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污水處理工程一般包含污水預(yù)處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)三部分。污水預(yù)處理系統(tǒng)主
要由進(jìn)水泵、粗細(xì)格柵、砂水分離器等構(gòu)成：生化處理系統(tǒng)是污水處理的核心，一般含沉淀絮凝、
厭氧，缺氧、好氧等工藝流程：污泥處理系統(tǒng)由污泥濃縮池、污泥脫水機(jī)等組成包括污泥勻質(zhì)、濃
縮、脫水、處置四道基本工序。
污水處理工程涉及液位(差)、流量、壓力、溫度、濃度(含PH、溶解氧等)、濁度等多種工藝參數(shù)的測
量，其中液位測量古很大比重，在各個(gè)工藝階段兒乎都有液位檢測點(diǎn)。測量介質(zhì)包含水和溶液兩種。
溶液是指用于改善污水水質(zhì)的溶液如：酸、堿等.一般純?nèi)芤河趦拗匈A存，混合溶液存于帶攪拌器
的混凝土池內(nèi)，毋庸多言，水作為污水處理的對象，對其液位的檢測數(shù)量是*多的。相對其它工藝流
程，污水處理工程的水位測量有它自身的特點(diǎn)：
1)測量介質(zhì)一般是含泥沙、油污等多種無機(jī)、有機(jī)污染物的污水，大多存于室外散口池中；
2)生化處理系統(tǒng)使用氣浮工藝的水面上多存在泡沫；
3)調(diào)節(jié)池、濃縮池等多設(shè)有攪拌器。
相對于其它種類的測量儀表，適合污水處理工程使用的液位儀類型眾多，有接觸和非接觸測量兩類，
涉及包括差壓式、浮力式、電學(xué)式、聲學(xué)式等多種測量原理的液位計(jì)。這對儀表的選擇提供了很大
空間，同時(shí)也帶來了合理選型的難度。本文以實(shí)際使用*普，數(shù)量*多的磁翻板液位計(jì)、投入式液
位計(jì)、超聲波液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)為例，結(jié)合原理，總結(jié)實(shí)際工作中液位計(jì)選型、安裝、使用和維
護(hù)的經(jīng)驗(yàn)。
1.磁翻板液位計(jì)
1.1測量原理
主要基于浮力和磁力原理。帶有磁體的浮子(簡稱磁性浮子)在被測介質(zhì)中的位置受浮力作用影響。液
位的變化導(dǎo)致磁性浮子位置的變化、磁性浮子和磁翻柱(也成為磁翻板)的靜磁力耦合作用導(dǎo)致磁翻柱
翻轉(zhuǎn)一定角度(磁翻柱表面涂敷不同的顏色)，進(jìn)而反映容器內(nèi)液位的情況。
1.2優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)
1)顯示清晰、讀數(shù)直觀，方便現(xiàn)場監(jiān)控。
2)一般選用帶遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計(jì)，不需多組液位計(jì)組合，即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場和操作室監(jiān)控，
設(shè)備開孔少。
3)測量介質(zhì)臟污時(shí)，易堵。根據(jù)介質(zhì)情況，應(yīng)定期清洗主導(dǎo)管，清除管內(nèi)沉積雜質(zhì)。建議配套排污
閥方便檢修。若測量介質(zhì)含腐蝕性時(shí)，須選用耐腐蝕的產(chǎn)品。
4)如圖1示，通常情況下，工藝與儀表**的設(shè)計(jì)、維護(hù)以法蘭為界，因此，須注意液位計(jì)法蘭與
工藝接管法蘭配對。另外，液位計(jì)根部閥V1、V2屬工藝選型或由儲進(jìn)配套。為保證液位計(jì)檢修時(shí)，
不影響生產(chǎn)V1、V2必須選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，故在儲罐設(shè)計(jì)或采購時(shí)，儀表**須向工藝**提出要求。
