污水流量計如何人機對話

1. 污水廠剩餘流量是什麼

污水廠里的計算第三篇—污水廠的水量平衡

梵心4466 >《水》
閱919轉62021.11.02關注
近期國家環保部在各地進行全面的督察，很多污水廠都在做各種准備工作，其中資料的准備是很重要的一個項目，在之前我們污水處理廠的運營人員經常會做的一樣工作就是減排量的匯報，減排量的計算中涉及一個最重要的計算參數就是處理水量，處理水量有提升量，排放量的區別，這兩個數字一般來自於污水廠的進出口安裝的流量計，但是在實際工作中，這兩個數字往往差別很大，這種差別往往讓管理者困惑，更棘手的是如何向外圍主管部門進行解釋。今天我們就通過水量平衡的計算來聊聊這個話題。


我們來看什麼是污水廠里的水平衡，污水廠里的水平衡概念和其他企業內內的水平衡概念有所區別，污水廠里的水平衡主要是對進入和排出污水廠的污水總量的平衡計算，這個計算在有些設計院污水廠提升泵的時候會採用，當然也有忽略的，依靠水泵的流量揚程的轉化把抵消了這個漏洞的。但是在實際運行中，我們運營人員還是要了解一下污水廠里的這部分的水平衡的，並能夠和管理部門解釋清楚這類問題。

為了了解污水廠的水量平衡計算，我們以A2O工藝的污水處理廠對於廠內的各個構築物的流量來進行一下統計和分析。在污水廠內通常會安裝進口流量計和出口流量計，污水處理廠的進口一般是重力流的管路，為了避免因為非滿管流而導致的流量測量不準，污水處理廠的進口流量計一般設置在污水提升泵的後端出水壓力管道上，較多採用管道式的電磁流量計。出口流量計會安裝在最終的出水口的位置，一般環保要求採用開放式的明渠超聲波流量計。

污水處理也是自然界的一種現象的人工強化作用，所以污水處理廠一定遵循大自然的處理規律，那就是物質守恆，無論它變成怎樣的形式，它的總量一定是守恆的，所以我們對於污水廠的水量就有一個基本的守則，那就是無論污水廠內的工藝如何復雜，我們最終的水量（包含轉變成其他形式的）一定是能夠計算到相等的。


但是我們知道在實際運行中，進出口的流量計是不可能相等的，主要的原因是在廠區內有剩餘污泥的排放，吸砂上清液和深度車間反沖洗水，污泥儲池溢流，污泥脫水機上清液等的廠區工藝迴流水，通過廠區工藝管路迴流到污水廠提升泵房的集水井內，而這些又被提升泵提升起來，在進水流量計上顯示出來。有些污水廠還有中水的內部綠化回用，還有敞口的生物池的蒸騰作用等等，這些原因都造成了污水廠的進水和出水流量計上的數據不匹配。為了更好的分析計算這些水量，我們把廠內的水量分別編號，以便統計計算:

1、總進水量QJ（以進口流量計數據為主）。

2、沉砂池的吸砂水量Q1。

2、初沉池污泥排放量Q2。

3、生物處理段的剩餘污泥量Q3。

4、污泥儲池溢流Q4。

5、污泥脫水機上清液Q5。

6、深度處理反沖洗水Q6。

7、中水量Q7。

8、其他損耗水量Q8（包含蒸騰作用，管路跑冒等）

9、總出水量QC（以出口流量計數據為主）。

為了計算方便，我們設定這個污水處理廠每天實際處理水量為10000m3，也就是從外管網每天流入到污水廠內的污水量為10000m3。以此為基礎數據我們來進行廠區的整個水量平衡的計算。

我們假定污水處理廠已經穩定運行，各個構築物都已經按照設計的要求達到了滿負荷運行，所有的排泥，迴流，污泥脫水機都是按照設計要求進行的，而且進水水質也符合設計標准，這樣我們就不考慮實際運行中出現的實際運行中出現的各種干擾因素。下面來逐步計算上述的每一項：

Q1：沉砂池的吸砂水量。這部分由沉砂池的吸砂泵的流量來決定，由於一般在吸砂管路上不會設置流量計，因此吸砂泵流量可以根據吸砂泵的銘牌標稱流量，每日開啟的時間來進行計算。設定吸砂泵流量為20m3/h，每日運行時間為4小時，早晚各兩小時。

