污水處理系統(tǒng)液位測量的特點(diǎn)及測量儀表的選型
隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及政府和社會(huì)對于環(huán)保的關(guān)注度和要求的提高，在工業(yè)生產(chǎn)中污水處理系統(tǒng)已成為必不可少的生產(chǎn)工藝之一，在污水處理的工藝中，如何提高運(yùn)行的效率及增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和精準(zhǔn)，是企業(yè)必須重視的問題。本文就是以液位計(jì)的原理且結(jié)合污水處理廠的工藝的實(shí)際情況，對于在污水處理上液位計(jì)的選型作一個(gè)簡要的說明。
本文所舉的案例是以一個(gè)造紙污水處理廠作為說明模板，用戶可以以此案例舉一反三，根據(jù)本企業(yè)的自身的實(shí)際情況加以靈活運(yùn)用。該案例中的污水處理廠基本情況如下：主要處理造紙脫墨污水（高濃度DIP廢水）造紙廢水及其他生產(chǎn)廢水。其中高濃度DIP廢水先經(jīng)過厭氧處理后，與造紙廢水及其他生產(chǎn)廢水一起進(jìn)入SBR好氧生物處理系統(tǒng)，再經(jīng)過三級(jí)化學(xué)處理后排放。處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)過濃縮池濃縮后，送至污泥脫水單元進(jìn)行脫水外運(yùn)。
液位計(jì)在污水處理應(yīng)用中占的很大的比例，在整個(gè)污水處理的各個(gè)環(huán)節(jié)中幾乎都有應(yīng)用。污水處理中，需要測量液位有廢水，污泥，化學(xué)品溶液等。在利用自動(dòng)控制的污水處理系統(tǒng)中，液位計(jì)除了用來測量液位計(jì)，很多還涉及到自動(dòng)控制中連鎖泵的啟停及控制閥門的打開和閉合。
污水處理液位計(jì)要做到合理的選型，就需要我們對于生產(chǎn)的工藝的每一個(gè)環(huán)節(jié)都了然于胸，工藝與設(shè)備的選擇是一下相互的關(guān)系，以下我們按照結(jié)合工藝分析一下正確選型的方法。
一、磁翻板液位計(jì)
原理：液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。當(dāng)被測容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)主導(dǎo)管中的浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到現(xiàn)場指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時(shí)，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，當(dāng)液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，指示器的紅、白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位的指示。
特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單，顯示清晰，讀數(shù)直觀，特別適用現(xiàn)場顯示。
?。?）設(shè)備開孔少，一般選用帶遠(yuǎn)程輸出的磁翻板液位計(jì)，使現(xiàn)場和遠(yuǎn)程都能監(jiān)控。
?。?）根據(jù)介質(zhì)的情況，如易污易堵的介質(zhì)，則需要定期的清洗主導(dǎo)管，清除管道內(nèi)的沉積物，以保證測量的準(zhǔn)確性。
在污水處理工藝上，磁翻板液位計(jì)常用于化學(xué)溶藥槽罐，酸罐，堿罐等液位的測量。
二、超聲波液位計(jì)
超聲波式液位計(jì)是利用超聲波在液面處反射原理進(jìn)行液位離度檢測時(shí)，即應(yīng)用回聲測量距離原理工作的。當(dāng)超聲波探頭向液面發(fā)射短促的超聲波脈沖時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t后，探頭接收到從液面反射回來的回聲脈沖，因此探頭到液面的距離可按下式求出：設(shè)超聲波探頭到容器底部的距離為h，則實(shí)際液位。式中，v為超聲波在被測介質(zhì)的傳播的速度（也就是聲速m/s），由此看出，只要知道聲速v，就可以通過精確測量時(shí)間t，求出液位的高度H。[1]
2.1超聲波液位計(jì)的特點(diǎn)
（1）超聲波液位計(jì)可以做到非接觸式測量，運(yùn)行穩(wěn)定可靠：超聲波物位計(jì)安裝于料倉、液罐上方，不直接接觸物料，克服了其它型號(hào)液（物）位計(jì)直接接觸物料和由此而帶來的弊端。
?。?）可以測量的范圍大，液體，塊狀，粉末物位都可以測量。
?。?）可以定點(diǎn)連續(xù)的測量，且能方便提供遙測和遙控的測量信號(hào)。
?。?）安裝簡單方便，且不需要安全防護(hù)。
2.2超聲波液位計(jì)的缺點(diǎn)
?。?）超聲波液位計(jì)測量會(huì)有盲區(qū)，安裝的時(shí)候需要避開盲區(qū)，當(dāng)液位進(jìn)入盲區(qū)后，超聲波變送器就無法測量液位了，所以在確定超聲波液位計(jì)的量程時(shí)，必須留出盲區(qū)的余量，安裝時(shí)，變送器探頭必須高出最高液位盲區(qū)左右。這樣才能保證對液位的準(zhǔn)確監(jiān)測及保證超聲波液位計(jì)的安全。
?。?）超聲波液位計(jì)在有泡沫的情況下，因?yàn)槁暡ú荒艽┩概菽?，聲波就?huì)在泡沫上反射回來，這樣測量就與實(shí)際的液位有較大的偏差。可在有泡沫的槽罐容器加入消泡劑，減少泡沫的產(chǎn)生，保證測量準(zhǔn)確。
