排水坡量仪

水体污染状况是近年来人们关注的焦点，今年的太湖蓝藻暴发留给人们的也不仅是恐慌与深思。本网为此专门开辟了“污水检测与分析”热点应用专栏（www.instrument.com.cn/hot/），并在近日走访参观了北京排水集团水质检测中心和高碑店污水处理厂，实际体验污水检测与处理流程。 北京排水集团水质检测中心成立于2000年9月，目前人员有60多名。该中心的翟总工热情地接待了我们，并带领参观了中心的各个实验室。在这些实验室里，我们看到该中心的分析仪器和设备非常完善，而且多为世界顶级大公司的主流仪器，如瓦里安的GC、WATERS的LC、PE的AAS、菲尼根的GC-MS、海光的AFS、戴安的IC、岛津的TOC等。据翟总工介绍，目前北京市高碑店、酒仙桥、北小河、方庄、清河、吴家村、小红门等9家污水处理厂的进、出水和过程控制指标的所有化验监测数据都出自该中心。可以进行包括DO、pH、ORP、色度、浊度、余氯、BOD5、COD、SS、TOC、氮、磷、重金属、有机物、沼气成分、常规卫生学指标等近130个项目的化验分析。我们还了解到，该中心还率先采用了北京雷姆斯软件有限公司先进的实验室信息管理系统（LIMS）。 翟总工向本网介绍水质检测中心情况 随后，我们又见到了高碑店污水处理厂设备科的郑科长，郑科长介绍了水质在线监测仪器在该厂的应用情况并带领我们进行了参观。该污水处理厂是北京市城市总体规划中拟建的16座城市污水处理厂中规模最大的重点环保项目，也是目前全国最大的城市污水处理厂。自身占地 1120亩，日处理污水100万立方米，承担着市中心区及东部地区总计9661公顷流域范围内的污水收集与治理任务，占北京市污水总量40%。 据了解，由于污水处理厂生产流程的独特性，对在线监测仪表的稳定性和精度要求较高；对于通常的温度、流量、液位等测量仪表，国产产品已经达到了世界先进水平，与进口产品平分秋色，在该厂的应用非常广；而对于在线的水质分析仪器，由于目前国内外的产品都存在价格昂贵、维护频繁、维护成本高、精度达不到要求等问题，该厂现在应用的比较少。目前该厂使用的在线仪器主要是哈希、WTW、E+H等品牌的产品。该科负责自动仪表维护的工作人员同时表示虽然总体来说在线水质分析仪表还不是很成熟，但是未来市场很有前景，将来该厂可能会上马一批在线项目。 高碑店污水处理厂工作人员向本网介绍在线仪表的应用情况 北京排水集团水质检测中心和高碑店污水处理厂还为2008奥运会的成功举办做出了巨大贡献，国际棒球联合会主席诺达里先生来厂考察后在留言薄中写到：“对你们不可思议的工作表示祝贺”。相信随着人们环保意识的进一步提高和我国污水处理系统的更加完善，碧水蓝天指日可待。

摘要：美国内珀维尔市通过安装准确耐用的流量计，消除了传感器漂移，为流量监测系统提供了可***的数据。通过对这些可***的流量和液位数据进行分析，能够分析市政排水管网的状态，判断入流和渗漏问题，优化对市政排水管网的维护和管理，执行最优的污水管道修复策略，最终减少进入污水处理厂的流量。关键词：流量监测；市政排水管网；入流和渗漏；优化The successful application of Sigma flow meter in municipal sewer systemHuang Weiming1, Fang Wen2, Marcia Kinley3(1. Hach Company Beijing Representative, 2.Hach Company Beijing Representative, 3. Hach Company)Abstract: The city of Naperville has installed the strong and accurate flow meter, eliminated sensor drift, and provided reliable data for the flow monitoring system. By analyzing these reliable data of flow and level, we can know the status of the municipal sew system, judge the problem of infiltration and inflow, optimize the maintenance and manager for municipal sewer system, execute the optimized strategy for sewer rehabilitation, and finally reduce the flow into water treatment plant.Key word: flow monitoring municipal sewer system infiltration and inflow optimize 1、市政排水管网概述市政排水管网是城市基础卫生设施的重要环节。