1.3使用位置
在污水處理工程中多選用側(cè)裝式的磁翻板液位計(jì)，常用于需現(xiàn)場和操作室滿地監(jiān)控的位置，如酸罐，
堿罐、部分藥罐液位檢測。
2.11測量原理
基于所測液體靜壓與該液體高度成正比的原理，采用多晶硅、陶瓷或電容壓力轉(zhuǎn)感器，將靜壓轉(zhuǎn)成
電信號，一般由直接投入維體中的傳器用于信號放大、校正、補(bǔ)償、結(jié)果顯示的變送器和導(dǎo)氣或連
接電纜(傳感器與變送器連接)三部分組成。
2.2優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)
1)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格較便宜。
2)傳感器直接投入被淵液體內(nèi)測量，因此不受介質(zhì)起泡影響。
3)由于傳感器與變送器間為柔性連接，儀表貯存及運(yùn)輸方便，尤其在大量程的液位測量中，其優(yōu)勢
更突出，安裝方便，只須將傳感器直接投入被測液體，即可實(shí)現(xiàn)測量。
4)水流沖擊、摩擦振動(dòng)(尤其是與液位變化同方向的振動(dòng))等因素會改變投入式傳感器在液體中的位置，
進(jìn)而影響測量值，所以*好將液位計(jì)安裝于水流相對平穩(wěn)的地點(diǎn)。受現(xiàn)場條件制約，無法避免時(shí)，*
好將傳感器置于隔離管中安裝或選擇其它種類的液位計(jì)。
圖2為加裝隔離管的投入式液位計(jì)在某調(diào)節(jié)池中的應(yīng)用示例，使用隔離管避免了因攪拌器工作引起的
水流沖擊，保證了測量的準(zhǔn)確性。
5)使用于水質(zhì)過差的環(huán)境時(shí)，傳感器套孔易被污泥堵塞，導(dǎo)致測量值失真，需酌情定期清洗維護(hù)。為
減少套孔被污泥堵塞的概率，建議將其安裝于離池底大于100mm的位置，并使用隔離管。
6)使用壽命較短。使用一段時(shí)間后，易出現(xiàn)零點(diǎn)或量程漂移，現(xiàn)場校準(zhǔn)有難度。
2.3使用位置
雖然投入式液位計(jì)存在使用壽命較短，傳感器易堵等缺點(diǎn)，但由于它在價(jià)格和安裝維護(hù)方面的優(yōu)點(diǎn)，
尤其是價(jià)格方面，一般僅千元左右，相對于后文提到的超聲波、雷達(dá)液位計(jì)一般需萬元左右，有較
大優(yōu)勢，目前仍是污水處理工程測量敞口容器液位使用較多的液位計(jì)之一。
在上清液集水池、清水池、濾池等水質(zhì)相對較好的工藝流程中使用時(shí)，壽命較長，幾乎免維護(hù)?？?/span>
以使用在水質(zhì)差的環(huán)境中，但不適合池底淤泥層過厚的池內(nèi)使用。加裝隔離管后可應(yīng)用于部分帶攪
拌器的調(diào)節(jié)池、濃縮池等。
3.1測量原理
是利用回波測距原理的非接觸式儀表?；夭?/span>測距原理又稱行程時(shí)間或傳播時(shí)間(TOF， Time ofFight)
測量原理。它是通過一個(gè)可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發(fā)射能量波，能量波遇到障礙物反
射，由一個(gè)接收裝置接收反射信號。根據(jù)測量能量波運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間差來確定物位變化情況。由電子
裝置對能量波信號進(jìn)行處理，*終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號。利用超聲波作為能量波的液位計(jì)即是
超聲波液位計(jì)。其測量原理如圖3示。
液位高度計(jì)算公式如下：
h=H-1/2Ct
其中，C為超聲波在空氣中的傳播速度；t為超聲波由液位計(jì)到水面往返一次的時(shí)間。
