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【摘 要】通过对污水处理系统工艺的要求及特点，结合有关液位计的特点，分析污水处理工艺中的液位计选型。
【关键词】污水处理；液位计；选型
本文以液位计的原理结合污水处理厂的工艺的实际，阐述在污水处理上液位计的选型。
本文以一个造纸污水处理厂为例。该污水处理厂主要处理造纸脱墨污水（高浓度DIP废水）造纸废水及其他生产废水。其中高浓度DIP废水先经过厌氧处理后，与造纸废水及其他生产废水一起进入SBR好氧生物处理系统，再经过三级化学处理后排放。处理过程中产生的剩余污泥经过浓缩池浓缩后，送至污泥脱水单元进行脱水外运。
液位计在污水处理应用中占的很大的比例，在整个污水处理的各个环节中几乎都有应用。污水处理中，需要测量液位有废水，污泥，化学品溶液等。在利用自动控制的污水处理系统中，液位计除了用来测量液位计，很多还涉及到自动控制中连锁泵的启停及控制阀门的打开和闭合。
以下按照結合工艺分析一下，污水处理液位计的选型。
1.磁翻板液位计
原理：液位计根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。
特点：（1）结构简单，显示清晰，读数直观，特别适用现场显示。
（2）设备开孔少，一般选用带远程输出的磁翻板液位计，使现场和远程都能监控。
（3）根据介质的情况，如易污易堵的介质，则需要定期的清洗主导管，清除管道内的沉积物，以保证测量的准确性。
在污水处理工艺上，磁翻板液位计常用于化学溶药槽罐，酸罐，碱罐等液位的测量。
2.超声波液位计
超声波式液位计是利用超声波在液面处反射原理进行液位离度检测时，即应用回声测量距离原理工作的。当超声波探头向液面发射短促的超声波脉冲时，经过时间t后，探头接收到从液面反射回来的回声脉冲，因此探头到液面的距离可按下式求出：设超声波探头到容器底部的距离为h，则实际液位 。式中，v为超声波在被测介质的传播的速度（也就是声速m/s），由此看出，只要知道声速v，就可以通过精确测量时间t，求出液位的高度H。[1]
2.1超声波液位计的特点
（1）超声波液位计可以做到非接触式测量，运行稳定可靠：超声波物位计安装于料仓、液罐上方，不直接接触物料，克服了其它型号液（物）位计直接接触物料和由此而带来的弊端。
（2）可以测量的范围大，液体，块状，粉末物位都可以测量。
（3）可以定点连续的测量，且能方便提供遥测和遥控的测量信号。
（4）安装简单方便，且不需要安全防护。
2.2超声波液位计的缺点
（1）超声波液位计测量会有盲区，安装的时候需要避开盲区，当液位进入盲区后，超声波变送器就无法测量液位了，所以在确定超声波液位计的量程时，必须留出盲区的余量，安装时，变送器探头必须高出最高液位盲区左右。这样才能保证对液位的准确监测及保证超声波液位计的安全。
（2）超声波液位计在有泡沫的情况下，因为声波不能穿透泡沫，声波就会在泡沫上反射回来，这样测量就与实际的液位有较大的偏差。可在有泡沫的槽罐容器加入消泡剂，减少泡沫的产生，保证测量准确。
（3）超声波液位计在有搅拌器的容器中会受到搅拌器的影响，造成反射假反射回波，造成测量的不准确。通过降低搅拌器的转速，安装液位计的时候离开搅拌器的中心，可以减少搅拌器对超声波液位计测量的影响。
（4）测量介质的温度对超声波液位计也有影响，尤其是在密闭的容器里，介质的温度与周围的温度有温差时，会探头的周围凝结水珠，这样会影响测量的准确。可以通过在安装超声波液位计的时候，接压缩空气管对着探头吹，减少因为介质与容器及探头的温度差凝结的水珠对测量的影响。
3.静压式液位计
静压式液位测量方法是根据液柱静压与液柱高度成正比的原理来实现的，通过测得液柱高度产生的静压实现液位测量的，差压式液位计，是利用当容器内的液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作。
静压式液位计是通过测量液体的液位高度而产生的静压力来测定液体液位。根据P=ρgh，而液体的密度ρ，重力加速度g是已知的，只要测出压力P，就可以求出液体的液位h。[2]
—种用于液位测量的压力仪表是投入式液位计，即把液位测量仪表投入到待测液位的介质屮，随着液位的变化，压力变送器中的扩散硅等压力检测元件将静压力转换为电阻信号进行液位检测，投人式液位计可以直接投人被测介质中。
投入式压力液位计的特点。
（1）结构简单，采用固态结构，无可动部件。
（2）安装使用相当方便，使用寿命长。
（3）测量范围比较广，可以测里从水、油到黏度较大的相状物等。
（4）它不受被测介质起泡、沉积、电气持性的影响，无材料疲劳磨损，对振动、冲击不敏感。
（5）价格便宜，可靠性比较高。
