摘要(yào)：污泥處理(lǐ)處置是目(mù)前環保面(miàn)臨的一個(ge)重點問題(ti)，而濃縮污(wū)泥的精确(què)計量是污(wū)泥處理處(chù)置環節中(zhōng)經常遇到(dao)的問題。讨(tao)論了污水(shui)處理廠濃(nong)縮污泥常(chang)用的三種(zhǒng) 流量計 計(jì)量方式及(ji)原理，通過(guo)分析三種(zhǒng)計量方式(shì)下濃縮污(wu)📧泥計量的(de)誤差，總結(jie)出三種計(ji)量方式的(de)适用範圍(wéi)，爲污水處(chu)理廠濃縮(suo)污泥計量(liàng)提供參考(kao)。
1.引言
　　随着(zhe)我國社會(huì)經濟和城(cheng)市化的發(fā)展，污水處(chù)理設施建(jian)設⛹🏻‍♀️得❌到了(le)髙速發展(zhan)。根據2016年住(zhu)房城鄉建(jian)設部公布(bu)💚的全國城(chéng)🔞鎮污水處(chù)理設施2016年(nian)第三季度(dù)建設和運(yùn)行統計情(qing)況，截止2025年(nian)12月底，全國(guó)累計建成(cheng)污水處理(lǐ)廠3976座🌈，污水(shuǐ)處理能力(lì)達1.7億立方(fāng)米／日。污水(shuǐ)處理過程(chéng)中會産生(sheng)大量的剩(shèng)餘污泥，經(jing)重💚力濃縮(suō)池濃縮後(hòu)的濃縮污(wū)泥含水率(lü)仍高達98％左(zuo)右，污泥中(zhōng)含有大量(liang)的有機物(wù)，如蛋白質(zhi)、碳水化合(hé)物等物質(zhi)難以降解(jie)，污水處理(lǐ)廠大多采(cai)用離心脫(tuo)水機将濃(nong)縮污泥脫(tuo)水到含水(shuǐ)率80％，或者🌈采(cai)用闆框壓(yā)濾機将濃(nong)縮污泥壓(ya)榨到含水(shuǐ)率☔60％後，再無(wu)深度處理(lǐ)工藝。
　　污泥(ní)處理處置(zhì)屬于固體(tǐ)廢物處理(lǐ)處置範疇(chóu)，是污水處(chù)理廠面臨(lin)的一個跨(kuà)領域問題(tí)，目前國内(nei)很少有污(wu)☁️水處理廠(chang)配套建設(shè)污泥處理(li)處置設施(shi)，大多采用(yòng)與固體廢(fei)物處理單(dan)位合作協(xie)同處置污(wu)泥，2家單位(wèi)污泥⭐交接(jiē)模式🤞一般(ban)是由污水(shuǐ)處理廠将(jiang)含水率80％或(huò)60％的污泥裝(zhuāng)車轉運至(zhi)合作單位(wei)協同處置(zhì)，産生的污(wu)泥運輸費(fèi)用較髙，另(lìng)外還有一(yi)種較爲經(jīng)濟污泥交(jiāo)接模式：污(wu)水🐇處理廠(chang)将重力濃(nóng)縮池出來(lai)的濃縮污(wū)泥直接經(jing)管道🌏輸送(sòng)至協同處(chù)置單位協(xie)同處🐕置，不(bu)産生運輸(shu)費用，對廠(chang)内環境也(ye)有較大改(gǎi)善。
2.濃縮污(wū)泥計量方(fang)式
　　由于濃(nóng)縮污泥處(chù)置費用結(jié)算需要換(huàn)算成爲含(hán)水率♈80％污泥(ni)計量，但管(guan)道中濃縮(suo)污泥MLSS不可(kě)控，并且濃(nong)度分布不(bú)均🏃‍♀️勻，導緻(zhi)單位時間(jiān)内通過的(de)濃縮污泥(ní)幹基難以(yǐ)準确計量(liang)。解決方案(an)有💚三種，介(jie)紹如下：
2.1方(fāng)式一：濃度(dù)計與流量(liàng)計組合計(jì)量
2.1.1計量原(yuán)理
　　由于單(dān)位時間内(nèi)通過管道(dao)濃縮污泥(ní)幹基的質(zhì)量與濃☎️縮(suō)污泥💋的濃(nong)度、體積二(èr)者相關，因(yin)而在管道(dao)上選擇🌂串(chuan)聯安裝🥰污(wū)泥濃度計(jì)與流量計(ji)，由上位機(ji)同時控制(zhi)污泥濃度(dù)計和流量(liàng)計，在每個(gè)單位時間(jiān)周期内同(tong)時測量通(tōng)過濃縮污(wū)泥📧的MLSS和流(liú)量🚶Ｑ，MLSS與Ｑ的乘(cheng)積就是1個(ge)單位時間(jiān)周期内的(de)污泥幹基(jī)量，再累加(jiā)經🏃🏻過的每(měi)個單位時(shí)間周期污(wū)泥幹基量(liang)，最後換算(suan)成🏃🏻‍♂️爲含水(shui)率❗80％的結算(suan)污泥量。具(ju)體計算公(gōng)式如下：