由公式可見，液位高度受超聲波傳播速度的影響。而超聲波是利用氣體(絕大多數(shù)情況下是空氣)作為
傳播介質(zhì)，空氣的壓力(真空度)、溫度、濕度、流等變化會改變超盧波傳播速度。例如，超聲波速度
與溫度的近似公式為：
C=C0+0.607XT
式中.C0為零度時(shí)的聲波速度332m/s：T為實(shí)際溫度(°C)。
可見，溫度變化會產(chǎn)生液位測量誤差。超聲波液位計(jì)的超聲放射及接收裝置均安裝于同一探頭中，
這就決定了只能在發(fā)射引起的傳感器余振基本消失后，接收裝置才能檢測反射回波，另外，超聲發(fā)
射是以脈沖方式進(jìn)行，而脈沖具有一定的時(shí)間寬度，因此，在超聲發(fā)射到余振基本消失的這段時(shí)間
t'內(nèi)，液位計(jì)不能正常工作，這段時(shí)間對應(yīng)的液位
B=1/2Ct’
B稱為盲區(qū)，如圖3示，被測的*高液位如進(jìn)入盲區(qū)，儀表將不能正確檢測，盲區(qū)大小取決于發(fā)射裝
置的功率。一般而言，發(fā)射裝置功率越大.發(fā)射頻率就越低，余振衰減時(shí)間越長，盲區(qū)也就越大。
3.2優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)
1)具有工作可靠、精度高、使用周期長、免維護(hù)的特點(diǎn)，并具有相對的價(jià)格優(yōu)勢。
2)在污水處理工程中，多可選用一體式液位計(jì)，安裝簡便。
3)回波反射產(chǎn)生的干擾回波和假回波，可通過軟件來排除，但有效回波強(qiáng)度也同時(shí)被衰減。因此，設(shè)
計(jì)選型時(shí)，要考忠衰減因素，選擇量程要留有一定的余量。
4)為了盡量減少干擾回波，安裝位置要盡可能選擇液面平穩(wěn)的位置，同時(shí)遠(yuǎn)離扶梯、檢修通道、進(jìn)水
口、出水口、攪拌器，盡可能與池壁保持較遠(yuǎn)的距離。在探頭規(guī)定的波束發(fā)射角下，錐形波束在*低
測量液面上的投影，不與容器壁及其它能反射聲波的構(gòu)件接觸。在避開盲區(qū)的前提下，盡量貼近*高
液面安裝，以減少池壁回波的干擾。為獲得盡可能強(qiáng)的回波，要保證探頭與被測界面垂直。
5)**投運(yùn)，須對儀表進(jìn)行使用位置、介質(zhì)特性、工藝條件等內(nèi)容的設(shè)定，完成空程、滿量程校正。
利用配套軟件進(jìn)行回波曲線檢查，抑制干擾回波。建議在有條件的情況下，在池壁上分別標(biāo)注液位滿
量程的20%、50%、95%、三點(diǎn)，以方便今后維護(hù)和校驗(yàn)。
6)為避免因壓力、溫度等特性變化而產(chǎn)生的液位誤差，應(yīng)選擇有溫度補(bǔ)償?shù)漠a(chǎn)品。
7)泡沫是聲波反射不充分的表面，會吸收一部分或是全部的聲波脈沖能量，減少或是完全消除回波信
號。因此，在被測液面存在泡沫的場合，不能使用。但在泡沫較輕，盲區(qū)允許的情況下，可通過加大
液位計(jì)的功率，來實(shí)現(xiàn)測量。
3.3使用位置
超聲波液位計(jì)不能使用在測量工況變化熱或真空的場合，但污水處理工程一般不存在上述情況，這一
優(yōu)勢使超聲波液位計(jì)在污水處理工程中得以**應(yīng)用。除了不能使用在有大量泡沫、液位波動(dòng)劇盟的
地方外，兒乎可在污水處理的各個(gè)工藝流程中**使用，用于測量水池液位、液位差等。
4.雷達(dá)液位計(jì)
4.1測量原理
超聲波，雷達(dá)液位計(jì)都是利用回波測距原理的儀表。利用電磁波作為能量波的液位計(jì)即是達(dá)液位計(jì)，
又稱微波液位計(jì)。雷達(dá)液位計(jì)按結(jié)構(gòu)可分為天線式和導(dǎo)波式，天線式通過天線發(fā)射和接收電磁波，其
結(jié)構(gòu)與超市波液位計(jì)*為相似，都屬于非接觸式儀表。導(dǎo)波式是微波液位計(jì)的一種變型， 英文名稱是
