在自来水厂和污水处理厂,各种类型的沉淀池承担了非常重要的任务。在沉淀池的运行管理中,排泥是最重要也是最难控制的一个操作:什么时候开始排泥、每次排泥多长时间才能达到最佳效果很难判断。
最理想的控制排泥的方式是利用泥位计测量泥层厚度,根据泥层厚度来控制排泥。泥位测量的方式有超声波泥位计和污泥浓度泥位计两种,其原理分别如下:
超声波泥位计:泥位计传感器发出一束超声波,该波束被池底泥层反射,传感器通过监测回波强度和回波时间来计算泥位。
污泥浓度原理:污泥浓度传感器在沉淀池内上下移动,当接触到泥层时,污泥浓度测量值会发生突变,根据此时传感器的位置来计算泥位。
由于后者系统比较复杂,功耗较大,且无法连续实时测量,所以目前常用超声波泥位计来测量泥位。很多自来水厂和污水厂都在沉淀池上安装超声波污泥位计,希望通过测量池底的污泥界面或污泥厚度来指导排泥。
超声波泥位测量原理
超声波泥位计采用超声波脉冲原理测量污泥界面。传感器发出的超声波信号直接传入水池中的污泥层,污泥层高度和深度的测量是根据超声波返回传感器表面的时间确定的,仪器通过计算回波的时间和强度,根据设定的阈值计算出泥位,进而计算出泥层厚度。
根据超声波泥位计的测量原理可知,要想准确的测量泥位,需要正确的设置传感器到池底的距离和信号的阈值。另外,安装点附近需要没有影响回波的干扰物。
阈值用于根据回波强度判断泥位,是指相对于最大回波强度的百分比,比如设定阈值为0.7,且最大回波强度为1,则仪器计算回波强度初次大于0.7的点位,记录为泥层位置。仪器一般默认是自动阈值,取值范围是0.3~1.0,不需要特殊设置。但是某些应用,比如泥水界面不清晰,泥位处回波强度弱时,可能需要手动修改阈值至仪器自动阈值下限以下,典型应用是自来水厂高密度沉淀池,一般阈值需要设置在0.3 以下。
安装需要注意的问题
安装问题主要是安装点位不合适或安装方式不当。
超声波泥位计通过测量超声波回波来测量污泥界面,进而计算出污泥位置或泥层厚度。如果安装点位选择不当,会影响回波信号,从而影响测量结果。超声波泥位计使用问题大部分都是因安装问题导致。
超声波泥位计安装要求主要如下:
1)安装点位附近无干扰,且池底平坦
安装带因为附近无线缆或管道等会影响回波强度的构筑物。不同的沉淀池,适合的安装位置也各不相同,建议将仪器安装在远离泥斗,且底部比较平缓的区域。
2)传感器到池壁距离足够远
由于超声波发生器发出的超声波束都有一定的发散角,当传感器距池壁较近时,波束可能打到池壁上产生回波从而影响测量。所以安装时传感器距池壁应足够远。
3)传感器竖直安装
当传感器安装出现角度偏差时,会使得超声波路径变长,从而影响测量结果。所以安装时应保证传感器数值安装,各厂家的传感器都有角度检测的功能,可借助该功能保证安装角度。
综上需要注意的安装注意事项:
- 应保持传感器与泥面和池底面垂直。
- 探头正下方发射面内不能有障碍物,以避免超声波信号被障碍物阻挡和反射。
- 探头安装要远离有流速突变引起的气体泡沫和活性漂浮固体,以保证精确稳定的测量。
- 探头安装要远离进水口和出水口。
- 传感器探头应完全浸没在水中,并且距池璧的距离需要查阅仪表选型手册,与选用的频率有关,如果水池璧凹凸不平,或者有支架、管道等物体,需要加大探头距池壁的距离。
超声波泥位计的安装
超声波泥位计由变送器、传感器、安装支架组成。
传感器支架的详细安装方法: