0　引言(yan)
　　污水處理(lǐ)工程一般(bān)包含污水(shuǐ)預處理系(xì)統、生化處(chù)理📧系統、污(wu)泥處理系(xì)統三部分(fèn)。污水預處(chu)理系統主(zhu)要由進水(shuǐ)泵、粗細格(gé)栅、砂🔴水分(fen)離器等構(gòu)成;生化處(chù)理系統是(shì)污水💛處理(lǐ)的核心,一(yi)般含沉澱(diàn)、絮凝、厭氧(yang)🚩、缺氧、好氧(yang)🈲等工藝流(liú)程;污泥處(chu)理系統由(you)污泥濃縮(suo)池、污泥脫(tuō)水機等組(zu)成,包括污(wū)泥勻質、濃(nóng)縮、脫水、處(chu)置四道基(ji)本工🔴序。
　　污(wū)水處理工(gōng)程涉及液(ye)位(差)、流量(liang)、壓力、溫度(du)、濃度(含PH、溶(róng)解氧等💞)、濁(zhuo)度等多種(zhǒng)工藝參數(shù)的測量。其(qí)中液位測(ce)量占很大(da)比重,在各(gè)個工藝階(jie)段幾乎都(dōu)有液位檢(jiǎn)測點。測量(liàng)介質包含(hán)水和溶液(yè)兩種。溶液(ye)是指用于(yú)改善污水(shuǐ)水質的🚶溶(róng)液如:酸、堿(jian)等,一般純(chún)溶液于🍓儲(chǔ)罐中貯存(cún),混合溶液(ye)存㊙️于帶攪(jiǎo)拌器的混(hùn)凝土池💘内(nèi)。毋庸多言(yán),水作爲污(wu)水處理的(de)對象,對其(qí)液位的檢(jiǎn)測數量是(shì)最多‼️的。相(xiàng)對其它工(gong)藝流程,污(wu)水處理工(gong)程的水位(wei)測量有💰它(ta)自身的特(te)點:
1)測量介(jie)質一般是(shi)含泥沙、油(you)污等多種(zhǒng)無機、有機(jī)污染物的(de)💋污水,大多(duo)存于室外(wài)敞口池中(zhōng);
2)生化處理(li)系統使用(yong)氣浮工藝(yi)的水面上(shàng)多存在泡(pao)沫;
3)調節池(chi)、濃縮池等(deng)多設有攪(jiao)拌器。相對(dui)于其它種(zhong)類的測🌂量(liàng)🍓儀表,适合(hé)污水處理(lǐ)工程使用(yong)的液位儀(yi)類型衆多(duō)。有接觸和(he)非接觸測(ce)量兩類,涉(she)及包括差(chà)壓式、浮力(lì)💁式、電學式(shì)、聲學式等(děng)多種測量(liang)原理的液(yè)位計。這對(duì)儀表的選(xuǎn)擇⛷️提供了(le)很大空間(jiān),同時也帶(dai)來了合理(lǐ)選型的難(nán)度。本文以(yi)實際使用(yòng)普遍,數量(liàng)多☔的磁翻(fan)闆液🧑🏽‍🤝‍🧑🏻位計(ji)、投入式液(yè)位💋計、超聲(shēng)波液位計(jì)和雷達液(yè)位計爲例(li)㊙️,結合原理(lǐ),總結實際(ji)工作中液(yè)位🏃🏻‍♂️計選型(xíng)、安裝、使用(yong)和維護的(de)經驗。
1　磁翻(fān)闆液位計(ji)
1.1　測量原理(lǐ)
　　磁翻闆液(ye)位計主要(yao)基于浮力(li)和磁力原(yuán)理。帶有磁(ci)體的浮子(zi)(簡稱磁性(xing)浮⁉️子)在被(bèi)測介質中(zhong)的位置受(shou)浮力作用(yòng)影響。液位(wei)的變化導(dao)緻磁性浮(fu)子位置的(de)變化、磁性(xing)浮子和磁(cí)翻⛱️柱(也成(cheng)爲磁翻闆(pan))的靜磁力(lì)耦合作用(yòng)導緻磁翻(fan)柱翻轉一(yi)定角度(磁(ci)翻柱表面(mian)塗敷不同(tóng)的顔色),進(jìn)而反映容(róng)器内液位(wei)的情況。