Q1=20*4=80m3

Q2：初沉池排泥量。初沉池的排放的污泥量由於管路上沒有流量計，而且一般不是通過提升泵排泥的，所以這部分排泥量大部分採用都是估算，可以簡單的用儲泥池的體積進行測量，排泥一小時，儲泥池液位增加多少，再根據儲泥池面積計算出一小時排泥量，然後根據每天初沉池定期排泥的時間來計算初沉排泥量。當然也可以利用管道的壓力和流量的計算公式進行計算，計算公式在各種專業參考書和網路上都可以找到，對於採用平流式沉澱池的初沉池來說，這個就更簡單了，利用吸泥泵的流量和運行時間來計算就可以了。同時還可以按照初沉池的沉澱效率來校核，即每日進出水的SS的去除量就是每日的排泥量，關於污泥的計算，後面的公眾號會專門討論，今天也不細分析了。

關於Q2，我們設定為：Q2=500m3

Q3：生物處理段的剩餘污泥量。生物處理段的剩餘污泥量一般會根據工藝運行情況進行調整，這個在實際運行中也是沒有設置流量計的，但是一般情況下，剩餘污泥的排放都是採用剩餘污泥泵從污泥迴流泵房提升到污泥儲池的，所以這部分流量可以按照剩餘污泥泵的開啟時間和流量來進行計算。假設剩餘污泥泵標稱流量為：100m3/h，每日運行18小時。

Q3=100*18=1800m3

打開APP查看高清大圖
Q4：污泥儲池溢流。一般污水處理廠的污泥脫水車間每天運行時間在12~18小時，剩餘時間只是排泥，污泥儲池一般不會無限制的設計到足夠大，來保證每天的排泥都能儲存起來，因此，有部分排泥就會在污泥儲池上面的溢流管溢流回廠區工藝回水管路里。但是由於溢流管上不可能裝流量計，也沒有水泵提升，而且也不是壓力流，所以沒有可用的公式計算，那麼這部分流量怎麼來計算呢？

我們來看上面的水量圖，進入儲泥池的主要來自於初沉污泥Q2，生物段剩餘污泥Q3，從儲泥池出去的主要是溢流Q4，通過脫水機的污泥投配泵提升進入脫水機的QT，這樣就可以得出儲泥池的水量平衡關系了：

Q2+Q3=Q4+Qt

所以：Q4=Q2+Q3-Qt

污泥投配泵的流量Qt可以從污泥投配泵銘牌流量和運行時間統計。假設污泥泵的流量為10m3/h，每日工作時間為16小時。則Qt為：

Qt=10*16=160m3

Q4=500+1800-160=2140m3

Q5：脫水機上清液。這部分水量是脫水機通過機械作用把加了絮凝劑以後的污泥的上清液和固體分離後產生的水，主要來自於幾個方面，一個是污泥投配泵的給脫水機的輸送的污泥量，一個是絮凝劑的加葯量，一個反沖洗濾布的反沖洗水（我們這里設定都是用自來水，不用中水）。這幾個數據都可以從現場設備的工作銘牌和運行時間得出。假設污泥泵的流量為10m3/h，絮凝劑泵加葯量為0.3m3/h，反沖洗水泵的流量為10m3/h。脫水機每日工作時間為16小時。

則Q=（10+0.3+10）16=324.8m3

需要說明的是這部分是進入脫水機全部的流量，還要把泥餅的量減去，假設每天生產泥餅10m3，所以最後的上清液計算為

Q5=324.8-10=314.8m3

Q6：深度處理反沖洗水。這部分水水來自於深度處理車間過濾工段的定時反洗產生的反沖洗污水，通過工藝管路迴流到泵房內。反沖洗的流量可以根據反沖洗水泵的銘牌標稱和運行時間進行計算。假設反沖洗銘牌為30m3/h，每日反沖洗時間為4小時，反沖洗流量為：

Q6=30*4=120m3

Q7：中水量。中水主要回供廠外的企業用戶，或者廠內的綠化澆灑等，中水取水管路一般設計在接觸池後的出水段，由於設置位置不一樣，有些中水取水在出水流量計前段，最終的出水量就是中水量加出水流量計水量，有些在出水流量計後段，中水量就不影響出水量。中水量根據廠內的設置的中水回用泵的流量和運行時間進行統計計算。

