污水處理工程一般包含污水預(yù)處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)三部分。污水預(yù)處理系統(tǒng)主

要由進水泵、粗細格柵、砂水分離器等構(gòu)成：生化處理系統(tǒng)是污水處理的核心，一般含沉淀絮凝、

厭氧，缺氧、好氧等工藝流程：污泥處理系統(tǒng)由污泥濃縮池、污泥脫水機等組成包括污泥勻質(zhì)、濃

縮、脫水、處置四道基本工序。

污水處理工程涉及液位(差)、流量、壓力、溫度、濃度(含PH、溶解氧等)、濁度等多種工藝參數(shù)的測

量，其中液位測量古很大比重，在各個工藝階段兒乎都有液位檢測點。測量介質(zhì)包含水和溶液兩種。

溶液是指用于改善污水水質(zhì)的溶液如：酸、堿等.一般純?nèi)芤河趦拗匈A存，混合溶液存于帶攪拌器

的混凝土池內(nèi)，毋庸多言，水作為污水處理的對象，對其液位的檢測數(shù)量是*多的。相對其它工藝流

程，污水處理工程的水位測量有它自身的特點：

1)測量介質(zhì)一般是含泥沙、油污等多種無機、有機污染物的污水，大多存于室外散口池中；

2)生化處理系統(tǒng)使用氣浮工藝的水面上多存在泡沫；

3)調(diào)節(jié)池、濃縮池等多設(shè)有攪拌器。

相對于其它種類的測量儀表，適合污水處理工程使用的液位儀類型眾多，有接觸和非接觸測量兩類，

涉及包括差壓式、浮力式、電學式、聲學式等多種測量原理的液位計。這對儀表的選擇提供了很大

空間，同時也帶來了合理選型的難度。本文以實際使用*普，數(shù)量*多的磁翻板液位計、投入式液

位計、超聲波液位計和雷達液位計為例，結(jié)合原理，總結(jié)實際工作中液位計選型、安裝、使用和維

護的經(jīng)驗。

1.磁翻板液位計

1.1測量原理

主要基于浮力和磁力原理。帶有磁體的浮子(簡稱磁性浮子)在被測介質(zhì)中的位置受浮力作用影響。液

位的變化導致磁性浮子位置的變化、磁性浮子和磁翻柱(也成為磁翻板)的靜磁力耦合作用導致磁翻柱

翻轉(zhuǎn)一定角度(磁翻柱表面涂敷不同的顏色)，進而反映容器內(nèi)液位的情況。

1.2優(yōu)缺點及注意事項

1)顯示清晰、讀數(shù)直觀，方便現(xiàn)場監(jiān)控。

2)一般選用帶遠傳功能的磁翻板液位計，不需多組液位計組合，即可同時實現(xiàn)現(xiàn)場和操作室監(jiān)控，

設(shè)備開孔少。

3)測量介質(zhì)臟污時，易堵。根據(jù)介質(zhì)情況，應(yīng)定期清洗主導管，清除管內(nèi)沉積雜質(zhì)。建議配套排污

閥方便檢修。若測量介質(zhì)含腐蝕性時，須選用耐腐蝕的產(chǎn)品。

 4)如圖1示，通常情況下，工藝與儀表**的設(shè)計、維護以法蘭為界，因此，須注意液位計法蘭與

工藝接管法蘭配對。另外，液位計根部閥V1、V2屬工藝選型或由儲進配套。為保證液位計檢修時，

不影響生產(chǎn)V1、V2必須選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，故在儲罐設(shè)計或采購時，儀表**須向工藝**提出要求。