1.2優(yōu)缺點及注(zhù)意事項
1)顯(xiǎn)示清晰、讀(du)數直觀,方(fang)便現場監(jian)控。
2)一般選(xuan)用帶遠傳(chuán)功能的磁(cí)翻闆液位(wei)計,不需多(duō)組液位計(jì)組合,即可(ke)同時實現(xiàn)現場和操(cāo)作室監控(kòng),設備開孔(kong)少。

3)測量介質(zhi)髒污時,易(yì)堵。根據介(jie)質情況,應(ying)定期清洗(xi)主導管,清(qing)除管内沉(chen)積雜質。建(jian)議配套排(pai)污閥方便(biàn)檢修。若測(cè)🍉量介質含(hán)腐蝕✉️性時(shí),須選用耐(nài)腐蝕的産(chǎn)♉品。
4)如圖1示(shi),通常情況(kuang)下,工藝與(yǔ)儀表專業(yè)的設計、維(wéi)護以法蘭(lán)爲界✍️,因此(ci),須注意液(ye)位計法蘭(lan)與工藝接(jie)管法蘭配(pei)對。另外,液(ye)位計根部(bù)閥V1、V2屬工藝(yì)選型或由(you)儲🏃🏻罐配套(tào)。爲保證液(ye)位計檢修(xiu)時,不影響(xiǎng)生産,V1、V2必須(xu)選用優質(zhì)産🥵品,故在(zài)儲罐設計(ji)或采購時(shi),儀表專業(yè)須向工藝(yì)專業提出(chu)要求。
1.3使用(yong)位置
　　在污(wū)水處理工(gong)程中多選(xuan)用側裝式(shi)的磁翻闆(pǎn)液位計,常(chang)用于需現(xian)場和操作(zuò)室兩地監(jian)控的位置(zhi),如酸罐、堿(jiǎn)🐇罐、部分藥(yao)罐液位檢(jiǎn)測。
2投入式(shi)液位計
2.1測(ce)量原理
　　基(ji)于所測液(ye)體靜壓與(yu)該液體高(gāo)度成正比(bi)的原理,采(cai)用多🙇‍♀️晶矽(xi)、陶瓷或電(diàn)容壓力傳(chuán)感器,将靜(jìng)壓轉成電(diàn)信号。一般(ban)由📞直接投(tóu)入液體中(zhong)的傳感器(qì)、用于信号(hao)放大、校正(zheng)、補償、結果(guo)顯示的變(bian)送器和導(dǎo)氣或連接(jie)電纜(傳感(gǎn)器與變送(song)器連接)三(san)部分組♊成(cheng)。
2.2優缺點及(jí)注意事項(xiàng)
1)結構簡單(dan),價格較便(biàn)宜。
2)傳感器(qì)直接投入(ru)被測液體(tǐ)内測量,因(yin)此不受介(jie)質起泡影(ying)響。
3)由于傳(chuán)感器與變(biàn)送器間爲(wèi)柔性連接(jiē),儀表貯存(cún)及運🔅輸方(fāng)便,尤⁉️其在(zai)大量程的(de)液位測量(liang)中,其優勢(shi)更突出🏃。安(an)裝方便⭕,隻(zhī)須🔞将傳感(gǎn)器直接投(tóu)入被測液(ye)體🈲,即可實(shi)現測量。
4)水(shuǐ)流沖擊、摩(mo)擦振動(尤(you)其是與液(ye)位變化同(tóng)方向的振(zhèn)動)等👄因素(su)會改變投(tóu)入式傳感(gan)器在液體(tǐ)中的位置(zhì),進🐇而影響(xiang)測量值,所(suo)以最好将(jiang)液位計安(an)裝于水流(liu)相對平穩(wen)的地點。受(shou)現場條件(jiàn)制約,無法(fa)避免時,最(zui)好将傳🔱感(gǎn)器置于隔(gé)離管中安(ān)裝或選擇(zé)其它種類(lèi)的液位計(jì)。圖2爲加裝(zhuāng)隔離管的(de)投入式液(ye)位計在某(mǒu)調節池中(zhōng)的應用示(shi)例,使用隔(gé)離管避免(miǎn)了因攪拌(ban)器工作✨引(yin)起的水流(liú)沖擊,保證(zheng)了測量的(de)正确率。