假設中水泵的銘牌為200m3/h，每天的運行時間為20小時，則：

Q7=200*20=4000m3

Q8:其他水量。其他水量由於都是不可精確測量計算的數值，我們可以進行估算，一般可以按處理水量的5~8‰計算，我們選擇6.5‰的處理水量進行計算，則Q8為：

Q8=10000*6.5‰=65m3

到現在為止，我們就把廠內所有的流量都進行統計分析，要注意生物處理段的內外迴流只是在進出水流量計的中間，沒有跨越流量計，因此這部分水是在系統內部的，不影響進出水流量，所以在水量平衡中不進行計算。

打開APP查看高清大圖
下面我們來看這個設定的污水廠里的水量平衡的計算。

首先來看進水量Qj。Qj是進水流量計的數值，但是由於進水流量計的位置安裝在廠區迴流管之後，它統計的流量數值是廠區外的進水量和廠區內的迴流量之和。而污水廠廠區內的迴流到進水泵的流量主要來源於沉砂池的迴流液Q1，儲泥池的溢流Q4，脫水機房上清液Q5，深度處理車間的反沖洗水Q6，所以Qj的流量為：

Qj=10000+Q1+Q4+Q5+Q6

=10000+80+2140+314.8+120

=12654.8m3

然後我們來看出水量Qc。Qc是污水廠最後流出系統的污水，這部分污水主要是廠外進水10000m3，在各個處理工序中拋掉的工藝迴流水，包括沉砂池的迴流液Q1，初沉排泥量Q2，生物段剩餘污泥量Q3，深度處理的反沖洗水Q6，廠內消耗Q8。而中水Q7，主要來自於清水池，清水池的設置各污水廠有不同的位置，如果在出水流量計前，Q6不包含在出水流量內，如果設置在出水流量計後，Q6包含在出水流量里，在這里我們假設清水池在流量計後，不影響出水流量的統計。所以最後的出水流量就為：

Qc=10000-Q1-Q2-Q3-Q8

=10000-80-500-1800-120-65

=7435m3

計算到這里是不是就是最終穩定的出水量了呢？這里要注意下就是上述計算其實算出來的是第一天穩定運行以後的情況，在第二天運行以後，進水量仍舊保持Qj，但是由於第一天進水提升泵最終提升了Qj的流量，所以第二天的出水量的10000噸就變成了Qj了，所以，穩定運行以後的出水量應該是：

Qc=Qj-Q1-Q2-Q3-Q8

=12654.80-80-500-1800-120-65

=10089.8m3

這里就有疑問了，為什麼最終出水比進水10000噸還多，污水廠不是還有揮發跑冒滴漏的情況么，出水應該比10000噸少啊？為什麼出水反而比進水多？這需要再回看兩個地方，污泥脫水機房的絮凝劑加葯和反沖洗水一共為（10+0.3）*16=164.8m3這部分的水為污水處理系統從外部引進的水量，從系統出去的是蒸發跑冒滴漏和污泥外運部分，所以最後的水量平衡為：

10000+164.8-65-10=10089.8m3

這樣就和上面的Qc核對上了，從上述的整個推算來看，污水廠的水量是保持平衡的，但是我們從流量計的統計差值的數據來看:

Qj-Qc=12654.8-10089.8=2565m3

也就是說在理想的數據統計情況下，進水流量計安裝在廠區的迴流管後方，前後流量計相差2565m3。

當然在污水廠的實際運行中，水量的計算受到現實條件的限制很多，數字應該沒有這么精確到最終完美平衡，但是只要我們每一個運行人員認真分析每一個進出流量，最後的數字還是能夠無限接近水量平衡的。

2. 為了測量某化工廠的污水排放量,技術員在該廠的排污管末端安裝了流量計.

