摘要(yào)：污泥處理處(chù)置是目前環(huan)保面臨的一(yī)個重點✨問題(tí)，而濃縮污泥(ní)的精确計量(liàng)是污泥處理(lǐ)處置環節中(zhōng)經常遇到的(de)問題。讨論了(le)污水處理廠(chǎng)濃縮污🐆泥常(cháng)用的三種 流(liu)量計 計量方(fang)式及原理，通(tong)過分析三種(zhong)計量方式下(xià)濃縮污泥計(ji)量的♌誤差，總(zǒng)結出三種計(jì)量方式的适(shi)用範⛹🏻‍♀️圍，爲污(wu)水處理廠濃(nóng)縮污泥計量(liàng)提供參考。
1.引(yǐn)言
　　随着我國(guo)社會經濟和(hé)城市化的發(fa)展，污水處理(li)設✉️施建設得(dé)到了髙速發(fā)展。根據2016年住(zhù)房城鄉建設(shè)部公布的全(quán)📱國城鎮污水(shui)處⚽理設施2016年(nián)第三季度建(jiàn)設🥵和運行統(tong)計情況，截止(zhǐ)2025年12月底✨，全國(guo)累🔞計建成污(wu)水處理廠3976座(zuo)，污水處理能(neng)力達1.7億立方(fang)米／日🌈。污水處(chù)理🚶過程中會(hui)産⛷️生大量的(de)剩餘污泥，經(jing)重力濃縮池(chi)濃縮後的濃(nóng)縮污✉️泥含水(shuǐ)率仍高達98％左(zuo)右，污泥中含(han)有大量的有(yǒu)機物，如蛋白(bái)質、碳水化合(he)物等物質難(nán)以降解，污水(shui)處理廠大💋多(duō)采用離心脫(tuō)水機将濃縮(suō)污泥脫水到(dào)💋含水率80％，或者(zhe)采用闆🧑🏾‍🤝‍🧑🏼框壓(yā)濾機将濃縮(suō)污泥壓榨到(dào)含水率💞60％後，再(zài)無深度處理(li)工藝📐。
　　污泥處(chù)理處置屬于(yú)固體廢物處(chu)理處置範疇(chóu)，是污水處理(lǐ)廠🙇‍♀️面臨的一(yi)個跨領域問(wen)題，目前國内(nèi)很少🛀🏻有污水(shui)處🔞理廠配套(tào)建設污泥處(chù)理處置設施(shī)，大多采用與(yu)❗固體廢物處(chù)理單位合作(zuò)協同❄️處置污(wu)泥，2家單位污(wu)泥交接模式(shi)一般是由💰污(wu)水處理廠将(jiāng)含水率80％或60％的(de)污泥裝車轉(zhuan)運至合作單(dan)位協同處置(zhì)，産生🔴的污泥(ni)運輸費用較(jiào)髙，另外還有(you)一種較爲經(jīng)🚶濟污泥交接(jie)模式：污水處(chù)理廠🌍将重力(lì)濃縮池出來(lái)的濃縮污泥(ni)直接經管道(dao)輸送至協同(tong)處置單位協(xie)同處置，不産(chǎn)生運輸費用(yòng)，對👈廠内環㊙️境(jìng)也有較大改(gai)善。
2.濃縮污泥(ni)計量方式
　　由(yóu)于濃縮污泥(ni)處置費用結(jie)算需要換算(suan)成爲含水✔️率(lǜ)80％污✔️泥計量，但(dàn)管道中濃縮(suo)污泥MLSS不可控(kong)，并且濃度分(fen)布不均勻，導(dǎo)緻單位時🐆間(jian)内通過的濃(nóng)縮污泥幹基(ji)難以準确計(jì)量。解決方案(àn)有三種，介紹(shào)如下：
2.1方式一(yi)：濃度計與流(liu)量計組合計(ji)量
2.1.1計量原理(lǐ)
　　由于單位時(shí)間内通過管(guǎn)道濃縮污泥(ní)幹基的質量(liang)與濃縮🚶‍♀️污泥(ni)🈚的濃度、體積(jī)二者相關，因(yin)而在管道上(shang)選擇串聯安(ān)裝污泥濃度(dù)計與流量計(ji)，由上位機同(tóng)時控制污泥(ní)濃⭐度計和流(liu)量計，在每個(ge)單位時間周(zhou)期内同時測(cè)量通過濃縮(suō)污泥的MLSS和流(liu)量Ｑ，MLSS與Ｑ的乘積(jī)就是1個單位(wei)時間周期内(nèi)🏃‍♂️的污泥幹基(ji)量，再累加經(jīng)✍️過的每個單(dān)位♉時間周期(qī)污泥幹基量(liang)，最後換算成(chéng)爲含水率80％的(de)結算污泥量(liàng)。具體計算公(gong)式如下：