5)使(shǐ)用于水質(zhi)過差的環(huan)境時,傳感(gan)器套孔易(yi)被污泥堵(du)塞,導緻測(cè)💛量值失真(zhen),需酌情定(ding)期清洗維(wei)護。爲減少(shǎo)套孔被🐅污(wu)泥堵塞的(de)概率,建議(yi)将其安裝(zhuāng)于離池底(di)大于100mm的位(wèi)置,并使用(yong)隔離管。
6)使(shi)用壽命較(jiao)短。使用一(yī)段時間後(hou),易出現零(líng)點或量程(cheng)漂移,現🔅場(chǎng)校準有難(nán)度。
2.3使用位(wèi)置
　　雖然投(tóu)入式液位(wei)計存在使(shi)用壽命較(jiào)短,傳感器(qi)易堵等缺(quē)點,但由于(yu)它在價格(ge)和安裝維(wei)護方面的(de)優點,尤其(qí)是價格方(fāng)面,一般僅(jǐn)千元左右(yòu),相對于後(hou)文提到的(de)超聲波、雷(lei)達液位計(ji)一般需萬(wan)元左右,有(you)較大優勢(shi),目前仍是(shi)污水處理(lǐ)工🙇‍♀️程測量(liàng)敞🙇‍♀️口容器(qì)液😘位使用(yong)較多的液(ye)位計之一(yī)。
　　在上清液(ye)集水池、清(qing)水池、濾池(chí)等水質相(xiàng)對較好的(de)工藝流程(cheng)中使用時(shi),壽命較長(zhang),幾乎免維(wéi)護。可以使(shi)用在水質(zhì)差的環境(jing)中,但不适(shi)合池底淤(yū)泥層過厚(hòu)的池内使(shǐ)用。加裝隔(ge)離管後可(ke)應用于部(bù)分帶攪拌(bàn)器的調節(jiē)💛池、濃縮池(chi)🔴等。

3超聲波(bo)液位計
3.1測(cè)量原理
　　超(chāo)聲波液位(wei)計是利用(yòng)回波測距(jù)原理的非(fēi)接觸式儀(yí)表。回波測(ce)距💰原理‼️又(yòu)稱👉行🧑🏾‍🤝‍🧑🏼程時(shi)間或傳播(bo)時間(TOF,Time ofFlight)測量(liang)原理。它是(shi)通過一個(ge)可以發射(she)能量波(一(yī)般爲脈沖(chòng)信号)的裝(zhuang)置發射能(néng)量波,能量(liàng)波遇到障(zhàng)礙🔴物反射(she)♉,由一個接(jiē)收裝置接(jie)收反射信(xin)号。根據測(cè)量能量波(bo)運動過程(cheng)的時間差(cha)來确👈定物(wu)位變化情(qíng)況。由電子(zi)裝置對能(neng)量波信号(hào)進行處理(li),最終轉化(huà)成與物位(wei)相關的✂️電(dian)信号。利用(yong)超聲波作(zuò)爲能量波(bō)的液位計(ji)即是超聲(sheng)波液☎️位計(jì)。其測量原(yuán)理如圖3示(shi)。液位高度(dù)計算公式(shì)如下:

　　其中(zhōng),C爲超聲波(bo)在空氣中(zhōng)的傳播速(su)度;t爲超聲(sheng)波由液位(wèi)計到水面(mian)往返一次(cì)的時間。由(you)公式可見(jiàn),液位高度(du)受超聲波(bo)傳播速度(du)的影響。而(er)超聲波是(shì)利用氣體(ti)(絕大多數(shù)情況下是(shì)空氣)作爲(wei)傳♈播介質(zhi),空氣的壓(ya)力(真空度(dù))、溫度、濕度(du)、氣流等變(biàn)化會改變(biàn)超聲波傳(chuan)播速度⚽。例(lì)如,超聲波(bo)🈚速度與溫(wēn)度💞的近似(sì)公式🐇爲:
C= C0+ 0.607× T
