水處理工業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)一直發(fā)揮著很重要的作用,因?yàn)樗沟萌祟?lèi)能夠回收利用賴(lài)以生存的資源------水資源。
在過(guò)去的幾十年中,我們一直為改進(jìn)水處理行業(yè)的發(fā)展做研究,研究它的新技術(shù),研究如何才能讓新技術(shù)得到更好的應(yīng)用。比如如何讓污泥減量化,如果使水處理過(guò)程更加簡(jiǎn)化,成本更低,效率更高。
在*的國(guó)家越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)背景下,大家都在尋找更加*、智能化的方式讓廢水資源化。如何管理我們的廢水處理,對(duì)我們的環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。
世界各地的國(guó)家相繼出臺(tái)法律禁止將污水排放到大海,并且研究如何讓污泥可以為我們利用,此外,他們也正在建設(shè)工廠進(jìn)行可行性的實(shí)驗(yàn)。
污泥是污水處理過(guò)程中的附產(chǎn)品,存在于污水處理工藝的全過(guò)程(沉淀,濃縮,脫水)。在市場(chǎng)上,污泥的測(cè)量方式大致有三種,光學(xué)法,超聲波,微波法。
然而,每種測(cè)量方式都有與生俱來(lái)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。這意味著任何一種測(cè)量方式的應(yīng)用都受到限制??蛻?hù)需要的是不但穩(wěn)定可靠而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。
ENV200超聲波固體懸浮物濃度計(jì)是由韓國(guó)WESSGLOBAL公司生產(chǎn)制造的。它配備了各種智能算法來(lái)突破限制,使之成為這類(lèi)產(chǎn)品中的。
(偉世環(huán)境有限公司)是一家韓國(guó)的*企業(yè),WESS的含義是Water(水)MEasurement(測(cè)量)Sensor(傳感器)System(系統(tǒng))。公司以其優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量和的服務(wù)在業(yè)界贏得了良好的聲譽(yù),業(yè)務(wù)范圍包括物位測(cè)量、流量測(cè)量和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域,其銷(xiāo)售和研發(fā)網(wǎng)絡(luò)遍布,公司在35個(gè)國(guó)家都設(shè)有銷(xiāo)售機(jī)構(gòu)。
圖一:ENV200基本配置
ENV200的構(gòu)成
該儀表由一條管道,傳感器和變送器組成。
各種傳感器的配置如下:
圖二:各種傳感器的配置
傳感器類(lèi)型 | 特點(diǎn) |
圖二 (a) | 管道單通道測(cè)量方式 |
圖二(b) | 管道雙通道測(cè)量方式 測(cè)量更加準(zhǔn)確,穩(wěn)定 |
圖二 (c) | 管道多參數(shù)測(cè)量(STMR**) 流量 + 懸浮物濃度 具有濃度測(cè)量的超聲波流量計(jì) 單發(fā)射多接收 |
圖二(d) | 投入式的安裝方式(適合開(kāi)口的池、罐) |
圖二(e) | -插入式的安裝方式(DN ³ 400mm) |
表一:多傳感器配置特點(diǎn)
圖二(c)這個(gè)型號(hào),既能夠測(cè)量流量,又能夠測(cè)量濃度。在通常的污泥工藝?yán)锩妫慌_(tái)ENV200可以替換電磁流量計(jì)和濃度計(jì)。這是一個(gè)全新概念的濃度計(jì)。
這種新的測(cè)量方式提供了幾個(gè)好處,不僅容易維護(hù),且有非常高的量程比和更好的精度。有了這些功能,通過(guò)量化在整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的污泥量,可以zui大限度的提高工廠的生產(chǎn)效率。
超聲波傳感器把測(cè)量信號(hào)傳輸給變送器,變送器配備了PCM(過(guò)程狀態(tài)監(jiān)測(cè))算法,可以檢測(cè)各種工況(有流量/無(wú)流量)和流體的狀態(tài)(空/滿(mǎn)管,懸浮物濃度,氣泡)。它不僅僅是一個(gè)超聲波固體懸浮物濃度計(jì),它可以做到的更多。
以下是在實(shí)際狀態(tài)中,闡述什么是PCM算法
ENV200的測(cè)量模式
ENV200有兩種測(cè)量模式,實(shí)時(shí)監(jiān)控模式和過(guò)程監(jiān)控模式
實(shí)時(shí)監(jiān)控模式(RT)
不考慮介質(zhì)是否流動(dòng),管道內(nèi)流體的狀態(tài)。測(cè)量值實(shí)時(shí)的輸出,大部分的濃度計(jì)都是這樣的方式。
在這種測(cè)量模式下,測(cè)量的數(shù)據(jù)往往不是真是的數(shù)據(jù)。改變其運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)→關(guān),關(guān)→開(kāi)),固體懸浮物分布均勻或不均勻,另外還有管道內(nèi)流體的狀態(tài)(滿(mǎn)管或非滿(mǎn)管)等都會(huì)影響zui終的測(cè)量數(shù)據(jù)。如圖三所示的各種狀態(tài)。
圖三:不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境
表2表示為各種異常情況下表的讀數(shù)。