MLSSn－－第(dì)ｎ個單位時(shí)間周期内(nèi)平均污泥(ní)濃度（單位(wei)：g/L）；
Ｑn－－第ｎ個單位(wei)時間周期(qi)内平均流(liú)量（單位：m3／h）；
2.1.2計(ji)量誤差分(fen)析
　　濃度計(ji)精度爲±5％，流(liu)量計精度(dù)爲±2％，按上述(shu)公式計算(suan)理論最大(dà)累積誤差(cha)爲±10％。在實際(ji)應用中，發(fā)現上位機(ji)中單位時(shi)間周期的(de)取值大🍉小(xiao)對計量結(jie)果影響較(jiao)大。當單位(wèi)時間周🈲期(qi)取值較小(xiǎo)時，儀表的(de)平均濃度(du)值較爲準(zhǔn)确，但平均(jun)流💁量值誤(wù)差較大；當(dang)單位時間(jiān)周期取值(zhí)較大時，儀(yí)表的平🚶均(jun)流量值較(jiao)爲準确，但(dàn)平均濃度(dù)值誤差較(jiào)大。經反複(fu)調試上位(wèi)機單位時(shí)間周期值(zhí)繪制流ｆT值(zhi)誤差與💞濃(nong)度值誤差(chà)的關系曲(qǔ)線如下：

　　由(you)圖1可知要(yao)滿足2個儀(yí)表誤差同(tong)時最小，單(dān)位時間周(zhōu)期取☂️值🐪必(bi)須在2條曲(qu)線的交點(diǎn)處，這個交(jiao)點處的誤(wù)差即爲該(gāi)計量方式(shi)的固定誤(wu)差。
2.1.3方式一(yi)結論
　　經過(guo)一年的數(shù)據比對，該(gāi)計量方式(shi)在實際應(yīng)用中的♈計(ji)量誤差🌈約(yue)±10％左右。該計(ji)量方式總(zǒng)體上誤差(chà)較大，在不(bu)考慮儀表(biao)💃自身誤差(cha)的情況下(xià)，還存在一(yī)個無法消(xiao)除的固定(ding)🏃‍♀️誤差，造成(chéng)這個同定(ding)誤♉差的原(yuan)因是由于(yu)2個儀💃🏻表無(wú)法同時工(gōng)作在最佳(jiā)單位時間(jian)周期裏。2.2方(fang)式二：新建(jiàn)濃縮計量(liang)♌池，采用液(ye)位計與濃(nong)度計組合(hé)計量
2.2.1計量(liàng)原理
　　由于(yu)在第一種(zhǒng)計童方式(shi)中，儀表測(ce)量的濃度(dù)值和體積(jī)💰值都在不(bú)斷變化，産(chan)生誤差較(jiao)大。要使測(cè)量值固定(ding)🤟可以采用(yong)增加濃縮(suō)泥計量池(chí)的方式，将(jiāng)濃縮🚶‍♀️污泥(ni)暫存到計(ji)童池中⭕，由(yóu)上位機控(kòng)制👌關閉計(jì)量池進、出(chū)閥門🌈并攪(jiǎo)拌均勻後(hou)，濃縮污泥(ní)的MLSS值🎯和體(ti)積均爲定(ding)值，再通過(guo)液位計、濃(nóng)度計分别(bié)測‼️量，利用(yong)池體底面(miàn)積和液位(wei)差計算濃(nong)縮污泥體(tǐ)積，用下列(liè)公式☀️計算(suan)出含水率(lǜ)80％污泥量：