　　式(shì)中,C0爲零度(du)時的聲波(bō)速度332m/s;T爲實(shí)際溫度(℃)。
　　可(kě)見,溫度變(biàn)化會産生(shēng)液位測量(liàng)誤差。超聲(sheng)波液位計(ji)的☎️超聲放(fang)射及接收(shou)裝置均安(an)裝于同一(yī)探頭中,這(zhè)就決定了(le)隻🏃能在發(fa)射引起的(de)傳感器餘(yú)振基本消(xiao)失後,接收(shōu)裝置才能(néng)檢測反射(shè)回波💜。另外(wai),超聲發射(she)是以脈沖(chòng)方式進行(hang),而脈沖具(ju)有一定⚽的(de)時間寬🐕度(du),因此,在超(chao)聲發射到(dao)餘振基本(ben)消失的這(zhe)段時間t'内(nèi),液位計不(bu)能正常工(gong)作,這段時(shí)間對應的(de)液位

　　B稱爲(wèi)盲區,如圖(tú)3示,被測的(de)最高液位(wèi)如進入盲(mang)區,儀表将(jiang)不能😘正确(que)檢測。盲區(qu)大小取決(jué)于發射裝(zhuang)置的功率(lǜ)。一般而言(yan),發射裝置(zhi)功率越大(da),發射頻率(lü)就越低,餘(yú)振衰減時(shi)間越長✍️,盲(máng)區也✉️就越(yuè)大。
3.2優缺點(diǎn)及注意事(shì)項
1)具有工(gōng)作可靠、精(jīng)度高、使用(yong)周期長、免(miǎn)維護的特(tè)點,并具有(you)相對的價(jià)格優勢。
2)在(zài)污水處理(lǐ)工程中,多(duo)可選用一(yī)體式液位(wèi)計,安裝簡(jian)便。
3)回波反(fan)射産生的(de)幹擾回波(bo)和假回波(bō),可通過軟(ruan)件來排🍉除(chu)♋,但🍉有效回(huí)波強度也(ye)同時被衰(shuai)減。因此,設(she)計💯選型時(shí),要考慮🌂衰(shuāi)減因素🚶‍♀️,選(xuan)擇量程要(yào)留有一定(ding)的🌈餘量。
4)爲(wei)了盡量減(jian)少幹擾回(huí)波,安裝位(wèi)置要盡可(kě)能選擇⭐液(ye)面🐇平穩的(de)位置,同時(shí)遠離扶梯(tī)、檢修通道(dào)、進水口、出(chu)水📧口、攪拌(bàn)器,盡可能(néng)與💘池壁保(bao)持較遠的(de)距離。在探(tàn)頭規定的(de)波束發射(shè)角下,錐形(xíng)波束在最(zui)低測量液(ye)面上的投(tou)影,不與🈲容(róng)器壁及其(qi)它能反射(shè)聲波的❌構(gou)件接觸。在(zai)避開盲區(qu)的前提下(xià),盡量貼近(jìn)最高液☎️面(mian)安裝,以減(jiǎn)少池壁回(huí)波的幹擾(rǎo)。爲獲得盡(jin)可能強的(de)回波,要保(bǎo)證探頭與(yu)被📧測界面(miàn)垂直。
5)首次(ci)投運,須對(duì)儀表進行(hang)使用位置(zhì)、介質特性(xing)、工藝🈲條件(jian)等内容的(de)設定,完成(cheng)空程、滿量(liàng)程校正。利(lì)用配套軟(ruǎn)件進✏️行回(hui)波曲線檢(jian)查,抑制幹(gan)擾回波。建(jiàn)議在😍有條(tiao)件的情況(kuàng)下,在池壁(bi)上分别标(biao)注液位滿(man)量程的20%、50%、95%、三(sān)點,以方便(biàn)今後維護(hu)和校🙇🏻驗。
6)爲(wei)避免因壓(ya)力、溫度等(děng)特性變化(hua)而産生的(de)液位誤差(chà),應選擇有(yǒu)溫度補償(chang)的産品。