事件類(lèi)型 | 原因 | 讀數(shù) |
空管 (a) | - 閥門(mén)故障 | zui大濃度值輸出 錯(cuò)誤信號(hào)輸出 |
懸浮物沉淀 I (b) | - 在小管道流量停止 ( < 100mm) - 小流速 (< 0.5 ~ 0.6m/s) | 濃度值逐步上升 |
懸浮物沉淀 II (c) | - 在大管道流量停止 (> 200mm) - 小流速 (< 0.5 ~ 0.6m/s) | 濃度值逐步下降 |
流體中含氣泡 (e) | - 管道泄露 - 泵產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象 | 由于氣泡的原因測(cè)量不穩(wěn)定 |
圖4是以在污水處理廠生化池中,以實(shí)時(shí)模式的檢測(cè)圖,黑色部分是懸浮物濃度值。在污水處理廠中,生化池通常一天運(yùn)行6-14個(gè)小時(shí),其余時(shí)間都是停止?fàn)顟B(tài)。有時(shí)候,管道內(nèi)并沒(méi)有充滿(mǎn)水。我們可以看下圖,藍(lán)線表示運(yùn)行狀態(tài),紅色圓圈里表示停止?fàn)顟B(tài),
X軸表示時(shí)間(分鐘),Y軸表示濃度值,在右側(cè)的附加Y軸上顯示管道溫度的變化。測(cè)量溫度的變化,有助于了解現(xiàn)場(chǎng)的工藝條件。
圖四:采用RT模式濃度測(cè)量數(shù)據(jù)
我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中,變化非常大。因?yàn)楸玫牟僮鳟a(chǎn)生了氣蝕現(xiàn)象。因此在這種操作模式狀態(tài)下,測(cè)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化非常大。另外一個(gè)重要的影響測(cè)量的原因就是管道內(nèi)可能沒(méi)有充滿(mǎn)水。
ENV200在管道內(nèi)沒(méi)有充滿(mǎn)水時(shí)會(huì)顯示并輸出錯(cuò)誤的狀態(tài),這也是ENV200區(qū)別于其他濃度計(jì)產(chǎn)品的一個(gè)特點(diǎn)。
圖五:管道內(nèi)狀態(tài)信息
過(guò)程監(jiān)控模式(PM)
過(guò)程監(jiān)控模式和實(shí)時(shí)監(jiān)控模式不同,由于(PM)方式是基于多種參數(shù)的測(cè)量,確定其工況條件(管道內(nèi)水滿(mǎn)/空,和濃度的分布情況)。通過(guò)*的算法,智能的計(jì)算出有效的濃度值,比起傳統(tǒng)測(cè)量方式,具有更高的精度和可靠性。如圖6
圖六:采用PM模式濃度測(cè)量數(shù)據(jù)
圖6是在和圖4相同的時(shí)間和地點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。在運(yùn)行狀態(tài)中,濃度的變化不大。在開(kāi)/關(guān)泵和停止運(yùn)行時(shí),因?yàn)闅馕g和沉淀的原因產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變化過(guò)大,儀表會(huì)排除此異常信號(hào),依舊保持正常值的輸出,直到正常運(yùn)行。這個(gè)PM功能更適合于實(shí)際的使用環(huán)境,的解決客戶(hù)使用濃度計(jì)的困難。
PM模式不僅提供水在管道內(nèi)的狀態(tài)信息(滿(mǎn)/空),也能顯示其運(yùn)行狀態(tài)(運(yùn)行/停止)。并能通過(guò)繼電器輸、4-20mA、RS485等各種方式輸出到控制系統(tǒng),方便用戶(hù)檢測(cè)。
圖七:過(guò)程狀態(tài)的信息顯示
PCM算法介紹
帶有PCM算法的ENV200超聲波固體懸浮物濃度計(jì),不僅是接收分析反射回來(lái)的超聲波信號(hào)的強(qiáng)弱(一般常規(guī)超聲波濃度計(jì)的做法),而且也監(jiān)控這個(gè)過(guò)程中溫度和聲速的變化,由于監(jiān)控了運(yùn)行狀態(tài)和管道中水的狀態(tài),以此決定哪些是有用信號(hào),哪些是干擾信號(hào)。使得具有強(qiáng)大穩(wěn)定性和可靠性。
PCM算法由SOS濾波器(圖8),其測(cè)量流體的聲速(SS的混合水和空氣);溫度過(guò)濾器(測(cè)量溫度);信號(hào)過(guò)濾器(監(jiān)視接收信號(hào)的質(zhì)量)三部分組成。由SOS過(guò)濾器和溫度過(guò)濾器相結(jié)合判斷其狀態(tài)(滿(mǎn)/空管、運(yùn)行/停止)。信號(hào)濾波器排除干擾信號(hào),選取有效信號(hào)。
圖八:PCM算法原理
此外,與現(xiàn)有檢測(cè)接收超聲波信號(hào)幅度的超聲波衰減原理的濃度計(jì)不同,ENV200通過(guò)的EEAM(能量平均算法),不僅測(cè)量接收信號(hào)的幅度,也可也觀察到信號(hào)的形狀。使得ENV200能夠提供更加的測(cè)量方式。
ENV200的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
我們希望無(wú)論在世界的哪個(gè)地方,ENV200都能消除任何對(duì)超聲波濃度計(jì)的懷疑.我們將推出更具技術(shù)優(yōu)勢(shì)的ENV200,能夠同時(shí)測(cè)量流量和濃度,這種新的設(shè)備將替換現(xiàn)有的電磁流量計(jì)和濃度計(jì),因?yàn)樗橇炕勰喈a(chǎn)量的*選擇。
另:特殊工況下,我們可以提供的外夾式超聲波濃度計(jì)。