优化污水处理厂污泥测量

作者:Leslie Kwon、彭立 文章来源:韩国WESS GLOBAL公司 发布时间:2013-05-27

污泥处理处置是污水处理厂必须考虑的问题,韩国WESS GLOBAL公司推出的ENV200超声波固体悬浮物浓度计可以同时完成电磁流量计和传统污泥浓度计的工作,同时PCM算法使得ENV200超声波固体悬浮物浓度计更加智能化。

污泥是污水处理过程中的附产品,存在于污水处理工艺的全过程(沉淀,浓缩,脱水)。市场上的污泥测量方式大致有三种:光学法、超声波和微波法。然而,每种测量方式都有与生俱来的优点和缺点。这意味着任何一种测量方式的应用都受到限制。客户需要的不仅是稳定可靠,经济实惠也是必须的。

ENV200超声波固体悬浮物浓度计(如图1)由韩国WESS GLOBAL公司生产制造。它配备了各种智能算法来突破限制,使之成为这类产品中的佼佼者。

ENV200的构成

该仪表由一条管道、传感器和变送器组成。图2(c)这个型号既能够测量流量,又能够测量浓度。在通常的污泥工艺里面,一台ENV200可以替换电磁流量计和浓度计。这是一个全新概念的浓度计。

这种新的测量方式提供了几个好处,不仅容易维护,且有非常高的量程比和更好的精度。有了这些功能,通过量化在整个过程中产生的污泥量,可以最大限度地提高工厂的生产效率。

超声波传感器把测量信号传输给变送器,变送器配备了PCM(过程状态监测)算法,可以检测各种工况(有流量/无流量)和流体的状态(空/满管,悬浮物浓度,气泡)。它不仅仅是一个超声波固体悬浮物浓度计,它可以做到的更多。以下是在实际状态中,阐述什么是PCM算法。

ENV200的测量模式

ENV200有两种测量模式,实时监控模式和过程监控模式

实时监控模式(RT)

不考虑介质是否流动,管道内流体的状态。测量值实时的输出,大部分的浓度计都是这样的方式。在这种测量模式下,测量的数据往往不是真实的数据。改变其运行状态(开→关,关→开),固体悬浮物分布均匀或不均匀,另外还有管道内流体的状态(满管或非满管)等都会影响最终的测量数据。如图2所示管道内流体的各种状态。

图3是污水处理厂生化池中实时模式的检测图,黑色部分是悬浮物浓度值。在污水处理厂中,生化池通常一天运行6~14h,其余时间都是停止状态。有时候,管道内并没有充满水。我们可以看图3,蓝线表示运行状态,红色圆圈里表示停止状态,X轴表示时间(min),Y轴表示浓度值,在右侧的附加Y轴上显示管道温度的变化。测量温度的变化,有助于了解现场的工艺条件。

我们发现数据在运行状态过程中变化非常大。因为泵的操作产生了气蚀现象。另外一个影响测量的重量原因就是管道内可能没有充满水。ENV200在管道内没有充满水时会显示空管并输出空管的状态,这也是ENV200区别于其他浓度计产品的一个特点。

过程监控模式(PM)

过程监控模式和实时监控模式不同,由于(PM)方式是基于多种参数的测量,确定其工况条件(管道内水满/空,和浓度的分布情况)。通过独特的算法(如图4),智能地计算出有效的浓度值,比起传统测量方式,具有更高的精度和可靠性。

图4是在和图3相同的时间和地点的测量数据。在运行状态中,浓度的变化不大。在开/关泵和停止运行时,因为气蚀和沉淀的原因产生的数据变化过大,仪表会排除此异常信号,依旧保持正常值的输出,直到正常运行。这个PM功能更适合于实际的使用环境,完美地解决了客户使用浓度计的困难。

PM模式不仅提供水在管道内的状态信息(满/空),也能显示其运行状态(运行/停止)。并能通过继电器输、4~20mA、RS485等各种方式输出到控制系统,方便用户检测。

PCM算法介绍

带有PCM算法的ENV200超声波固体悬浮物浓度计,不仅能接收分析反射回来的超声波信号的强弱(一般常规超声波浓度计的做法),而且也监控这个过程中温度和声速的变化,由于监控了运行状态和管道中水的状态,以此决定哪些是有用信号,哪些是干扰信号。使得具有强大稳定性和可靠性。

PCM算法(如图5)由SOS过滤器(测量流体的声速),温度过滤器(测量温度)和信号过滤器(监视接收信号的质量)三部分组成。由SOS过滤器和温度过滤器相结合判断其状态(满/空管、运行/停止)。

信号过滤器排除干扰信号,选取有效信号。

此外,与现有检测接收超声波信号幅度的超声波衰减原理的浓度计不同,ENV200通过专利的EEAM(能量平均算法),不仅测量接收信号的幅度,也可观察到信号的形状。使得ENV200能够提供更加精确的测量方式。

ENV200的未来发展趋势

我们希望无论在世界的哪个地方,ENV200都能消除任何对超声波浓度计的怀疑,ENV200能够同时测量流量和浓度,这种新的设备将替换现有的电磁流量计和浓度计,它将是量化污泥产量的更好选择。

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