由左手定則可判斷當正離子多時，洛淪茲力使其向後面偏轉，同理，負離子多時向前面偏轉，都是前面電勢低。假設前後最高電壓為U時，qU/b=qvB，所以U=vBb而Q=vbc，所以Q=Uc/B
所以答案為BD

3. 污水處理廠的流量計系統是否屬於計算機系統

污水處理廠的流量計系統不屬於計算機系統，它是屬於PLC系統，可以把接收到的數據傳送到計算機上或者是其他的PLC系統上。

4. 處理污水能用哪款流量計

處理污水可以使用電磁流量計，電磁流量計對於污水處理的工況復雜性易適應，不管是否含有腐蝕，這個都不會影響到電磁流量計的使用。

【電磁流量計的選型】
1.流量計類型的選擇
電磁流量計按結構形式分為分體型和一體型兩種類型。選擇分體型還是一體型的基本原則是: 當流量計在復雜環境條件下（如在高溫流體、爆炸性氣體及存在劇烈震動的場所和水有可能淹沒的場所等）使用時，應選用分體型構造 。一般良好環境條件下可使用一體型電磁流量計。
2.根據測量流體選擇
電磁流量計只能用來測量導電性液體，不能測量氣體、油品和有機化學品等非導電流體。對於電導率在 5S/cm以上的流體只要選擇一般類型儀表即可。對於電導率0.01S/cm以上的液體、含有固體顆粒和 纖維狀的漿液流體，可使用電容式電磁流量計。
3.根據用途選擇流量計
電磁流量計根據用途分為潛水型、防爆型、衛生型、高壓型和一般型。潛水型一般用於明渠流量測量；防爆型用於可能具有可爆炸性氣體環境，如經常在煤礦、化工、油田等環境下使用；衛生型的特點是容易拆卸沖洗消毒，並可 快速安裝，適用於食品、醫葯部門；高壓型用於鑽井循環泥漿、固井水泥漿、壓裂酸化工藝的鹽酸、採油工藝的高 壓注水等液體流量的測量與控制；一般型用於除上述之外的一般用途。

5. 瞬間污水流量計

瞬間污水流量計，可以顯示瞬時流量和累計流量，測量污水的流量，污水流量計上海蒙暉。
污水流量計的測量原理是根據法拉第電磁感應定律得來，感應測量管內導電介質體積流量來計算流量體積，採用單片機嵌入式技術，實現數字勵磁，同時在污水流量計上採用CAN現場匯流排，屬國內首創，技術達到國內領先水平。污水流量計在滿足現場顯示的同時，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調節和控制用，現已廣泛地應用於化工、環保、冶金、醫葯、造紙、給排水等工業技術和管理部門。污水流量計除可測量一般導電液體的流量外，還可測量液固兩相流，高粘度液流及鹽類、強酸、強鹼液體的體積流量。
污水流量計上海蒙暉 - 技術參數
1：儀表精度：管道式0.5級、1.0級；插入式2.5級
2：測量介質：電導率大於5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。
3：流速范圍：0.2～8m/s
4：工作壓力：1.6MPa
5：環境溫度：-40℃～+50℃
6：介質溫度：聚四氟乙烯襯里≤180℃
7：橡膠材質襯里≤65℃
8：防爆標志：ExmibdⅡBT4
9：防爆證號：GYB01349
10：外磁干擾：≤400A/m
11：外殼防護：一體化型： IP65；
12：分離型： 感測器IP68（水下5米，僅限於橡膠襯里）
13：轉換器IP65
14：輸出信號：4～20mA.DC，負載電阻0～750Ω
15：通訊輸出：RS485或CAN匯流排
16：電氣連接：M20×1.5內螺紋，φ10電纜孔
17：電源電壓：90～220V.AC、24±10%V.DC
18：最大功耗：≤10VA
污水流量計 - 性能特點：
1：儀表結構簡單、可靠，無可動部件，工作壽命長。
2：無截流阻流部件，不存在壓力損失和流體堵塞現象。
3：無機械慣性，響應快速，穩定性好，可應用於自動檢測、調節和程式控制系統。
4：測量精度不受被測介質的種類及其溫度、粘度、密度、壓力等物理量參數的影響。
5：採用聚四氟乙烯或橡膠材質襯里和Hc、Hb、316L、Ti等電極材料的不同組合可適應不同介質的需要。
6：備有管道式、插入式等多種流量計型號。
7：採用EEPROM存貯器，測量運算數據存貯保護安全可靠。
8：具備一體化和分離型兩種型式。
9：高清晰度LCD背光顯示。