Time DomainRef lectometry(時(shí)域反射法) 或簡稱TDR， 也俗稱導(dǎo)波雷達(dá)通常采用脈沖波方式工作，
與微波液位計(jì)不同點(diǎn)在于微波脈沖不是通過空間傳插，而是通過一根(或兩根)從液儀上方伸入，直達(dá)容
器底的導(dǎo)波體傳播，導(dǎo)波體可以是金屬硬桿或柔性金屬纜純，微波脈沖沿桿或纜的外側(cè)向下傳插，在
被測液面上被反射，回波被天線接收，出發(fā)射脈沖與回波脈沖的時(shí)間養(yǎng)即可計(jì)算出傳播距離。
低頻雷達(dá)具有較大的波束角和較長的波長，使之在有液面擾動(dòng)或攪拌的情況下能提供*好的回波曲線。
但其較大的波束角制約了使用范圍。為彌補(bǔ)這一缺陷，在實(shí)際產(chǎn)品中，低頻雷達(dá)多與導(dǎo)波管結(jié)合。也
就是說，一般導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)多使用低頻雷達(dá)。
4.2優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)
由于雷達(dá)液位計(jì)與超聲波液位計(jì)在測量原理上相同，本文3.2中1~5同樣適用于雷達(dá)液位計(jì)。但由于雷
達(dá)液位計(jì)的特殊性，和超聲波液位計(jì)相比較，還有以下特點(diǎn)：
1)由于微波(電磁波)傳播不依賴介質(zhì)，所以雷達(dá)液位計(jì)不受介質(zhì)特性如壓力、溫度、真空度等影響，所
以測量精度較超聲波液位計(jì)高?？梢允褂迷诠r變化較大或有蒸汽等超聲液位計(jì)不能正常工作的場合。
2)微波(電磁波)以光速傳播，使得雷達(dá)液位計(jì)測量更靈敏，刷新速度更快。
3)表1示出了不同特性的泡沫，對微波、超聲波信號的不同影響。由于污水處理工程液位測量所涉幾乎
全是濕性泡沫，所以雷達(dá)液位計(jì)可代替超聲波液位計(jì)在液面有泡沫的場合使用。
4)使用導(dǎo)波雷達(dá)，可在帶攪拌、液面擾動(dòng)等復(fù)雜工況或安裝空間有限的場合實(shí)現(xiàn)測量。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
安裝在有攪拌器的液體中，若液體流速過快，建議將導(dǎo)波管末端固定，以減少導(dǎo)波管受力。
5)部分產(chǎn)品配套有智能軟件，可實(shí)現(xiàn)不規(guī)則池底的液位測量。
6)雷達(dá)液位計(jì)比超聲波液位計(jì)價(jià)格稍貴。
4.3使用位置
由于雷達(dá)液位計(jì)在有泡沫、帶攪拌的測量場合具有優(yōu)勢，它彌補(bǔ)了超聲波液位計(jì)在上述方面的不足?？?/span>
以說，雷達(dá)液位計(jì)適合在污水處理的各個(gè)工藝流程中使用，測量水池液位、液位差。
5.結(jié)語
液位儀表是污水處理工程不可缺少的重要儀表。它種類繁多，根據(jù)介質(zhì)和現(xiàn)場條件的不同，各類液位計(jì)
各具優(yōu)勢，形成一個(gè)多元化的局面。要找到*適合的產(chǎn)品，只有在液位計(jì)選型、安裝時(shí)，根據(jù)各液位計(jì)
的特點(diǎn)，從測量介質(zhì)、安裝位置、儀表精度、價(jià)格、使用壽命、維護(hù)成本等多方面綜合考慮。隨著勞動(dòng)
力和生產(chǎn)成本的不斷提高，儀表高精度、免維護(hù)性在儀表選型中所占的比重也隨之不斷增加。因此，在
儀表采購成本允許的情況下，建議盡量選擇高精度、免維護(hù)的儀表。相對于磁翻板液位計(jì)和投入式液位
計(jì)而言，超聲波、雷達(dá)液位計(jì)更符合上述要求。隨著電子技術(shù)及制作工藝的不斷提高，超聲波、雷達(dá)液
位計(jì)的價(jià)格會不斷下降，性能會不斷提高，數(shù)量會不斷增多。
