摘要：污泥(ni)處理處置(zhi)是目前環(huan)保面臨的(de)一個重點(dian)問題，而濃(nong)縮污泥的(de)精确計量(liang)是污泥處(chu)理處置環(huan)節中經常(chang)遇到的問(wen)題。讨論了(le)污水處理(li)廠濃縮污(wu)泥常用的(de)三種 流量(liang)計 計量方(fang)式及原理(li)，通過分析(xi)三種計量(liang)方式下濃(nong)縮污泥計(ji)✊量的誤差(cha)，總結出三(san)種計量方(fang)式的适用(yong)範圍，爲污(wu)水處理廠(chang)濃縮污泥(ni)計量提供(gong)參考。
1.引言(yan)
　　随着我國(guo)社會經濟(ji)和城市化(hua)的發展，污(wu)水處理設(she)施建🌏設得(de)到了髙速(su)發展。根據(ju)2016年住房城(cheng)鄉建設部(bu)公布的全(quan)國城鎮污(wu)水處理設(she)施2016年第三(san)季度建設(she)和運行統(tong)計情況，截(jie)止✊2025年11月底(di)，全國累計(ji)建成污水(shui)處理廠3976座(zuo)，污水處理(li)能力達1.7億(yi)立方米／日(ri)。污水處理(li)過程中會(hui)産🤩生大量(liang)的剩🚶餘污(wu)泥，經重🍓力(li)濃縮池濃(nong)縮後的濃(nong)縮污泥含(han)水率仍高(gao)達98％左右，污(wu)泥中含有(you)大量的有(you)機物，如蛋(dan)白質❌、碳水(shui)化合物等(deng)物質難以(yi)降♻️解，污水(shui)處理廠大(da)🍉多采用離(li)心脫水機(ji)将濃縮污(wu)泥脫水到(dao)含水率80％，或(huo)者采用闆(pan)框壓濾機(ji)将濃縮污(wu)⛱️泥壓榨到(dao)含水率60％後(hou)，再無深度(du)處理工藝(yi)。
　　污泥處理(li)處置屬于(yu)固體廢物(wu)處理處置(zhi)範疇，是污(wu)水處理廠(chang)♻️面臨的一(yi)個跨領域(yu)問題，目前(qian)國内很少(shao)🤞有污水處(chu)理廠配套(tao)建設污泥(ni)處理處置(zhi)設施，大多(duo)采用與固(gu)體廢物處(chu)理單位合(he)作協同處(chu)置污泥，2家(jia)單位污泥(ni)🏃交接模式(shi)一般是由(you)🌈污水處理(li)廠将含水(shui)率80％或60％的污(wu)泥裝車轉(zhuan)運至合作(zuo)單位協同(tong)處置，産生(sheng)♋的污泥運(yun)輸💯費用較(jiao)髙，另外還(hai)有一種較(jiao)爲經濟污(wu)泥交接模(mo)式：污水🚶‍♀️處(chu)理廠将重(zhong)力濃⁉️縮池(chi)出來的濃(nong)縮污泥直(zhi)接經管道(dao)輸送至協(xie)同處置單(dan)❤️位協同處(chu)置，不産生(sheng)運輸費用(yong)，對❌廠内環(huan)境也有較(jiao)大改善。
2.濃(nong)縮污泥計(ji)量方式
　　由(you)于濃縮污(wu)泥處置費(fei)用結算需(xu)要換算成(cheng)爲含水率(lü)⭐80％污🌐泥計量(liang)，但管道中(zhong)濃縮污泥(ni)MLSS不可控，并(bing)且濃度分(fen)布不均🔞勻(yun)，導緻單🔞位(wei)時間内通(tong)過的濃縮(suo)污泥幹基(ji)難以準确(que)計量。解決(jue)方案有三(san)種，介紹如(ru)下：
2.1方式一(yi)：濃度計與(yu)流量計組(zu)合計量
2.1.1計(ji)量原理
　　由(you)于單位時(shi)間内通過(guo)管道濃縮(suo)污泥幹基(ji)的質量與(yu)濃縮污泥(ni)的濃度、體(ti)積二者相(xiang)關，因而在(zai)管道上選(xuan)擇串聯👉安(an)裝污泥濃(nong)度計與流(liu)量計，由上(shang)位機同🏃🏻‍♂️時(shi)控制污泥(ni)濃度計和(he)流量計，在(zai)每個單位(wei)時間周期(qi)内同時測(ce)量通過🔅濃(nong)縮污泥🌂的(de)MLSS和流量Ｑ，MLSS與(yu)Ｑ的乘積就(jiu)是1個單位(wei)時間周期(qi)内的污泥(ni)幹基量，再(zai)累加經過(guo)的每個單(dan)♊位時間周(zhou)期污泥幹(gan)基量，最後(hou)換算成爲(wei)含水率80％的(de)結算污泥(ni)量。具體計(ji)算🌏公式如(ru)下：

