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2020第二屆中國智能展覽會
測試測量

沉淀池的深入探究

——光學式污泥界面測量

  2020年04月09日  

  我們的地球是一個藍色的星球,水資源似乎非常豐富。然而,只有2.5%的水是可用的淡水。與此同時,全球人口的增加和工業化的快速發展對自然水資源提出了巨大的需求。 將來可用的淡水越來越少了。在這種前提下,高效、高容量的清水供應、對地球和整個地區的發展進行生態友好的污水處理日益重要。

  淡水供應領域日益嚴峻的形勢迫使制水者,不僅要始終如一地追求過程測量的確定性和實用性,而且要比過去更密切地控制效益。

  在每座市政自來水廠和污水處理廠,比如自來水廠的沉淀池、污水處理廠的初沉池、二沉池,都有需要測量水池內泥位高度的測量需求,來達到刮泥耙的合理啟停,保證排出的污泥含水率最低,以降低后續濃縮池的絮凝劑投放和污泥脫水的耗電量,以及減少污泥濃縮的體積,達到優化水廠控制,節能減排,節省費用的目的。

  以往,測量污泥沉淀界面的方法是原始的超聲波法,且時至今日,國內九成以上的水廠仍然沿用此法,但此法受局限于池底污泥分層漸變不清晰,或者有水下漂浮物的干擾。

  超聲波法工作原理

  歐洲二十世紀末期,歐洲開始出現一種光學式的污泥界面儀,稱為第二代污泥界面儀。

  光學式污泥界面儀與市場上用于沉淀池的傳統方法超聲波原理相比,它克服了傳統超聲波法的缺點,即使在泥水分層漸變或者不清,甚至有懸浮污泥漂浮層的工況,都能準確測量,從而為現場的沉淀工序提供更明晰的掌握,便于很好地實現污泥沉淀和排泥的自動控制。

  儀器由主機和探頭二部分組成。

  光學探頭移動式測量法與傳統使用的超聲波物位測量不同, 儀器使用一個光學傳感器沉入到介質,穿透沉淀池所有層面,自水面到池底上下走動,測量上下每個深度位置的污泥濃度狀況,從而詳細獲得水池內各點污泥濃度,獲得所需的準確泥水分界面參數。因此,可以測量到水中不同深度的懸浮固體濃度。 懸浮物濃度的測量是于液體內光學透射的獨特方法,這種測量原理利用懸浮物顆粒吸收和散射近紅外光譜(近紅外)光來實現測量,可以精確地測量,且不受污泥顏色的影響,也不會因池壁反射會回波或漂浮層及不同層面浮動污泥信號反射造成的誤差。

  直接的測量原理排除了因墻面或區域界面反射聲波,及被絨毛層(混液層)或漂浮污泥所阻尼的信號而帶來的

  另外,傳感器配有自動清洗裝置,可以避免探頭上的污泥粘附。

  工作過程中,傳感器可深入池底,監測所有污泥狀態,提供準確的濃度和液位測量。通過區域跟蹤功能,用戶可以跟蹤某個具體濃度(如:污泥界面),從而連續監控某個特定“區域”,如在抽污泥時控制泵。客戶甚至可以選擇記錄污泥剖面情況的功能,便于更早的探測到沉淀的問題和預防污泥被沖入下一個工段。

  由于考慮到實際工況的復雜性,探頭可能附著污泥、探頭掛冰等現場不確定因素,傳感器的供電由一個感應耦合系統來提供。主機的外殼由不銹鋼或者工程塑料制造,帶一體化的加熱器,防止雙凍結并,傳感器和纜繩配有自動噴水式清洗,以滿足儀器用于戶外安裝的水廠工況條件。

  這樣的一套設備,直接功能是測量沉淀池的污泥界面,而給水廠帶來的真正實際經濟效益是這一種資源費用的節省。通過改進了的沉淀過程,在回流污泥和廢棄污泥中固體懸浮物含量明顯提高,這樣操作起來就更佳,在后續工段可以節省更多的能源。

  無論國內外,此測量手段已漸漸為各家水廠和污水廠采用。

  澳大利亞一家大型采用標準污水工藝的處理廠處理污水:除砂、細隔柵過濾、初沉和終沉污泥消化。該工廠位于地下40米的大型洞室中,洞室由堅硬巖石開挖而成。污水泵送至2.2km外的外海。沉淀過程中產生的未經處理的污泥和浮渣被泵送至四個大型鋼鐵厭氧消化罐。消化后的污泥在離心機中轉化為污泥餅,用于生產生物固體。

  污泥含量的監測是消化過程優化的關鍵。客戶必須尋找一種好的測量控制方案來代替性能較差的傳統超聲波原理測量方法。

  經過調研,最后在八個初級沉淀池的每個料斗上安裝了OPTISYS SLM 2100污泥液位測量系統, 得以實現通過自動泥位測量儀器同時直接測量污泥濃度和污泥泥位,獲得了滿意的效果。

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