ENV100超聲波污泥界面儀在凈水廠的應(yīng)用
李金磊 上海在伊環(huán)�？萍加邢薰�
【摘 要】
主要闡述了ENV100污泥界面儀獨(dú)特的輕質(zhì)/重質(zhì)測(cè)量模式，創(chuàng)新研發(fā)的輕質(zhì)污泥測(cè)量模式，完美解決凈水廠中泥位測(cè)量的難題。以及ENV100主要性能指標(biāo)和安裝調(diào)試方法。根據(jù)有關(guān)資料，沉淀池污泥的泥位測(cè)量至今還沒(méi)有一個(gè)較為完善的方法，原因在于池中污泥與水體之間沒(méi)有十分清晰的界面，往往存在過(guò)渡的混濁層，而且現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境比較惡劣。其次因各地污水處理的工藝不盡相同，處理設(shè)備的自動(dòng)化水平，先進(jìn)程度差別很大，增加了泥位測(cè)量的難度。
【關(guān)鍵詞】：凈水廠 污泥界面儀 超聲波傳感器 泥位測(cè)量
1概述
我國(guó)水廠的建設(shè)經(jīng)歷了機(jī)械化、自動(dòng)化、數(shù)字化這幾個(gè)發(fā)展階段，水廠的生產(chǎn)工藝和管理效率都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為我國(guó)的供水事業(yè)和城市發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著智慧城市、智慧水務(wù)建設(shè)的不斷推進(jìn)，對(duì)城市供水管理者提出了更高的要求。智能化污泥界面測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水處理中較為重要參數(shù)—污泥泥位的精確測(cè)量和節(jié)能控制，對(duì)于提高我國(guó)污水處理自動(dòng)化程度和降低污水處理成本有著重要的價(jià)值。
隨著中國(guó)越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)，中國(guó)將建造更多的污水處理廠來(lái)滿足人們對(duì)污水處理方面的需要。我國(guó)也是屬于較早關(guān)注污水處理技術(shù)的國(guó)凈水廠的污泥主要來(lái)源于原水當(dāng)中的雜質(zhì)、懸浮物以及藥劑的添加，相比較于污水廠的污泥，其有機(jī)物的含量低很多。污泥是污水處理過(guò)程中的產(chǎn)物。由于初沉和二沉中的污泥大都為含水率高的污泥，必須通過(guò)濃縮池進(jìn)行二次沉淀。根據(jù)有關(guān)資料，沉淀池污泥的泥位測(cè)量至今還沒(méi)有一個(gè)較為完善的方法，原因在于池中污泥與水體之間沒(méi)有十分清晰的界面，往往存在過(guò)渡的混濁層，而具有一定主觀性。其次因各地污水處理的工藝不盡相同，處理設(shè)備的自動(dòng)化水平，先進(jìn)程度差別很大，增加了泥位測(cè)量的難度。當(dāng)前市場(chǎng)上污泥界面儀的選擇性較少，且面對(duì)復(fù)雜工況時(shí)上大多數(shù)的污泥界面儀測(cè)量效果不夠理想。針對(duì)凈水廠的污泥界面，更是少有廠家研究。ENV100污泥界面儀不僅測(cè)量效果穩(wěn)定，而且創(chuàng)新研發(fā)輕質(zhì)污泥測(cè)量模式，可以準(zhǔn)確測(cè)量?jī)羲畯S污泥界面，這樣的產(chǎn)品有著很好的現(xiàn)實(shí)意義。
2污泥界面儀獨(dú)特的輕質(zhì)/重質(zhì)測(cè)量模式
ENV100系列可以測(cè)量輕/重兩種污泥界面。不僅可以測(cè)量污水處理廠中的重質(zhì)污泥（濃度>2000mg/l）的泥位，也可測(cè)量?jī)羲畯S中的輕質(zhì)污泥的泥位。是目前在凈水廠中少有可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量泥位的產(chǎn)品。
圖1污水處理廠的重質(zhì)污泥泥位及凈水廠輕質(zhì)污泥泥位
圖2實(shí)現(xiàn)凈水廠輕質(zhì)污泥準(zhǔn)確測(cè)量
3 超聲波污泥界面儀在凈水廠的應(yīng)用
凈水廠沉淀池為一式兩池布置，每個(gè)沉淀池裝設(shè)ENV100污泥界面儀1臺(tái)，監(jiān)測(cè)和控制著沉淀池的泥位高度，決策著沉淀池的排泥周期，當(dāng)泥位到達(dá)設(shè)計(jì)高度時(shí)啟動(dòng)排泥泵進(jìn)行剩余污泥的排放。
一般凈水廠區(qū)主要的處理工藝流程如下：
原水進(jìn)水
圖3凈水廠工藝流程圖
以上2臺(tái)WESS-ENV100污泥界面儀在凈水廠工藝運(yùn)行中起著不可替代的重要作用，污泥界面儀能否穩(wěn)定的在線運(yùn)行、準(zhǔn)確的測(cè)量泥位數(shù)據(jù)直接影響著凈水廠的運(yùn)行操作。