1.3使用位置

在污水處理工程中多選用側(cè)裝式的磁翻板液位計，常用于需現(xiàn)場和操作室滿地監(jiān)控的位置，如酸罐，

堿罐、部分藥罐液位檢測。

2.投入式液位計

2.11測量原理

基于所測液體靜壓與該液體高度成正比的原理，采用多晶硅、陶瓷或電容壓力轉(zhuǎn)感器，將靜壓轉(zhuǎn)成

電信號，一般由直接投入維體中的傳器用于信號放大、校正、補償、結(jié)果顯示的變送器和導氣或連

接電纜(傳感器與變送器連接)三部分組成。

2.2優(yōu)缺點及注意事項

1)結(jié)構(gòu)簡單，價格較便宜。

2)傳感器直接投入被淵液體內(nèi)測量，因此不受介質(zhì)起泡影響。

3)由于傳感器與變送器間為柔性連接，儀表貯存及運輸方便，尤其在大量程的液位測量中，其優(yōu)勢

更突出，安裝方便，只須將傳感器直接投入被測液體，即可實現(xiàn)測量。

4)水流沖擊、摩擦振動(尤其是與液位變化同方向的振動)等因素會改變投入式傳感器在液體中的位置，

進而影響測量值，所以*好將液位計安裝于水流相對平穩(wěn)的地點。受現(xiàn)場條件制約，無法避免時，*

好將傳感器置于隔離管中安裝或選擇其它種類的液位計。

圖2為加裝隔離管的投入式液位計在某調(diào)節(jié)池中的應(yīng)用示例，使用隔離管避免了因攪拌器工作引起的

水流沖擊，保證了測量的準確性。

5)使用于水質(zhì)過差的環(huán)境時，傳感器套孔易被污泥堵塞，導致測量值失真，需酌情定期清洗維護。為

減少套孔被污泥堵塞的概率，建議將其安裝于離池底大于100mm的位置，并使用隔離管。

6)使用壽命較短。使用一段時間后，易出現(xiàn)零點或量程漂移，現(xiàn)場校準有難度。

2.3使用位置

雖然投入式液位計存在使用壽命較短，傳感器易堵等缺點，但由于它在價格和安裝維護方面的優(yōu)點，

尤其是價格方面，一般僅千元左右，相對于后文提到的超聲波、雷達液位計一般需萬元左右，有較

大優(yōu)勢，目前仍是污水處理工程測量敞口容器液位使用較多的液位計之一。

在上清液集水池、清水池、濾池等水質(zhì)相對較好的工藝流程中使用時，壽命較長，幾乎免維護?？?/span>

以使用在水質(zhì)差的環(huán)境中，但不適合池底淤泥層過厚的池內(nèi)使用。加裝隔離管后可應(yīng)用于部分帶攪

拌器的調(diào)節(jié)池、濃縮池等。

3.超聲波液位計

3.1測量原理

是利用回波測距原理的非接觸式儀表?；夭?/span>測距原理又稱行程時間或傳播時間(TOF， Time ofFight)

測量原理。它是通過一個可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發(fā)射能量波，能量波遇到障礙物反

射，由一個接收裝置接收反射信號。根據(jù)測量能量波運動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子

裝置對能量波信號進行處理，*終轉(zhuǎn)化成與物位相關(guān)的電信號。利用超聲波作為能量波的液位計即是

超聲波液位計。其測量原理如圖3示。

液位高度計算公式如下：

h=H-1/2Ct

其中，C為超聲波在空氣中的傳播速度；t為超聲波由液位計到水面往返一次的時間。

由公式可見，液位高度受超聲波傳播速度的影響。而超聲波是利用氣體(絕大多數(shù)情況下是空氣)作為

傳播介質(zhì)，空氣的壓力(真空度)、溫度、濕度、流等變化會改變超盧波傳播速度。例如，超聲波速度

與溫度的近似公式為：

C=C0+0.607XT

式中.C0為零度時的聲波速度332m/s：T為實際溫度(°C)。

可見，溫度變化會產(chǎn)生液位測量誤差。超聲波液位計的超聲放射及接收裝置均安裝于同一探頭中，

這就決定了只能在發(fā)射引起的傳感器余振基本消失后，接收裝置才能檢測反射回波，另外，超聲發(fā)

射是以脈沖方式進行，而脈沖具有一定的時間寬度，因此，在超聲發(fā)射到余振基本消失的這段時間

t'內(nèi)，液位計不能正常工作，這段時間對應(yīng)的液位

B=1/2Ct’

B稱為盲區(qū)，如圖3示，被測的*高液位如進入盲區(qū)，儀表將不能正確檢測，盲區(qū)大小取決于發(fā)射裝

置的功率。一般而言，發(fā)射裝置功率越大.發(fā)射頻率就越低，余振衰減時間越長，盲區(qū)也就越大。

3.2優(yōu)缺點及注意事項

1)具有工作可靠、精度高、使用周期長、免維護的特點，并具有相對的價格優(yōu)勢。

2)在污水處理工程中，多可選用一體式液位計，安裝簡便。

3)回波反射產(chǎn)生的干擾回波和假回波，可通過軟件來排除，但有效回波強度也同時被衰減。因此，設(shè)