MLSSn－－第ｎ個單(dan)位時間周(zhou)期内平均(jun)污泥濃度(du)（單位：g/L）；
Ｑn－－第ｎ個(ge)單位時間(jian)周期内平(ping)均流量（單(dan)位：m3／h）；
2.1.2計量誤(wu)差分析
　　濃(nong)度計精度(du)爲±5％，流量計(ji)精度爲±2％，按(an)上述公式(shi)計算理論(lun)最大累積(ji)🥰誤差爲±10％。在(zai)實際應用(yong)中，發現上(shang)位機中單(dan)位時間周(zhou)期的取值(zhi)大小對計(ji)量結果影(ying)響較大。當(dang)單位🈚時間(jian)周期取值(zhi)💛較小時💞，儀(yi)表的❗平均(jun)濃度值較(jiao)爲準确💞，但(dan)平均流量(liang)值誤差🚶較(jiao)大；當單位(wei)時間周期(qi)取值較大(da)時，儀表的(de)平均流量(liang)值較爲準(zhun)确，但平均(jun)濃度值誤(wu)差較大。經(jing)反複調🧡試(shi)上位機單(dan)位時間🆚周(zhou)期值繪制(zhi)流ｆT值誤差(cha)與濃度值(zhi)誤差的關(guan)系曲線如(ru)🔱下：

　　由圖1可(ke)知要滿足(zu)2個儀表誤(wu)差同時最(zui)小，單位時(shi)間周期取(qu)值必須在(zai)2條曲線的(de)交點處，這(zhe)個交點處(chu)的😄誤差即(ji)爲該計🧡量(liang)方式的固(gu)定誤差。
2.1.3方(fang)式一結論(lun)
　　經過一年(nian)的數據比(bi)對，該計量(liang)方式在實(shi)際應用中(zhong)的計量誤(wu)差約±10％左右(you)。該計量方(fang)式總體上(shang)誤差較大(da)，在不考慮(lü)❄️儀表自身(shen)誤差的情(qing)況下，還存(cun)在一個無(wu)法消除的(de)固定誤差(cha)，造成這個(ge)同定誤差(cha)的原因是(shi)由于2個儀(yi)表無法同(tong)🔴時工作在(zai)最佳單位(wei)時間周期(qi)🔞裏。2.2方式二(er)：新建濃縮(suo)計量池，采(cai)用液位計(ji)與濃度計(ji)🙇‍♀️組合計量(liang)
2.2.1計量原理(li)
　　由于在第(di)一種計童(tong)方式中，儀(yi)表測量的(de)濃度值和(he)🏃‍♀️體積值都(dou)在不斷變(bian)化，産生誤(wu)差較大。要(yao)使測量值(zhi)固定可以(yi)采用增加(jia)濃縮泥計(ji)量池的方(fang)式，将濃縮(suo)污泥暫🏃‍♂️存(cun)到計童池(chi)中🤞，由上位(wei)機控制關(guan)閉計量池(chi)進、出閥門(men)👅并攪拌均(jun)勻後，濃縮(suo)污泥的MLSS值(zhi)和體積均(jun)爲定值，再(zai)通過液位(wei)計、濃度計(ji)分别測量(liang)，利用池體(ti)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼底面積和(he)液位差計(ji)算濃縮污(wu)泥體積，用(yong)下列公式(shi)計算出含(han)🎯水率80％污泥(ni)量：

