工实测液位高度为基准，2种流量计的误差均在±5%的范围内。1月11日12∶30～14∶55期间，
DR-831A和TKL-Ⅰ测量误差比较
接近。其他时段，2者呈现出前者测量误差要小于后者测量误差。
综合分析2种流量计产生差异
的原因：2种流量计使用的测量装置不同，前者使用磁致伸缩液位传感器进行液位测量，该装置测量精度要相对较高，而且响应时间较短；后者使用超声波探头进行液位测量，该装置测量时响应时间相对较长，不能及时反映液位变化。
3、可行性分析
3.1 政策法规
3.1.1 《HJ/T 353-2007水污染源在线监测系统安装技术规范》中规定可使用分体式污水流量计，引用技术规范《JB/T 9248分体式污水流量计》，其中提到：流量计是指用于测定污水排放流时的仪器，一般宜采用超声波明渠分体式污水流量计或管道式分体式污水流量计。使用其他测量方式的流量计，其各项性能指标也应满足本标准的相关要求[2]。
3.1.2 《HJ/T 354水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）》中提到分体式污水流量计验收的规范性引用文件为《JB/T 9248分体式污水流量计》。
3.1.3 《HJ/T 367-2007环境保护产品技术要求电磁管道流量计》规定了电磁管道流量计的技术要求、试验方法和检验规则[4]。
以上3个技术规范中可确定，超声波明渠流量计和管道式分体式污水流量计均可用于水质在线监测系统。
3.2 安装条件
管道式分体式污水流量计应安装在离任何上游扰动至少10DN和离任何下游扰动2DN直管段中，相比超声波明渠流量计安装条件而言，对安装距离要求将大大缩短。而且规定上游直管段长度不够时，可以安装整流器。对于带压排放的情况，也只能安装管道式分体式污水流量计。
管道式分体式污水流量计解决了很多现场无法安装超声波明渠流量计、一些现场无法满足自然流条件，特别是对一些带压排放的现场无法使用超声波明渠流量计等问题。
3.3 测量精度
管道式分体式污水流量计测量精度高，0.2%～0.5%，受流体流动状态影响小，测量结果稳定。目前污水、供水用分体式污水流量计的精度一般选用0.3%，如果涉及到贸易交接，应该选用0.2%级精度的分体式污水流量计。
3.4 在线校准
管道式分体式污水流量计作为一种重要计量器具，应在一定的使用周期内进行检定和校准，确保数据的真实性。住房和城乡建设部于2011年10月颁布实施《管道式分体式污水流量计在线校准要求》（CJ/T364-2011），明确规定管道式分体式污水流量计在线校准的技术要求，分别从标准表法和电参数法等2种方法对管道式分体式污水流量计的校准方法进行阐述。
4、结论及建议
管道式分体式污水流量计具备测量精度高，稳定性好，对直管段要求低，故障少等优点，而且政策法规允许安装使用管道式分体式污水流量计。目前，**已出台管道式分体式污水流量计的在线校准规范，为管道式分体式污水流量计的使用奠定了基础。
1、引言
根据主要污染物总量减排监测的要求，废水重点排污企业均安装了废水流量自动监测装置，其中*常用的为超声波明渠分体式污水流量计（以下简称“超声波流量计”）和管道式分体式污水流量计（以下简称“分体式污水流量计”）。超声波流量计有着超强的测量液位的能力，但同时也存在使用过程中安装高度与位置不规范、测量环境不合适等问题。而分体式污水流量计是通过2个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置，具有精度高、线性好、运行稳定的特点，在给排水、污水处理、引水工程等项目中得到广泛的应用。
本次实验选取了具有代表性的采用上述2种原理的流量计进行现场比对，并与经典的手工卷尺测量方法进行比较，分析2种方法在实际监测中的误差情况。
2、实验方法
2.1 实验时间及地点
本试验于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∶14两个时段内采用手工、分体式污水流量计和超声波流量计3种方法测量理研汽车配件（武汉）有限公司明渠堰槽排放的六价铬废水。