Ｓ底(dǐ)－－濃縮池底(di)面積（單位(wei)：m2）
h1－＿注滿後液(yè)位（單位：m）
h2—放(fang)空後液位(wei)（單位：m）
MLSS－－污泥(ní)濃度（單位(wèi)：g/L）
2.2.2計量誤差(cha)分析與改(gǎi)進
　　濃度計(jì)精度爲±5％，液(yè)位計精度(du)爲±0.1％，按上述(shù)公式計算(suàn)理論🆚最大(dà)累🔞積誤差(cha)爲±5％。在實際(ji)應用中，發(fā)現雖然濃(nóng)縮污泥經(jing)過均勻攪(jiao)拌，但計量(liàng)池中MLSS仍然(ran)呈現出上(shàng)下♈不均勻(yun)狀态，且越(yuè)接近池底(dǐ)部MLSS越大，導(dao)緻污泥濃(nóng)度計探頭(tóu)安裝髙度(dù)對計量結(jie)果影響較(jiao)大🚩。爲客觀(guan)反映計量(liang)池中的濃(nóng)度分布狀(zhuang)況，需要改(gai)進濃度值(zhí)測量方法(fǎ)，在計量⭐池(chi)内的上半(bàn)部中間和(he)下半部中(zhōng)間，且不同(tóng)方🔞位的位(wèi)置安裝✌️2台(tai)污泥濃度(du)計，如圖2所(suǒ)示：


Ｓ底(di)－－濃縮池底(di)面積（單位(wei)：m2）
h1－－注滿後液(ye)位（單位：m）
h2－－放(fang)空後液位(wei)（單位：m）
MLSS1－－高位(wèi)污泥濃度(dù)（單位：g/L）
MLSS2－－低位(wèi)污泥濃度(dù)（單位：g/L）
2.2.3方式(shi)二結論
　　經(jing)過一年的(de)數據比對(dui)，該計量方(fang)式在實際(ji)應用中的(de)🥵計量♈誤差(cha)☎️約±5％左右。改(gǎi)進後濃度(dù)值得到了(le)校正，提高(gāo)了濃縮污(wu)泥計量的(de)準确性，同(tong)時在攪拌(ban)過程中對(dui)比MLSS，和抓＾的(de)差值可以(yi)判斷濃縮(suo)污泥的均(jun)勻程度，确(que)定經濟攪(jiao)拌時長提(ti)高運行效(xiào)率。2.3方式三(san)：采用科氏(shi)力質量流(liú)🌐量計計量(liang)
2.3.1科氏力質(zhi)量流量計(jì)原理
　　科氏(shi)力質量流(liu)量計是一(yi)種用于直(zhi)接測量液(ye)體質🙇🏻量和(he)密度的儀(yí)器，不僅可(kě)以測量氣(qì)體、液體，還(hái)适應兩相(xiang)🌐液體的測(ce)量，是一種(zhǒng)髙精度的(de)測A儀器。廣(guǎng)泛應用于(yu)含有固體(ti)顆粒液體(ti)的工業領(ling)域，如金礦(kuàng)砂、造🈚紙、污(wū)水等🙇🏻行業(yè)。
　　科氏力質(zhi)量流量計(jì)是根據科(kē)氏力原理(lǐ)來測量流(liu)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻體的質✍️童(tong)流量和介(jie)質密度的(de)，科氏力是(shì)指物體在(zai)旋轉系統(tong)中做直線(xiàn)運動時所(suo)受的力。
ＦC＝2m（Ｖ＊ω）
ＦC——科(ke)氏力
m——移動(dòng)物體的質(zhì)量
Ｖ—－旋轉或(huo)振動時的(de)徑向速度(du)
ω—－角速度
　　科(kē)氏力與運(yùn)動流體的(de)質量m、速度(dù)ｖ成正比即(jí)與流體的(de)質量流量(liang)成正比，科(ke)氏力質量(liàng)流量計用(yòng)測量管的(de)振動來代(dài)替恒定的(de)角速度，在(zài)測量管進(jìn)出口檢測(cè)振動的相(xiang)位🏒差，相位(wei)差大小同(tóng)質量流量(liàng)成正比。同(tóng)時質量流(liú)量計測♻️量(liàng)管的諧振(zhen)頻率與測(ce)量管内📐的(de)介質密度(du)成反比，即(jí)介🤩質密度(du)越大⭐測量(liàng)管諧振😘頻(pín)率越小。