Ｓ底－－濃縮(suo)池底面積(ji)（單位：m2）
h1－＿注滿(man)後液位（單(dan)位：m）
h2—放空後(hou)液位（單位(wei)：m）
MLSS－－污泥濃度(du)（單位：g/L）
2.2.2計量(liang)誤差分析(xi)與改進
　　濃(nong)度計精度(du)爲±5％，液位計(ji)精度爲±0.1％，按(an)上述公式(shi)計算理論(lun)最大累積(ji)✌️誤差爲±5％。在(zai)實際應用(yong)中，發現雖(sui)然濃縮🆚污(wu)泥經過🛀🏻均(jun)勻攪拌，但(dan)計量池中(zhong)MLSS仍然呈現(xian)出上下💘不(bu)均勻狀态(tai)，且越接近(jin)池底部MLSS越(yue)大，導🥵緻污(wu)泥濃度計(ji)探頭安裝(zhuang)髙度對計(ji)量結果影(ying)響較大㊙️。爲(wei)客觀反㊙️映(ying)計量池中(zhong)的濃度分(fen)布狀況，需(xu)要改👌進濃(nong)度值測量(liang)方法，在計(ji)量💔池内的(de)上半部中(zhong)間和下半(ban)部中間，且(qie)不同方位(wei)的位置安(an)裝2台污泥(ni)濃度計，如(ru)圖2所示🔴：


Ｓ底－－濃縮(suo)池底面積(ji)（單位：m2）
h1－－注滿(man)後液位（單(dan)位：m）
h2－－放空後(hou)液位（單位(wei)：m）
MLSS1－－高位污泥(ni)濃度（單位(wei)：g/L）
MLSS2－－低位污泥(ni)濃度（單位(wei)：g/L）
2.2.3方式二結(jie)論
　　經過一(yi)年的數據(ju)比對，該計(ji)量方式在(zai)實際應用(yong)中的🐉計量(liang)🐇誤差📐約±5％左(zuo)右。改進後(hou)濃度值得(de)到了校正(zheng)，提高了濃(nong)縮污泥計(ji)量的準确(que)性，同時在(zai)攪拌過程(cheng)中對比MLSS，和(he)抓＾的差值(zhi)可以判斷(duan)濃縮污泥(ni)的均勻程(cheng)度，确定經(jing)濟🈲攪拌時(shi)長提高運(yun)行效率。2.3方(fang)式🚶三：采用(yong)科氏力質(zhi)量流量計(ji)計量
2.3.1科氏(shi)力質量流(liu)量計原理(li)
　　科氏力質(zhi)量流量計(ji)是一種用(yong)于直接測(ce)量液體質(zhi)量和密度(du)的儀器，不(bu)僅可以測(ce)量氣體、液(ye)體，還适應(ying)兩相📱液體(ti)的測量，是(shi)一種髙精(jing)度的測A儀(yi)器。廣泛應(ying)用于含有(you)固體顆粒(li)液體的工(gong)業領域，如(ru)金礦砂、造(zao)紙、污水等(deng)行業。
　　科氏(shi)力質量流(liu)量計是根(gen)據科氏力(li)原理來測(ce)量流體的(de)質童💃🏻流🈲量(liang)和介質密(mi)度的，科氏(shi)力是指物(wu)體在旋轉(zhuan)系統中做(zuo)💜直線運動(dong)✏️時所受的(de)力。
ＦC＝2m（Ｖ＊ω）
ＦC——科氏力(li)
m——移動物體(ti)的質量
Ｖ—－旋(xuan)轉或振動(dong)時的徑向(xiang)速度
ω—－角速(su)度
　　科氏力(li)與運動流(liu)體的質量(liang)m、速度ｖ成正(zheng)比即與流(liu)體的質量(liang)流量成正(zheng)比，科氏力(li)質量流量(liang)計用測量(liang)管的振動(dong)來代替恒(heng)定🧡的角👈速(su)度，在測量(liang)管進出口(kou)檢📞測振動(dong)的相位差(cha)，相位🔴差大(da)小💋同質量(liang)流量成正(zheng)比。同時質(zhi)量流量計(ji)測量管的(de)諧振頻率(lü)與測量管(guan)内🍓的介質(zhi)密度成反(fan)比，即介質(zhi)密度越大(da)測量管諧(xie)振🔅頻率越(yue)小。