（3）超聲波液位計(jì)在有攪拌器的容器中會(huì)受到攪拌器的影響，造成反射假反射回波，造成測量的不準(zhǔn)確。通過降低攪拌器的轉(zhuǎn)速，安裝液位計(jì)的時(shí)候離開攪拌器的中心，可以減少攪拌器對超聲波液位計(jì)測量的影響。
?。?）測量介質(zhì)的溫度對超聲波液位計(jì)也有影響，尤其是在密閉的容器里，介質(zhì)的溫度與周圍的溫度有溫差時(shí)，會(huì)探頭的周圍凝結(jié)水珠，這樣會(huì)影響測量的準(zhǔn)確?？梢酝ㄟ^在安裝超聲波液位計(jì)的時(shí)候，接壓縮空氣管對著探頭吹，減少因?yàn)榻橘|(zhì)與容器及探頭的溫度差凝結(jié)的水珠對測量的影響。
三、靜壓式液位計(jì)
靜壓式液位測量方法是根據(jù)液柱靜壓與液柱高度成正比的原理來實(shí)現(xiàn)的，通過測得液柱高度產(chǎn)生的靜壓實(shí)現(xiàn)液位測量的，差壓式液位計(jì)，是利用當(dāng)容器內(nèi)的液位改變時(shí)，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作。
靜壓式液位計(jì)是通過測量液體的液位高度而產(chǎn)生的靜壓力來測定液體液位。根據(jù)P=ρgh，而液體的密度ρ，重力加速度g是已知的，只要測出壓力P，就可以求出液體的液位h。[2]
—種用于液位測量的壓力儀表是投入式液位計(jì)，即把液位測量儀表投入到待測液位的介質(zhì)屮，隨著液位的變化，壓力變送器中的擴(kuò)散硅等壓力檢測元件將靜壓力轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)進(jìn)行液位檢測，投人式液位計(jì)可以直接投人被測介質(zhì)中。
投入式壓力液位計(jì)的特點(diǎn)。
?。?）結(jié)構(gòu)簡單，采用固態(tài)結(jié)構(gòu)，無可動(dòng)部件。
（2）安裝使用相當(dāng)方便，使用壽命長。
?。?）測量范圍比較廣，可以測里從水、油到黏度較大的相狀物等。
?。?）它不受被測介質(zhì)起泡、沉積、電氣持性的影響，無材料疲勞磨損，對振動(dòng)、沖擊不敏感。
?。?）價(jià)格便宜，可靠性比較高。
?。?）安裝時(shí)，注意要選擇流體相對平穩(wěn)，波動(dòng)小的地方安裝，如果避免不了水流沖擊，摩擦振動(dòng)時(shí)，需要加裝隔離管，減少水流沖擊，保證測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
?。?）安裝投入式液位計(jì)時(shí)，最好離池底或者罐底100mm到200mm，以減少因?yàn)槌氐谆蛘吖薜子杏倌嗉敖橘|(zhì)的沉淀物，影響測量的準(zhǔn)確度。
（8）在水質(zhì)過差的環(huán)境下，尤其是介質(zhì)有很多懸浮物，雜質(zhì)時(shí)，容易堵塞取壓孔，影響測量準(zhǔn)確度。需要定期對液位計(jì)進(jìn)行清洗、疏通取壓孔，以保證測量準(zhǔn)確和穩(wěn)定。
壓力式液位計(jì)適合用于水質(zhì)較好的工藝流程中，比如上清集水池，濾池，清水池，外排水池以及SBR池。通過加裝隔離管避開池底污泥雜質(zhì)也可以用于帶攪拌的濃縮池調(diào)節(jié)池。
四、雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號(hào)，發(fā)射波在被測物料表面產(chǎn)生反射，反射回來的回波信號(hào)仍由天線接收。發(fā)射及反射波束中的每一點(diǎn)都采用超聲采樣的方法進(jìn)行采集。信號(hào)經(jīng)智能處理器處理后得出介質(zhì)與探頭之間的距離，送終端顯示器進(jìn)行顯示、報(bào)警、操作等。[3]距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：
D=C×T/2
其中C為光速 因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D
雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)：
（1）雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，無可動(dòng)部件，不存在機(jī)械磨損，使用壽命長。
?。?）由于電磁波的特點(diǎn)，不受環(huán)境的影響。故其測量的應(yīng)用場合比較廣。雷達(dá)液位計(jì)的探頭與介質(zhì)表面無接觸，屬非接觸測量，能夠準(zhǔn)確、快速地測量不同的介質(zhì)。探頭幾乎不受溫度、壓力、氣體等的影響?？梢栽诠r惡劣，變化大，有水氣、蒸汽、泡沫等超聲波液位計(jì)不能勝任的場合下使用。
（3）雷達(dá)液位計(jì)也適合用于在有攪拌器，液面變化無常，多變的場合下。
（4）雷達(dá)液位計(jì)價(jià)格相對昂貴，但是幾乎可以適用污水處理的各個(gè)工藝液位控制流程。
綜上所述，由于污水處理的工藝流程中涉及很多需要測量液位的場合，也由于污水處理本身工藝的特點(diǎn)，在選型過程中，需要針對各個(gè)工藝流程及介質(zhì)的特點(diǎn)，選擇合適的液位計(jì)，對工藝測量的精度和可靠性穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性使用壽命都會(huì)有很大的影響。建議在經(jīng)費(fèi)允許的情況，盡量選擇精度高，維護(hù)少，壽命長的液位計(jì)。使整個(gè)污水處理的液位測量和控制在可靠，穩(wěn)定，安全下運(yùn)行。
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