MLSSn－－第ｎ個(ge)單位時間周(zhou)期内平均污(wū)泥濃度（單位(wei)：g/L）；
Ｑn－－第ｎ個單位時(shi)間周期内平(píng)均流量（單位(wei)：m3／h）；
2.1.2計量誤差分(fèn)析
　　濃度計精(jīng)度爲±5％，流量計(jì)精度爲±2％，按上(shang)述公式計算(suàn)理論最大累(lèi)積🐕誤差爲±10％。在(zai)實際應用中(zhōng)，發現上位機(jī)中👈單位☀️時間(jiān)🎯周期的取值(zhi)大🔞小對計量(liang)結果影響較(jiào)大。當單位時(shí)間周♻️期取值(zhí)較小時，儀表(biao)的平均濃度(du)值較爲準确(que)，但平均流量(liàng)值誤差較大(da)；當單位時間(jian)周💚期取值較(jiào)大時，儀表的(de)平均流量值(zhí)較爲準确，但(dan)平‼️均濃度值(zhí)誤👄差較大。經(jīng)反複調試上(shang)位機單位時(shí)間周期值繪(hui)制流ｆT值誤差(cha)與濃度值誤(wù)差的關系曲(qǔ)線🌍如下：

　　由圖(tú)1可知要滿足(zú)2個儀表誤差(cha)同時最小，單(dān)位時間周期(qī)取值🤟必須在(zai)2條曲線的交(jiāo)點處，這個交(jiāo)點處的♉誤差(cha)即爲該計量(liàng)方式的固定(dìng)誤差。
2.1.3方式一(yi)結論
　　經過一(yī)年的數據比(bi)對，該計量方(fang)式在實際應(yīng)用中的計量(liang)誤差💁約±10％左右(yòu)。該計量方式(shì)總體上誤差(cha)較大，在不考(kǎo)慮儀表自身(shen)㊙️誤差💜的情況(kuàng)下，還存在一(yī)個無法消除(chu)的固定誤差(chà)，造成這個同(tóng)定誤差的原(yuan)因是由于2個(gè)儀👌表無法同(tóng)時工作在最(zuì)佳單位🐪時間(jian)周期裏。2.2方式(shì)二：新建濃縮(suo)計量池，采用(yong)液位計與濃(nóng)度計組合計(jì)量
2.2.1計量原理(li)
　　由于在第一(yi)種計童方式(shi)中，儀表測量(liang)的濃度值和(hé)體積㊙️值都在(zài)不斷變化，産(chan)生誤差較大(dà)。要使測量值(zhi)固定可以采(cai)用增加濃縮(suo)泥計量池的(de)方式，将濃縮(suo)污泥暫存到(dao)計童池中，由(yóu)上位機控制(zhì)📞關閉計量池(chi)進、出閥門并(bìng)攪拌均勻後(hou)，濃縮污泥的(de)MLSS值㊙️和體積均(jun1)爲定值，再通(tong)過液位計、濃(nong)度計分别測(cè)量，利用池體(ti)底面積和液(ye)⭐位差計算濃(nong)縮污泥體積(ji)，用下列公式(shì)計算出含水(shui)率80％污泥量：

Ｓ底(dǐ)－－濃縮池底面(miàn)積（單位：m2）
h1－＿注滿(man)後液位（單位(wei)：m）
h2—放空後液位(wèi)（單位：m）
MLSS－－污泥濃(nong)度（單位：g/L）
2.2.2計量(liang)誤差分析與(yu)改進
　　濃度計(ji)精度爲±5％，液位(wei)計精度爲±0.1％，按(àn)上述公式計(ji)算理論最⛷️大(da)累積誤差爲(wèi)±5％。在實際應用(yong)中，發現雖然(rán)濃縮污泥經(jīng)過均勻攪拌(bàn)，但計量池中(zhong)MLSS仍然呈現出(chū)上下不均勻(yún)狀态，且🧑🏽‍🤝‍🧑🏻越接(jiē)近池底部🛀MLSS越(yuè)大，導緻污泥(ní)濃度計探頭(tóu)安裝髙度對(dui)計量結果影(yǐng)響較大。爲客(kè)觀反映計量(liang)池中的濃度(du)分布狀況，需(xu)要改🔞進濃度(du)值測量方法(fǎ)，在計🏒量池内(nei)的上半部⛹🏻‍♀️中(zhong)間和下半部(bu)中間，且不同(tóng)方位的位置(zhi)安裝2台污泥(ní)濃🔞度計，如圖(tú)2所示：


Ｓ底－－濃縮池底(di)面積（單位：m2）
h1－－注(zhù)滿後液位（單(dan)位：m）
h2－－放空後液(ye)位（單位：m）
MLSS1－－高位(wèi)污泥濃度（單(dan)位：g/L）
MLSS2－－低位污泥(ni)濃度（單位：g/L）
2.2.3方(fāng)式二結論
　　經(jīng)過一年的數(shù)據比對，該計(jì)量方式在實(shí)際應用中的(de)計量誤差約(yue)±5％左右。改進後(hòu)濃度值得到(dao)了校正，提高(gāo)了濃縮污泥(ni)☂️計量的準确(què)性，同時在攪(jiǎo)拌過程中對(duì)比MLSS，和抓＾的差(chà)值可以判斷(duàn)濃縮污泥的(de)均勻程度，确(què)定經濟☀️攪拌(ban)時長提高運(yùn)行效率。2.3方式(shì)🌐三：采用科氏(shi)力質量流量(liang)計計量
2.3.1科氏(shi)力質量流量(liàng)計原理
　　科氏(shi)力質量流量(liàng)計是一種用(yong)于直接測量(liang)液體質量和(he)密度的儀器(qi)，不僅可以測(cè)量氣體、液體(tǐ)，還适應兩相(xiang)液體的測量(liàng)，是👣一種髙精(jīng)度的測A儀器(qì)。廣泛應用于(yu)含🍉有固體顆(kē)粒液體的工(gōng)業領域，如金(jīn)礦砂、造紙、污(wū)水等行業。
　　科(kē)氏力質量流(liú)量計是根據(jù)科氏力原理(lǐ)來測量流體(tǐ)的🌐質童流量(liàng)和介質密度(dù)的，科氏力是(shi)指物體在旋(xuan)轉系統中做(zuò)直線運動時(shi)所受的力。
ＦC＝2m（Ｖ＊ω）
ＦC——科(kē)氏力
m——移動物(wu)體的質量
Ｖ—－旋(xuan)轉或振動時(shí)的徑向速度(dù)
ω—－角速度
　　科氏(shì)力與運動流(liú)體的質量m、速(su)度ｖ成正比即(ji)與流體的質(zhi)量流量成正(zheng)比，科氏力質(zhì)量流量計用(yong)測量管🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的振(zhèn)動來代替✌️恒(heng)定的角速度(dù)，在測量管進(jìn)出口檢測振(zhèn)動☔的相位差(chà)，相位差大小(xiǎo)同質量💃🏻流量(liàng)成正比。同時(shí)質量流量計(ji)測量管的諧(xié)🐉振頻率與測(ce)量管内🌍的介(jie)質密度成反(fǎn)比，即介質密(mì)度越大測量(liang)管諧振頻率(lü)越小。