（6）安装时，注意要选择流体相对平稳，波动小的地方安装，如果避免不了水流冲击，摩擦振动时，需要加装隔离管，减少水流冲击，保证测量的准确性和稳定性。
（7）安装投入式液位计时，最好离池底或者罐底100mm到200mm，以减少因为池底或者罐底有淤泥及介质的沉淀物，影响测量的准确度。
（8）在水质过差的环境下，尤其是介质有很多悬浮物，杂质时，容易堵塞取压孔，影响测量准确度。需要定期对液位计进行清洗、疏通取压孔，以保证测量准确和稳定。
压力式液位计适合用于水质较好的工艺流程中，比如上清集水池，滤池，清水池，外排水池以及SBR池。通过加装隔离管避开池底污泥杂质也可以用于带搅拌的浓缩池调节池。
4.雷达液位计
雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示、报警、操作等。[3]距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：
D=C×T/2
其中C为光速 因空罐的距离E已知，则物位L为：L=E-D
雷达液位计的特点：
（1）雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不存在机械磨损，使用寿命长。
（2）由于电磁波的特点，不受环境的影响。故其测量的应用场合比较广。雷达液位计的探头与介质表面无接触，属非接触测量，能够准确、快速地测量不同的介质。探头几乎不受温度、压力、气体等的影响。可以在工况恶劣，变化大，有水气、蒸汽、泡沫等超声波液位计不能胜任的场合下使用。
（3）雷达液位计也适合用于在有搅拌器，液面变化无常，多变的场合下。
（4）雷达液位计价格相对昂贵，但是几乎可以适用污水处理的各个工艺液位控制流程。
综上所述，由于污水处理的工艺流程中涉及很多需要测量液位的场合，也由于污水处理本身工艺的特点，在选型过程中，需要针对各个工艺流程及介质的特点，选择合适的液位计，对工艺测量的精度和可靠性稳定性以及经济性使用寿命都会有很大的影响。建议在经费允许的情况，尽量选择精度高，维护少，寿命长的液位计。使整个污水处理的液位测量和控制在可靠，稳定，安全下运行。
【参考文献】
[1]张毅.自动检测技术及仪表控制系统（第二版）.北京：化工工业出版社，2005.
[2]张宏建.自动检测技术与装置.北京：化工工业出版社，2004.
[3]工业自动化仪表与系统手册.编辑委员会.工业自动化仪表与系统手册（上册）北京：中国电力出版社，2008.
【关键词】污水处理；液位计；选型
本文以液位计的原理结合污水处理厂的工艺的实际，阐述在污水处理上液位计的选型。
本文以一个造纸污水处理厂为例。该污水处理厂主要处理造纸脱墨污水（高浓度DIP废水）造纸废水及其他生产废水。其中高浓度DIP废水先经过厌氧处理后，与造纸废水及其他生产废水一起进入SBR好氧生物处理系统，再经过三级化学处理后排放。处理过程中产生的剩余污泥经过浓缩池浓缩后，送至污泥脱水单元进行脱水外运。
液位计在污水处理应用中占的很大的比例，在整个污水处理的各个环节中几乎都有应用。污水处理中，需要测量液位有废水，污泥，化学品溶液等。在利用自动控制的污水处理系统中，液位计除了用来测量液位计，很多还涉及到自动控制中连锁泵的启停及控制阀门的打开和闭合。
以下按照結合工艺分析一下，污水处理液位计的选型。
1.磁翻板液位计
原理：液位计根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。
特点：（1）结构简单，显示清晰，读数直观，特别适用现场显示。
（2）设备开孔少，一般选用带远程输出的磁翻板液位计，使现场和远程都能监控。
（3）根据介质的情况，如易污易堵的介质，则需要定期的清洗主导管，清除管道内的沉积物，以保证测量的准确性。
在污水处理工艺上，磁翻板液位计常用于化学溶药槽罐，酸罐，碱罐等液位的测量。
2.超声波液位计
超声波式液位计是利用超声波在液面处反射原理进行液位离度检测时，即应用回声测量距离原理工作的。当超声波探头向液面发射短促的超声波脉冲时，经过时间t后，探头接收到从液面反射回来的回声脉冲，因此探头到液面的距离可按下式求出：设超声波探头到容器底部的距离为h，则实际液位 。式中，v为超声波在被测介质的传播的速度（也就是声速m/s），由此看出，只要知道声速v，就可以通过精确测量时间t，求出液位的高度H。[1]
2.1超声波液位计的特点
（1）超声波液位计可以做到非接触式测量，运行稳定可靠：超声波物位计安装于料仓、液罐上方，不直接接触物料，克服了其它型号液（物）位计直接接触物料和由此而带来的弊端。
（2）可以测量的范围大，液体，块状，粉末物位都可以测量。
（3）可以定点连续的测量，且能方便提供遥测和遥控的测量信号。