計選型時，要考忠衰減因素，選擇量程要留有一定的余量。

4)為了盡量減少干擾回波，安裝位置要盡可能選擇液面平穩(wěn)的位置，同時遠離扶梯、檢修通道、進水

口、出水口、攪拌器，盡可能與池壁保持較遠的距離。在探頭規(guī)定的波束發(fā)射角下，錐形波束在*低

測量液面上的投影，不與容器壁及其它能反射聲波的構(gòu)件接觸。在避開盲區(qū)的前提下，盡量貼近*高

液面安裝，以減少池壁回波的干擾。為獲得盡可能強的回波，要保證探頭與被測界面垂直。

5)**投運，須對儀表進行使用位置、介質(zhì)特性、工藝條件等內(nèi)容的設(shè)定，完成空程、滿量程校正。

利用配套軟件進行回波曲線檢查，抑制干擾回波。建議在有條件的情況下，在池壁上分別標注液位滿

量程的20%、50%、95%、三點，以方便今后維護和校驗。

6)為避免因壓力、溫度等特性變化而產(chǎn)生的液位誤差，應(yīng)選擇有溫度補償?shù)漠a(chǎn)品。

7)泡沫是聲波反射不充分的表面，會吸收一部分或是全部的聲波脈沖能量，減少或是完全消除回波信

號。因此，在被測液面存在泡沫的場合，不能使用。但在泡沫較輕，盲區(qū)允許的情況下，可通過加大

液位計的功率，來實現(xiàn)測量。

 3.3使用位置

超聲波液位計不能使用在測量工況變化熱或真空的場合，但污水處理工程一般不存在上述情況，這一

優(yōu)勢使超聲波液位計在污水處理工程中得以**應(yīng)用。除了不能使用在有大量泡沫、液位波動劇盟的

地方外，兒乎可在污水處理的各個工藝流程中**使用，用于測量水池液位、液位差等。

4.雷達液位計

4.1測量原理

超聲波，雷達液位計都是利用回波測距原理的儀表。利用電磁波作為能量波的液位計即是達液位計，

又稱微波液位計。雷達液位計按結(jié)構(gòu)可分為天線式和導波式，天線式通過天線發(fā)射和接收電磁波，其

結(jié)構(gòu)與超市波液位計*為相似，都屬于非接觸式儀表。導波式是微波液位計的一種變型， 英文名稱是

Time DomainRef lectometry(時域反射法) 或簡稱TDR， 也俗稱導波雷達通常采用脈沖波方式工作，

與微波液位計不同點在于微波脈沖不是通過空間傳插，而是通過一根(或兩根)從液儀上方伸入，直達容

器底的導波體傳播，導波體可以是金屬硬桿或柔性金屬纜純，微波脈沖沿桿或纜的外側(cè)向下傳插，在

被測液面上被反射，回波被天線接收，出發(fā)射脈沖與回波脈沖的時間養(yǎng)即可計算出傳播距離。

低頻雷達具有較大的波束角和較長的波長，使之在有液面擾動或攪拌的情況下能提供*好的回波曲線。

但其較大的波束角制約了使用范圍。為彌補這一缺陷，在實際產(chǎn)品中，低頻雷達多與導波管結(jié)合。也

就是說，一般導波雷達液位計多使用低頻雷達。

4.2優(yōu)缺點及注意事項

由于雷達液位計與超聲波液位計在測量原理上相同，本文3.2中1~5同樣適用于雷達液位計。但由于雷

達液位計的特殊性，和超聲波液位計相比較，還有以下特點：

1)由于微波(電磁波)傳播不依賴介質(zhì)，所以雷達液位計不受介質(zhì)特性如壓力、溫度、真空度等影響，所

以測量精度較超聲波液位計高?？梢允褂迷诠r變化較大或有蒸汽等超聲液位計不能正常工作的場合。

2)微波(電磁波)以光速傳播，使得雷達液位計測量更靈敏，刷新速度更快。

3)表1示出了不同特性的泡沫，對微波、超聲波信號的不同影響。由于污水處理工程液位測量所涉幾乎

全是濕性泡沫，所以雷達液位計可代替超聲波液位計在液面有泡沫的場合使用。

4)使用導波雷達，可在帶攪拌、液面擾動等復(fù)雜工況或安裝空間有限的場合實現(xiàn)測量。導波雷達液位計

安裝在有攪拌器的液體中，若液體流速過快，建議將導波管末端固定，以減少導波管受力。

5)部分產(chǎn)品配套有智能軟件，可實現(xiàn)不規(guī)則池底的液位測量。

6)雷達液位計比超聲波液位計價格稍貴。

4.3使用位置

由于雷達液位計在有泡沫、帶攪拌的測量場合具有優(yōu)勢，它彌補了超聲波液位計在上述方面的不足。可

以說，雷達液位計適合在污水處理的各個工藝流程中使用，測量水池液位、液位差。

5.結(jié)語

液位儀表是污水處理工程不可缺少的重要儀表。它種類繁多，根據(jù)介質(zhì)和現(xiàn)場條件的不同，各類液位計

各具優(yōu)勢，形成一個多元化的局面。要找到*適合的產(chǎn)品，只有在液位計選型、安裝時，根據(jù)各液位計

的特點，從測量介質(zhì)、安裝位置、儀表精度、價格、使用壽命、維護成本等多方面綜合考慮。隨著勞動

力和生產(chǎn)成本的不斷提高，儀表高精度、免維護性在儀表選型中所占的比重也隨之不斷增加。因此，在

儀表采購成本允許的情況下，建議盡量選擇高精度、免維護的儀表。相對于磁翻板液位計和投入式液位

計而言，超聲波、雷達液位計更符合上述要求。隨著電子技術(shù)及制作工藝的不斷提高，超聲波、雷達液

位計的價格會不斷下降，性能會不斷提高，數(shù)量會不斷增多。