它的作用就是及时可***地排除产生的污水或废水，给城市创造一个安全的生存和生产环境，对于维护城市公共卫生、保障人民身体健康具有非常重要的意义。市政排水管网有合流制和分流制两种排水系统。合流制排水系统中，生活污水、降雨径流和工业废水混合排入同一管道。分流制排水系统中，生活污水和工业废水在城市污水管道排出，雨水单独由雨水管道排出，能够有效减少降雨对城市污水处理厂造成的冲击。大部分的老城采用的是合流制排水系统，大部分的新城市以及开发区采用的是分流制排水系统，合流制排水系统正逐步向分流制排水系统演变。 2、美国内珀维尔的市政排水管网问题内珀维尔的污水收集系统是一个独立的下水道系统，包含了469英里的污水管道和19个泵站，大多数管道都是重力流形式。收集到的污水和来自附近沃伦维尔小镇的污水汇合，进入日均处理量约为8.5万吨/天的污水处理厂。内珀维尔大部分建于20世纪60年代的混凝土管道正迅速变坏，而且，其中还有一部分管道建于20世纪20年代。在污水长年累月的腐蚀及其他环境因素的作用下，污水管道严重老化，破损和堵塞的危险成为市政管理者主要关心的问题。一方面，由于污水管道的破损，地下水可能会进入污水收集系统。我们称之为渗漏。另一方面，降雨时，由于雨水管路接到了污水管路，雨水会进入污水收集系统。我们称之为入流。入流和渗漏问题会引起污水收集系统过载，冲击污水处理厂的运行，造成更高的处理费用和过多的泵房运行成本；还会造成污水管道水位升高，当超过水位警戒线时，会导致污水回流，如图1所示；甚至会造成检修口溢流，破坏环境卫生，影响公共健康。 图1、过载水位警戒线Figure1. Warning level when overload所以，只有减少入流和渗漏问题，才能够有效避免污水收集系统过载，从而节省处理费用，保护环境以及公共健康。这就要求能够快速找到具有入流和渗漏问题的污水管道，进行修复。然而，要在如此多的污水管道中，找到具有入流和渗漏问题的污水管道不是一件容易的事情。况且，污水管道的环境极其恶劣，难闻的、有毒的气体随时会阻止维护工作的进程。随着经济的飞速发展，排水管网也在不断扩大。迫切需要一种快速简便的方法，来找到管网中存在入流和渗漏问题的污水管道。3、全新Sigma流量计的应用信息系统是市政基础设施有效运行和维护的关键，包括污水收集系统。对于污水收集系统而言，流量测量技术是信息系统的关键因素。只要能正确使用流量计，就能得到准确的流量，从而为减少入流和渗漏问题提供所需的关键信息。这些准确的流量数据，对于污水管网的运行和维护是很重要的。对污水管网进行恰当的运行和维护，能够减少污水管道的入流和渗漏问题，从而减少对污水处理容量的需求，带来更高的使用率，降低成本。对污水流量进行完全和准确的测量，还能够判断哪些污水管道的入流和渗漏问题比较严重，从而确定需要修复的污水管道。 图2、Sigma流量计探头的安装Figure2. Installation of the Sigma flow meter内珀维尔从20世纪80年代后期就开始解决入流和渗漏问题，2002年开始加快问题解决的进程。最近，安装了HACH公司的Sigma AV流量计，如图2所示，并开发出很好的流量监测信息系统，能够提供污水收集系统当前状态的实时信息。整个流量监测系统有24个固定监测点和10个临时监测点，用于监测排水主干管、干管的重要节点部位的流量。其中两个固定监测点测量来自沃伦维尔小镇的流量，用于收费目的。剩下的监测点主要用于入流和渗漏的监测。在适当的位置安装适当的流量计，根据这些流量计测量到的流量信息，就能知道哪条污水管道的入流和渗漏问题最严重。区分出市政排水管网中入流和渗漏问题最严重的这部分管道，就能有针对性的进行修复。这样，就把有限的资源投入到收益最大的地方。流量监测系统的功能，是建立在可***的流量信息上的。目前，有多种不同的测量技术用于流量测量，选择正确的流量和液位传感器是很关键的。Sigma AV流量计采用更加准确耐用的流量测量技术&mdash &mdash 多普勒频移技术。如图3所示，流体中的颗粒（固体或者气泡）使超声信号产生频率偏移，频率偏移和颗粒的流速成比例关系，通过测量频率偏移测量流体的流速；利用浸没压力方法测量液位从而计算出横截面积。