（4）安装简单方便，且不需要安全防护。
2.2超声波液位计的缺点
（1）超声波液位计测量会有盲区，安装的时候需要避开盲区，当液位进入盲区后，超声波变送器就无法测量液位了，所以在确定超声波液位计的量程时，必须留出盲区的余量，安装时，变送器探头必须高出最高液位盲区左右。这样才能保证对液位的准确监测及保证超声波液位计的安全。
（2）超声波液位计在有泡沫的情况下，因为声波不能穿透泡沫，声波就会在泡沫上反射回来，这样测量就与实际的液位有较大的偏差。可在有泡沫的槽罐容器加入消泡剂，减少泡沫的产生，保证测量准确。
（3）超声波液位计在有搅拌器的容器中会受到搅拌器的影响，造成反射假反射回波，造成测量的不准确。通过降低搅拌器的转速，安装液位计的时候离开搅拌器的中心，可以减少搅拌器对超声波液位计测量的影响。
（4）测量介质的温度对超声波液位计也有影响，尤其是在密闭的容器里，介质的温度与周围的温度有温差时，会探头的周围凝结水珠，这样会影响测量的准确。可以通过在安装超声波液位计的时候，接压缩空气管对着探头吹，减少因为介质与容器及探头的温度差凝结的水珠对测量的影响。
3.静压式液位计
静压式液位测量方法是根据液柱静压与液柱高度成正比的原理来实现的，通过测得液柱高度产生的静压实现液位测量的，差压式液位计，是利用当容器内的液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作。
静压式液位计是通过测量液体的液位高度而产生的静压力来测定液体液位。根据P=ρgh，而液体的密度ρ，重力加速度g是已知的，只要测出压力P，就可以求出液体的液位h。[2]
—种用于液位测量的压力仪表是投入式液位计，即把液位测量仪表投入到待测液位的介质屮，随着液位的变化，压力变送器中的扩散硅等压力检测元件将静压力转换为电阻信号进行液位检测，投人式液位计可以直接投人被测介质中。
投入式压力液位计的特点。
（1）结构简单，采用固态结构，无可动部件。
（2）安装使用相当方便，使用寿命长。
（3）测量范围比较广，可以测里从水、油到黏度较大的相状物等。
（4）它不受被测介质起泡、沉积、电气持性的影响，无材料疲劳磨损，对振动、冲击不敏感。
（5）价格便宜，可靠性比较高。
（6）安装时，注意要选择流体相对平稳，波动小的地方安装，如果避免不了水流冲击，摩擦振动时，需要加装隔离管，减少水流冲击，保证测量的准确性和稳定性。
（7）安装投入式液位计时，最好离池底或者罐底100mm到200mm，以减少因为池底或者罐底有淤泥及介质的沉淀物，影响测量的准确度。
（8）在水质过差的环境下，尤其是介质有很多悬浮物，杂质时，容易堵塞取压孔，影响测量准确度。需要定期对液位计进行清洗、疏通取压孔，以保证测量准确和稳定。
压力式液位计适合用于水质较好的工艺流程中，比如上清集水池，滤池，清水池，外排水池以及SBR池。通过加装隔离管避开池底污泥杂质也可以用于带搅拌的浓缩池调节池。
4.雷达液位计
雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示、报警、操作等。[3]距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：
D=C×T/2
其中C为光速 因空罐的距离E已知，则物位L为：L=E-D
雷达液位计的特点：
（1）雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不存在机械磨损，使用寿命长。
（2）由于电磁波的特点，不受环境的影响。故其测量的应用场合比较广。雷达液位计的探头与介质表面无接触，属非接触测量，能够准确、快速地测量不同的介质。探头几乎不受温度、压力、气体等的影响。可以在工况恶劣，变化大，有水气、蒸汽、泡沫等超声波液位计不能胜任的场合下使用。
（3）雷达液位计也适合用于在有搅拌器，液面变化无常，多变的场合下。
（4）雷达液位计价格相对昂贵，但是几乎可以适用污水处理的各个工艺液位控制流程。
综上所述，由于污水处理的工艺流程中涉及很多需要测量液位的场合，也由于污水处理本身工艺的特点，在选型过程中，需要针对各个工艺流程及介质的特点，选择合适的液位计，对工艺测量的精度和可靠性稳定性以及经济性使用寿命都会有很大的影响。建议在经费允许的情况，尽量选择精度高，维护少，寿命长的液位计。使整个污水处理的液位测量和控制在可靠，稳定，安全下运行。
【参考文献】
[1]张毅.自动检测技术及仪表控制系统（第二版）.北京：化工工业出版社，2005.
[2]张宏建.自动检测技术与装置.北京：化工工业出版社，2004.
[3]工业自动化仪表与系统手册.编辑委员会.工业自动化仪表与系统手册（上册）北京：中国电力出版社，2008.