2.2 设备选型
本次实验所用设备如表1。
2.3 实验结果
3种测量方法试验结果见图1、图2。以手工实测液位高度为基准，DR-831A明渠流量计与TKL-1型超声波明渠流量计测量误差见图3、图4。
从图1可以看出，手工测量数据*大、DR-831A测量数据其次、TKL-Ⅰ测量值*低。
从图2可以看出，手工、DR-831A和TKL-Ⅰ 3种测量方式在1月11日的测量结果同1月9日具有相似性，都表现出手工比对测量值*大、TKL-Ⅰ测量值*小。
见图3，以手工实测液位高度为基准，2种流量计的误差均在±5%的范围内。除在1月9日14∶40和14∶45两个时间点测量值表现出DR-831A测量误差高于TKL-Ⅰ外，其他时段都明显表现出DR-831A测量误差小于TKL-Ⅰ。
由图4可知，以手工实测液位高度为基准，2种流量计的误差均在±5%的范围内。1月11日12∶30～14∶55期间，
DR-831A和TKL-Ⅰ测量误差比较
接近。其他时段，2者呈现出前者测量误差要小于后者测量误差。
综合分析2种流量计产生差异
的原因：2种流量计使用的测量装置不同，前者使用磁致伸缩液位传感器进行液位测量，该装置测量精度要相对较高，而且响应时间较短；后者使用超声波探头进行液位测量，该装置测量时响应时间相对较长，不能及时反映液位变化。
3、可行性分析
3.1 政策法规
3.1.1 《HJ/T 353-2007水污染源在线监测系统安装技术规范》中规定可使用分体式污水流量计，引用技术规范《JB/T 9248分体式污水流量计》，其中提到：流量计是指用于测定污水排放流时的仪器，一般宜采用超声波明渠分体式污水流量计或管道式分体式污水流量计。使用其他测量方式的流量计，其各项性能指标也应满足本标准的相关要求[2]。
3.1.2 《HJ/T 354水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）》中提到分体式污水流量计验收的规范性引用文件为《JB/T 9248分体式污水流量计》。
3.1.3 《HJ/T 367-2007环境保护产品技术要求电磁管道流量计》规定了电磁管道流量计的技术要求、试验方法和检验规则[4]。
以上3个技术规范中可确定，超声波明渠流量计和管道式分体式污水流量计均可用于水质在线监测系统。
3.2 安装条件
管道式分体式污水流量计应安装在离任何上游扰动至少10DN和离任何下游扰动2DN直管段中，相比超声波明渠流量计安装条件而言，对安装距离要求将大大缩短。而且规定上游直管段长度不够时，可以安装整流器。对于带压排放的情况，也只能安装管道式分体式污水流量计。
管道式分体式污水流量计解决了很多现场无法安装超声波明渠流量计、一些现场无法满足自然流条件，特别是对一些带压排放的现场无法使用超声波明渠流量计等问题。
3.3 测量精度
管道式分体式污水流量计测量精度高，0.2%～0.5%，受流体流动状态影响小，测量结果稳定。目前污水、供水用分体式污水流量计的精度一般选用0.3%，如果涉及到贸易交接，应该选用0.2%级精度的分体式污水流量计。
3.4 在线校准
管道式分体式污水流量计作为一种重要计量器具，应在一定的使用周期内进行检定和校准，确保数据的真实性。住房和城乡建设部于2011年10月颁布实施《管道式分体式污水流量计在线校准要求》（CJ/T364-2011），明确规定管道式分体式污水流量计在线校准的技术要求，分别从标准表法和电参数法等2种方法对管道式分体式污水流量计的校准方法进行阐述。
4、结论及建议
管道式分体式污水流量计具备测量精度高，稳定性好，对直管段要求低，故障少等优点，而且政策法规允许安装使用管道式分体式污水流量计。目前，**已出台管道式分体式污水流量计的在线校准规范，为管道式分体式污水流量计的使用奠定了基础。
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