根据测量的流速和面积计算出液体的流量。 图3、Sigma AV流量计测量原理Figure3. Measuring principle of Sigma AV sensorSigma AV流量计能够在苛刻的条件下，连续测量而没有漂移，能够在更长的维护间隔内工作，提供更加准确的流量数据，从而为城市的入流和渗漏减排计划带来了进一步的准确度和效率。有了可***、精确的流量计后，就能准确的判断污水管道的问题了。比如：1、流速下降了，液位却出现了一个峰值，说明有堵塞现象。用户有一次在查看数据时发现了这种现象，如图3所示。到达现场提起检修口的盖子检查，发现有一块胶合板堵住了水流。 图4、污水管道出现堵塞的情况Figure4. Showing sewer blocked2、在下雨时，流量有明显的增加，说明该污水管道有入流或者渗漏的问题，需要对这段污水管道进行修复。如图4所示。 图5、下雨时污水管道有入流和渗漏的情况Figure5. Showing infiltration and inflow when rainfall如果在下雨时，同时有多个测量点的流量有明显的增加，说明有多段污水管道出现了入流和渗漏问题。而又因为资源有限，不能同时解决所有污水管道的问题。这时候，就需要判断入流和渗漏问题最严重的污水管道，先解决这段污水管道的问题具有最大的成本效益。比较这几个流量增加的测量点，可以发现流量增加最多的那段污水管路就是入流和渗漏问题最严重的。到目前为止，内珀维尔市已经减少大量的入流和渗漏问题。由于问题的解决，减少了进入污水处理厂的污水量，就没有必要再新建污水处理厂了。4、结语内珀维尔市安装了更加准确耐用的流量计，为流量监测系统提供了可***的数据。内珀维尔市的流量监测系统，由于有了可***的流量和液位数据，能够快速准确的分析城市排水管网的状态，判断污水管道是否出现入流和渗漏问题，对城市入流和渗漏减缓工程有着积极的意义。根据排水管网的分析结果，能够优化对污水管网的维护和管理，还能够执行最优的污水管道修复策略，最终减少入流和渗漏问题对污水处理厂造成的冲击。通过准确、连续的流量和液位监测，我们不仅可以分析污水管道是否堵塞，是否出现入流和渗漏问题，还可以分析污水管道是否发生污水泄漏，从而防止污水对环境的污染，保护环境。 参考文献[1] 叶萍. 中国城市排水建设发展的思考. 时代金融. 2006，4：95-97；[2] 王昊阳. 城市分流与河流制混合区域排水管网水质水量变化特征. 清华大学硕士学位论文. 2007，6； 详情请点击

日前，发改委和住建部联合发布《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划(征求意见稿)》。规划中提出，“十三五”期间将投资45亿元完善国家、省、市三级排水监管平台，形成全国统一、全面覆盖的城镇排水与污水处理监管体系。　　目前，我国城市排水监测体系的主管部门为中华人民共和国住房和城乡建设部，建设的依据为1992年发布的《城市排水监测工作管理规定》。城市排水监测体系由国家和地方两级城市排水监测网组成(以下简称“国家网”、“地方网”)。国家网由国家中心站、重点城市排水监测站(以下简称“国家站”)组成 地方网由省级中心站和市(城区、县)级排水监测站组成，省级中心站原则上应设置在国家站。　　从本次发布的规划细则来看，此次的建设重点为“地方网”，即省级排水监测站和市级排水监测站。目前住建部要求建设的排水监测站应具备《污水排入城镇下水道水质标准》《城镇污水处理厂污染物排放标准》等有关标准规范规定项目的检测能力。　　《污水排入城镇下水道水质标准》的最新版本为GB/T31962-2015，2016年8月1日正式实施，全检测指标共46项，主要涉及仪器包括：温度计、天平、红外分光光度计、紫外可见分光光度计、pH计、COD消解仪、滴定仪、蒸馏装置、高效液相色谱仪、离子色谱仪、离子计、原子荧光光谱仪、测汞仪、石墨炉原子吸收光谱仪、火焰原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、气相色谱仪、气质联用仪等。　　《城镇污水处理厂污染物排放标准》的最新版本为GB18918-2002，全检测指标共62项，其中基本控制指标12项，一类污染物指标7项，选择控制项目43项.主要涉及的仪器包括：COD消解仪、BOD测定仪、天平、红外分光光度计、紫外可见分光光度计、滴定仪、pH计、测汞仪、气相色谱仪、原子吸收光谱仪、荧光光度计、高压液相色谱仪、液相色谱仪、离子色谱仪等。　　相关链接：十三五将投资45亿元完善我国排水监管平台