2.3.2方式三(san)計量原理
　　采(cǎi)用質量流量(liang)計可以直接(jiē)測量出濃縮(suō)污泥的流量(liang)、密度、溫度，污(wu)泥濃度不能(néng)直接測量，需(xu)要通過密🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度(du)換算。但由于(yu)相同濃度下(xià)不同溫度時(shi)的密度是不(bú)一樣的，在計(jì)算濃度🤟時還(hái)要考慮介質(zhì)的溫度膨脹(zhang)系數，所以介(jiè)質密度與濃(nóng)度的關系并(bìng)非簡單的數(shu)學公式關系(xi)，而是三維的(de)關系。濃度⁉️計(ji)算數學模🥵型(xíng)算法如下：
C=A0+ Arρ+Arρ2+ Arρ3+ Arρ4+B0+ BrT + BrT2+ BrT3
C——介(jie)質濃度
P——介質(zhi)密度
T——介質溫(wen)度
A0…A4一一密度(du)系數
B0…A3——溫度系(xì)數
對應的密(mì)度、溫度、濃度(du)三維關系圖(tu)如圖3所示：
　　在(zài)該計量方式(shì)中，儀表廠家(jiā)前期須建立(lì)關于濃縮污(wu)泥🛀🏻濃度❤️、密度(dù)、溫度的三維(wéi)數學模型，确(que)定各項系數(shu)，再将質量流(liú)量計🙇🏻測量的(de)密度和溫度(du)值輸人到😄儀(yí)表的計算儀(yí)内，通過♌計算(suàn)儀内置的功(gōng)能計算出污(wu)泥濃度，最後(hou)通過質量流(liú)量計的流量(liang)值與污泥🔱濃(nong)度值計算出(chū)含水率80％污泥(ní)量，計算公式(shì)如下:

2.3.3方式三(sān)精度分析
　　目(mù)前國内質量(liang)流量計90％依賴(lài)國外生産廠(chǎng)家的進口🧑🏾‍🤝‍🧑🏼産(chǎn)品✔️，精度在±0.1％~±0.05％之(zhi)間，國産質量(liàng)流量計處于(yú)“先模仿，在創(chuang)新”階段，精度(du)💚在±0.2％~±0.5％，主要應用(yòng)于石油、化工(gong)、食品等以質(zhì)量流量計量(liàng)結算的行業(ye).
濃縮污泥計(ji)量也屬于質(zhì)量流量計量(liàng)結算範疇，但(dàn)⭕在國内暫未(wèi)找到采用質(zhi)量流量計的(de)項目案例，原(yuán)因是質量流(liu)量計相☂️對于(yu)其它儀表價(jià)格偏高，考慮(lü)成本因素而(er)選😍擇了其它(tā)儀表。但在該(gai)方式中，隻采(cǎi)用一台質量(liang)流量計就可(ke)以完成計量(liàng)，比🧑🏽‍🤝‍🧑🏻其它方式(shì)中需要多台(tai)☀️儀表組合計(jì)量的精度有(you)大幅提高。
3.結(jié)論
3.1對比分析(xi)
　　綜合對比以(yi)上三種計量(liàng)方式，方式一(yī)投資最少，計(ji)量精度🆚較低(di)約±10％左右；方式(shì)二投資相對(duì)較高，須新建(jiàn)濃縮計量池(chí)，但計量🏒精度(dù)🈲相對較高約(yue)±5％左右；方式三(san)計量精度最(zui)高⭕約±1％左右😍，但(dan)前期安裝調(diao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼試周期較長(zhang)，儀表投資較(jiào)高。
3.2适用範圍(wei)
　　在項目計量(liang)精度要求較(jiào)髙時，可選用(yòng)質量流量計(jì)計量；在項目(mu)用地滿足條(tiao)件時，可采用(yòng)新建濃縮計(jì)量池🔅計量；在(zài)項🈲目投🌍資受(shou)限制，且對計(ji)量精度要求(qiú)不髙時，可采(cǎi)用濃度計與(yǔ)流量計組合(he)計量。

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