4 污泥界面儀測(cè)量原理
ENV100污泥界面儀通過(guò)數(shù)值和參數(shù)名來(lái)識(shí)別編程者設(shè)置的參數(shù)。對(duì)每一個(gè)參數(shù)名，都有一個(gè)預(yù)置的參數(shù)值范圍。編程是根據(jù)需要改變預(yù)設(shè)的參數(shù)值大小，以得到所希望的工作運(yùn)行模式的過(guò)程。污泥界面儀配套專用超聲波傳感器，應(yīng)用超聲波技術(shù)監(jiān)測(cè)液體和固體物位變化，可以裝入過(guò)程容器，可以用于有蒸汽和苛刻的化學(xué)腐蝕的場(chǎng)合，監(jiān)測(cè)距離最大為10m，可以在-10℃～60℃ 的環(huán)境溫度中使用，并具有自清潔和低維護(hù)特點(diǎn)。傳感器將污泥界面儀發(fā)射的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲能，然后再將返回的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成界面儀的電信號(hào)；傳感器表面發(fā)射的聲能向外輻射，能量幅值會(huì)隨離開(kāi)傳感器表面的距離增大而減小。超聲波傳感器集成有溫度傳感器，測(cè)量介質(zhì)溫度并進(jìn)行溫度補(bǔ)償[1]。按照產(chǎn)品安裝調(diào)試技術(shù)手冊(cè)進(jìn)行污泥界面儀和傳感器的安裝，由于現(xiàn)場(chǎng)高效沉淀池、SBR生化反應(yīng)池中需要檢測(cè)的是水中污泥靜沉后污泥界面的高度，所以傳感器應(yīng)安裝在常浸于水面之下的高度范圍；并且預(yù)計(jì)運(yùn)行中的最大污泥界面高度，傳感器的安裝位置應(yīng)處于最大的污泥界面之上，至少與污泥界面保持盲區(qū)0.5米以上的距離[2]。
5污泥界面儀參數(shù)介紹
（1）單位
測(cè)量單位，米(m)(預(yù)先設(shè)置)，英尺。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中，設(shè)置為“米(m)”已經(jīng)滿足泥位測(cè)量精度要求。
（2）空高
顯示傳感器表面到池底的距離。“空間” 顯示滿量程到泥漿面的距離。“距離” 顯示傳感器表面到泥漿面的距離。在高效沉淀池、SBR生化反應(yīng)池測(cè)量污泥泥位時(shí)，將池底的位置設(shè)為零點(diǎn)，則應(yīng)當(dāng)將池子深度設(shè)置為空高。
（3）盲區(qū)
盲區(qū)為距傳感器較近處無(wú)信號(hào)范圍，用來(lái)屏蔽傳感器附近障礙物的影響干擾。 默認(rèn)范圍為0.5米，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)至更大。
（4）發(fā)射強(qiáng)度
設(shè)置超聲波信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度，有弱，標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)三檔。適應(yīng)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況。
（5）信號(hào)放大器
超聲波信號(hào)被反射接受后轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，調(diào)整其信號(hào)放大倍數(shù)，便于分析尋找正確的泥位信號(hào)。
（6）ASF
獨(dú)家專利技術(shù)，通過(guò)設(shè)置信號(hào)的寬度范圍，可排除懸浮物等異常信號(hào)的干擾。
（7）微調(diào)
根據(jù)實(shí)際測(cè)量的泥位對(duì)泥位計(jì)監(jiān)測(cè)的信號(hào)進(jìn)行修正。
（8）污泥種類
可設(shè)置輕質(zhì)污泥和重質(zhì)污泥兩種狀態(tài)，根據(jù)不同的工藝情況進(jìn)行調(diào)整。
6 結(jié)論
（1）污泥界面儀對(duì)水廠智慧監(jiān)測(cè)起到不可替代的作用，選擇好污泥界面儀產(chǎn)品可以幫助水廠大幅提高污泥控制管理水平。
（2） ENV100污泥界面儀具有強(qiáng)大的信號(hào)處理功能，創(chuàng)新研發(fā)的輕質(zhì)污泥測(cè)量模式，完美解決凈水廠中泥位測(cè)量的難題。
（3）ENV100污泥界面儀在案例中凈水廠的運(yùn)用效果良好，起到了不可替代的作用。
參考文獻(xiàn)
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