2.3.2方(fāng)式三計量(liàng)原理
　　采用(yong)質量流量(liang)計可以直(zhi)接測量出(chū)濃縮污泥(ni)的流量⛹🏻‍♀️、密(mì)度、溫度🐪，污(wū)泥濃度不(bu)能直接測(cè)量，需要通(tōng)過密度換(huàn)算。但⭕由于(yú)相同濃度(du)下不同溫(wen)度時的密(mi)度是不一(yi)樣的，在計(ji)算濃度🈲時(shí)還要考慮(lü)介質的溫(wen)度膨脹系(xi)數，所以介(jie)質密度與(yǔ)濃度的關(guān)系并非簡(jiǎn)單的✍️數學(xue)公式關系(xì)，而是三維(wéi)的關系。濃(nong)度計算數(shu)學模型算(suan)法如下：
C=A0+ Arρ+Arρ2+ Arρ3+ Arρ4+B0+ BrT + BrT2+ BrT3
C——介(jie)質濃度
P——介(jiè)質密度
T——介(jiè)質溫度
A0…A4一(yi)一密度系(xì)數
B0…A3——溫度系(xi)數
對應的(de)密度、溫度(dù)、濃度三維(wei)關系圖如(ru)圖3所示：
　　在(zai)該計量方(fāng)式中，儀表(biao)廠家前期(qi)須建立關(guān)于濃縮㊙️污(wu)泥濃度、密(mì)🌏度、溫度的(de)三維數學(xué)模型，确定(ding)各項系🔴數(shu)，再将質量(liàng)流量計🚩測(ce)量的密度(du)和溫度值(zhi)輸人到儀(yí)表的計算(suan)儀‼️内，通過(guo)計算儀内(nèi)置的功能(neng)計算出污(wū)泥濃度，最(zui)後通過質(zhi)量流量🈲計(ji)的流量值(zhí)與污泥濃(nóng)度值計算(suàn)出含水率(lǜ)80％污泥量，計(jì)算公式如(ru)下:

2.3.3方式三(sān)精度分析(xī)
　　目前國内(nei)質量流量(liàng)計90％依賴國(guó)外生産廠(chang)家的進口(kou)産🛀品，精度(du)在±0.1％~±0.05％之間，國(guó)産質量流(liu)量計處于(yu)“先模仿，在(zài)創新”階段(duàn)，精度🙇‍♀️在±0.2％~±0.5％，主(zhu)要應用于(yú)石油、化工(gōng)、食品等以(yǐ)⭕質量流量(liang)計量☀️結算(suàn)的行業.
濃(nóng)縮污泥計(ji)量也屬于(yu)質量流量(liàng)計量結算(suan)範疇，但在(zài)國内暫✔️未(wèi)找到采用(yòng)質量流量(liàng)計的項目(mù)案例，原👅因(yīn)是質量流(liu)量計相對(duì)于其它儀(yi)表價格偏(pian)高，考慮成(cheng)本因⛱️素而(er)選擇了其(qí)🐆它儀表。但(dan)在該方式(shi)中，隻采用(yòng)一台質量(liang)流量計🌐就(jiu)可以完成(cheng)計量，比其(qí)它方式🌐中(zhong)需要多台(tai)儀表組合(he)計量的精(jing)度有大幅(fu)提高。
3.結論(lùn)
3.1對比分析(xi)
　　綜合對比(bǐ)以上三種(zhong)計量方式(shi)，方式一投(tóu)資最少，計(jì)量精度較(jiao)低約±10％左右(yòu)；方式二投(tóu)資相對較(jiao)高，須新建(jiàn)🧡濃縮計量(liang)池，但計量(liang)精度相對(dui)較高約±5％左(zuǒ)右；方式三(san)計量精度(dù)最高約±1％左(zuo)右，但前期(qī)安裝調試(shi)周期較長(zhǎng)🈲，儀表投資(zī)👄較高。
3.2适用(yong)範圍
　　在項(xiàng)目計量精(jing)度要求較(jiao)髙時，可選(xuan)用質量流(liu)量計🈲計量(liàng)；在項目用(yòng)地滿足條(tiáo)件時，可采(cǎi)用新建濃(nong)縮計量池(chi)計量；在項(xiang)目投❓資受(shòu)💛限制，且對(duì)計量精度(du)要求不髙(gao)時，可采用(yòng)濃度計與(yǔ)流量計組(zǔ)合計量。

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