7)泡(pào)沫是聲波(bo)反射不充(chong)分的表面(mian),會吸收一(yī)部分或是(shì)全㊙️部的聲(shēng)波脈沖能(néng)量,減少或(huò)是完全消(xiāo)除回波信(xin)号。因此👈,在(zai)被測液面(miàn)存在泡沫(mò)的場合,不(bú)能使用。但(dan)在泡沫較(jiao)輕🌈,盲區允(yun)許的情況(kuàng)下,可🌐通過(guo)加大液位(wei)計的功率(lü),來實現測(cè)量。

3.3使用位置(zhi)
　　超聲波液(ye)位計不能(neng)使用在測(cè)量工況變(biàn)化劇烈或(huò)真🛀🏻空的場(chang)合,但污水(shuǐ)處理工程(chéng)一般不存(cun)在上述情(qing)況,這一優(you)勢使超聲(sheng)波液位計(jì)在污水處(chù)理工程中(zhōng)🏃得以廣🚩泛(fan)應用。
　　除了(le)不能使用(yòng)在有大量(liàng)泡沫、液位(wei)波動劇烈(liè)的地方外(wai),幾乎可在(zai)污水處理(lǐ)的各個工(gōng)藝流程中(zhōng)廣泛使用(yòng),用于測量(liàng)水池液位(wèi)、液位差等(děng)。
4雷達液位(wei)計
4.1測量原(yuán)理
　　超聲波(bo)、雷達液位(wèi)計都是利(li)用回波測(cè)距原理的(de)儀表。利用(yòng)電磁波作(zuo)爲🌈能量🈲波(bō)🔞的液位計(ji)即是雷達(dá)液位計,又(you)稱微波液(yè)位計。
雷達(da)液位計按(àn)結構可分(fen)爲天線式(shi)和導波式(shì)。天線🚶式通(tōng)🤩過天線發(fa)射和接收(shōu)電磁波,其(qi)結構與超(chāo)聲波液位(wei)計最爲相(xiàng)似,都屬于(yú)非接觸式(shì)儀表。導波(bo)式是微波(bo)液位計的(de)🏃‍♀️一種變❄️型(xíng),英文🐇名稱(chēng)是Time DomainReflectometry(時域反(fǎn)射法)或簡(jian)稱TDR,也俗稱(cheng)導波雷達(da),通常采用(yong)脈沖波方(fang)式工作。與(yu)微波液位(wei)計不同點(diǎn)在于微波(bō)脈沖不是(shi)通過💃🏻空間(jiān)傳播,而🌏是(shì)通過一根(gēn)(或兩根)從(cong)液位上方(fāng)伸入、直達(dá)容器底的(de)導波體傳(chuán)播。導波體(tǐ)可以是金(jīn)屬硬杆或(huo)柔性金屬(shu)纜繩🈲。微波(bo)脈沖沿杆(gǎn)或纜的外(wài)側向下傳(chuan)播,在被測(cè)液面上被(bèi)反射,回波(bō)被天線接(jiē)收,由✔️發射(shè)脈沖與回(hui)波脈沖的(de)時間差即(ji)可計算出(chū)傳播距離(li)。
　　低頻雷達(dá)具有較大(dà)的波束角(jiao)和較長的(de)波長,使之(zhi)在有液面(mian)擾🌂動或攪(jiǎo)拌的情況(kuàng)下能提供(gòng)最好的回(huí)波曲線。但(dan)其較💃🏻大的(de)波束角制(zhì)約了使用(yòng)範圍。爲彌(mi)補這一缺(que)陷,在❗實際(ji)産品中,低(di)頻雷達多(duō)與導波管(guǎn)結合。也就(jiù)😘是說,一般(bān)⛷️導波雷達(da)液位計多(duo)使用低頻(pin)😘雷達。
4.2優缺(que)點及注意(yì)事項
　　由于(yú)雷達液位(wei)計與超聲(sheng)波液位計(ji)在測量原(yuán)理上相同(tong),本文3.2中1～ 5同(tóng)樣适用于(yu)雷達液位(wei)計。但由于(yú)雷達液位(wei)計的💔特殊(shū)性,和超聲(shēng)波液位計(jì)相比較,還(hái)有以下特(te)點:
1)由于微(wei)波(電磁波(bō))傳播不依(yī)賴介質,所(suǒ)以雷達液(yè)位計不受(shou)介質🌂特性(xìng)如壓力、溫(wen)度、真空度(dù)等影響,所(suo)以測量精(jing)度較超聲(shēng)波液位計(ji)高。可以使(shi)用在工況(kuàng)變化較大(da)💁或有蒸汽(qì)等超聲液(ye)位計不能(neng)正常工作(zuo)的場合。
2)微(wei)波(電磁波(bo))以光速傳(chuan)播,使得雷(lei)達液位計(ji)測量更靈(ling)敏,刷新速(su)👌度更快。

3)表(biǎo)1示出了不(bú)同特性的(de)泡沫,對微(wēi)波、超聲波(bo)信号的不(bu)同影響。由(you)于污水處(chù)理工程液(yè)位測量所(suǒ)涉幾乎🙇‍♀️全(quán)是濕性泡(pao)沫,所以雷(lei)達液位計(jì)可代替超(chao)聲波液位(wei)計在液面(miàn)有泡沫的(de)場合使用(yòng)。
4)使用導波(bo)雷達,可在(zai)帶攪拌、液(ye)面擾動等(děng)複雜工況(kuang)或安裝空(kōng)間有限的(de)場合實現(xiàn)測量。導波(bō)雷達液位(wèi)計安🌐裝在(zài)❤️有攪拌器(qi)的液體中(zhōng),若液體流(liu)速過快,建(jian)議将導波(bo)管末端固(gu)定,以減少(shao)導波管🌍受(shou)力。
5)部分産(chǎn)品配套有(yǒu)智能軟件(jiàn),可實現不(bu)規則池底(dǐ)的液㊙️位測(ce)🔴量。
6)雷達液(ye)位計比超(chao)聲波液位(wei)計價格稍(shāo)貴。
4.3使用位(wei)置
　　由于雷(léi)達液位計(jì)在有泡沫(mo)、帶攪拌的(de)測量場合(hé)具有優勢(shì),它彌補了(le)超聲波液(ye)位計在上(shang)述方面的(de)不足。可以(yǐ)說,雷達液(yè)位👅計适合(hé)在污水處(chù)理的各個(ge)工藝流程(cheng)中使用,測(cè)量水🙇🏻池液(ye)位、液位差(cha)。
5結語
　　液位(wèi)儀表是污(wu)水處理工(gōng)程不可缺(que)少的重要(yào)儀表。它種(zhǒng)類繁多,根(gēn)據介質和(he)現場條件(jiàn)的不同,各(gè)類液位計(jì)各具優勢(shi),形成一個(gè)多元化的(de)局面。要找(zhǎo)到适合的(de)産🌏品,隻有(you)🚶‍♀️在液位計(jì)選型、安裝(zhuang)時,根據各(ge)液位🔞計的(de)特點,從測(ce)量介質、安(an)裝位置、儀(yí)表精度、價(jia)格、使用壽(shòu)命、維護成(cheng)本等多方(fang)面綜合考(kǎo)慮🏒。随着勞(lao)動力和生(sheng)産成本的(de)不斷提高(gāo),儀表高精(jing)度、免維護(hù)性在👌儀表(biao)選型中所(suo)占💚的比重(zhong)也随之不(bú)🐕斷增加。因(yīn)此,在🐪儀表(biǎo)采購成本(běn)允許🌈的情(qing)況下,建議(yì)盡量選擇(zé)精度佳、免(mian)維護的儀(yí)表。相對于(yu)磁翻闆液(ye)位計和投(tou)入式🐕液位(wèi)計而言,超(chāo)聲波、雷達(dá)液位計更(geng)符合上述(shù)要求。随着(zhe)電子技術(shu)及制作工(gōng)☎️藝的不斷(duàn)提高,超聲(shēng)波、雷⭐達液(ye)位計的價(jià)格會不斷(duan)下降,性能(néng)會不斷提(tí)高,數量會(huì)不斷增多(duo)。

以上内容(rong)來源于網(wang)絡，如有侵(qīn)權請聯系(xì)即删除!