2.3.2方式三(san)計量原理(li)
　　采用質量(liang)流量計可(ke)以直接測(ce)量出濃縮(suo)污泥的流(liu)量、密度✨、溫(wen)度，污泥濃(nong)度不能直(zhi)接測量，需(xu)要通過密(mi)🥰度換算。但(dan)由于相同(tong)濃度下不(bu)同溫度時(shi)的密度是(shi)不一樣的(de)，在計算濃(nong)度時還要(yao)考慮介質(zhi)的溫度膨(peng)脹系數，所(suo)以介質密(mi)度與濃度(du)的關系并(bing)非簡單的(de)數學公式(shi)關系，而是(shi)三維的關(guan)系。濃度㊙️計(ji)算數學模(mo)🔱型算法如(ru)下：
C=A0+ Arρ+Arρ2+ Arρ3+ Arρ4+B0+ BrT + BrT2+ BrT3
C——介質濃(nong)度
P——介質密(mi)度
T——介質溫(wen)度
A0…A4一一密(mi)度系數
B0…A3——溫(wen)度系數
對(dui)應的密度(du)、溫度、濃度(du)三維關系(xi)圖如圖3所(suo)示：
　　在該計(ji)量方式中(zhong)，儀表廠家(jia)前期須建(jian)立關于濃(nong)縮污🛀🏻泥濃(nong)度、密度、溫(wen)度的三維(wei)數學模型(xing)，确定各項(xiang)系數，再🆚将(jiang)質量流量(liang)計測量的(de)密度和溫(wen)度值輸人(ren)到儀表的(de)計算儀内(nei)，通過計算(suan)儀🏒内置的(de)功能計算(suan)出污泥濃(nong)度🚩，最後通(tong)過質量流(liu)量計的流(liu)量值與污(wu)泥🌈濃度值(zhi)計算出含(han)水率80％污🧡泥(ni)量，計算公(gong)式如下:

2.3.3方(fang)式三精度(du)分析
　　目前(qian)國内質量(liang)流量計90％依(yi)賴國外生(sheng)産廠家的(de)進口産品(pin)，精☎️度在♻️±0.1％~±0.05％之(zhi)間，國産質(zhi)量流量計(ji)處于“先模(mo)仿，在創新(xin)”階段💋，精度(du)在±0.2％~±0.5％，主要應(ying)用于石油(you)、化工、食品(pin)等以♊質量(liang)流🌐量計量(liang)☁️結算的行(hang)業.
濃縮污(wu)泥計量也(ye)屬于質量(liang)流量計量(liang)結算範疇(chou)，但在國内(nei)暫未找到(dao)采用質量(liang)流量計的(de)項目案例(li)，原因是🆚質(zhi)量🌐流量計(ji)相對于其(qi)它儀表價(jia)格偏高，考(kao)慮成本因(yin)🔴素而選擇(ze)了其🏃它儀(yi)表♈。但在該(gai)方式中，隻(zhi)采用一台(tai)質🏃量流量(liang)計就可以(yi)完成計量(liang)，比‼️其它方(fang)式中需要(yao)多台儀表(biao)組合計⛱️量(liang)的精度有(you)大幅提高(gao)。
3.結論
3.1對比(bi)分析
　　綜合(he)對比以上(shang)三種計量(liang)方式，方式(shi)一投資最(zui)少，計量精(jing)度較低約(yue)±10％左右；方式(shi)二投資相(xiang)對較高，須(xu)新建濃縮(suo)計量池，但(dan)🏒計量精度(du)相對較高(gao)約±5％左右；方(fang)式三計量(liang)精度最高(gao)約±1％左右，但(dan)前期安裝(zhuang)調試周期(qi)較長，儀表(biao)投資較高(gao)。
3.2适用範圍(wei)
　　在項目計(ji)量精度要(yao)求較髙時(shi)，可選用質(zhi)量流量計(ji)計量；在項(xiang)目用地滿(man)足條件時(shi)，可采用新(xin)建濃縮計(ji)量池🛀計量(liang)；在項💜目投(tou)資受⭐限制(zhi)，且對計量(liang)精度要求(qiu)不髙時，可(ke)采用濃度(du)計與流量(liang)計組合計(ji)量。

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