淺談廢水流量的測定

提要：在實(shí)施排污許可證制度和總量控制中,污染物濃度和廢水排放量是賴以計(jì)算污染物排放總量的兩個(gè)主要監(jiān)測指標(biāo),準(zhǔn)確、可靠的流量數(shù)據(jù)對實(shí)施污染物總量控制是非常重要的。
流量的測量方法很多,可分為直接測定法和間接測定法。直接測定法是采用各種流量計(jì)直接測定廢水的流量;間接測定法是先測定流速后根據(jù)過水?dāng)嗝媾c其流速計(jì)算廢水流量計(jì)。常用的間接測定法有流速儀法、浮標(biāo)法等;常用的直接測定法有容積法、溢流堰法等。由于企業(yè)的規(guī)模不同,生產(chǎn)工藝不一,廢水的排放量和排放方式千差萬別,因此應(yīng)根據(jù)企業(yè)廢水排放情況確定廢水流量計(jì)的*佳測量方法,必要時(shí)可以同時(shí)采用幾種方法。廢水一般以管道或渠道設(shè)施排放,流量(或流速)也在管道或渠道中測量,測流量(或流速)應(yīng)與采樣同步進(jìn)行。現(xiàn)將幾種常用的測流方法介紹如下:
1、流速儀法。
在排污企業(yè)廢水流量計(jì)較大且排污管道或渠道規(guī)則時(shí),水深不低于10cm,*好大于30cm,流速不小于0.05m/s時(shí),選用此法。
由于截面積是固定不變的,且較易計(jì)算,故流量的測定可轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉俚臏y定。按下式計(jì)算流量:
Q=V?S
注:Q―廢水流量計(jì)(m3/秒);S―廢水水流截面積(m2);V―截面平均流速(m/秒)。
有時(shí),排污線管內(nèi)不易直接測量,而要在河流或水渠中測量。這時(shí)要選在水流狀況良好的地點(diǎn)進(jìn)行。在與水流方向成直角的斷面上,求出被分成適當(dāng)大小的小區(qū)間面積與小區(qū)間平均流速相乘之積,即區(qū)間流量。將區(qū)間流量求和,即得總流量Q。
使用流速計(jì)時(shí),應(yīng)將探頭放入管道或渠道正對著水流方向測定,且把流速計(jì)置于測定人上游一側(cè),以避免測定人位置對測速的影響。測量的時(shí)間越長,所測流速越準(zhǔn)確,測量的時(shí)間一般應(yīng)大于100秒。縮小誤差的關(guān)鍵性因素是測定橫斷面的選定問題。橫斷面的選定一般可采用以下簡便迅速的方法。
一點(diǎn)法:V=V0.6
兩點(diǎn)法:V=1/2(V0.2+V0.8)
三點(diǎn)法:V=1/4(V0.2+2V0.6+V0.8)
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,將實(shí)際測得的流速與上述方法相比較時(shí),一點(diǎn)法誤差為2.6%,兩點(diǎn)法誤差為1.3%,三點(diǎn)法誤差為1.8%。兩點(diǎn)法較為準(zhǔn)確。實(shí)際應(yīng)用時(shí),當(dāng)水深小于40cm時(shí),可采用一點(diǎn)法;當(dāng)水深大于40cm時(shí),可采用兩點(diǎn)法。
2、浮標(biāo)法。
這是一種簡單易行的方法,但精確度較差,一般只在無其他測試條件下使用。在水流較慢,廢水溝較直的情況下,選取一段底壁平滑、長度不小于10m、無彎曲、有一定液面高度的排污管道,經(jīng)過疏通后測量其平均寬度及水面高度。取一小段漂浮物,如木棒、乒乓球(注1/3水)等,放入流動(dòng)的排水溝中。在無外力影響下,使漂浮物流過被測距離,記錄流過時(shí)間、重復(fù)數(shù)次、取平均值,按下式計(jì)算流量。
Q=α?L?S/t
注:Q―流量,m3/秒;
α―系數(shù);為平均流速與主軸線表面流速之比。它隨著水渠的寬度、水深、水渠狀況等條件不同而不同,還由于表面浮標(biāo)容易受到風(fēng)的影響等問題,α并不是一個(gè)恒定的數(shù)。對一般渠道取α=0.7。如果廢水在封閉性圓形管道中流動(dòng),且充滿管道,其平均流速則是主軸線流速一半。此時(shí),α=0.5;
L―選取測定的水渠部分長度,m;
S―渠道截面積,m2;
T―浮標(biāo)通過這段距離的平均時(shí)間,秒。
3、容積法。
在測排水量較小或雖有一定排水量但排放渠道不規(guī)則的企業(yè)排污量時(shí)選用此方法。有些企業(yè)廢水排放量較少,用流速儀或浮標(biāo)法測量有困難,可在排污溝有落差的地方或人工挖一個(gè)坑,將采樣容器放于低處或坑內(nèi),接納排出的廢水,記錄接納一定體積水所需的時(shí)間。重復(fù)測量數(shù)次取其平均值。測定流量時(shí)應(yīng)選擇將水裝滿需要時(shí)間10秒以上的容器。計(jì)算出流量:
Q=V/t
注:Q―流量,m3/秒;V―容器的容量,m3;t―裝滿容器所需時(shí)間,秒。
還有一些企業(yè)雖有一定的排放量,但排污渠道不規(guī)則,用流速儀或浮標(biāo)測量誤差較大。可在排污溝旁修一個(gè)一米見方的蓄水池,兩邊留口,將池下口堵死,上口打開,將排水溝的廢水改道入池,記錄廢水充滿一定體積時(shí)所用時(shí)間,將水放掉,重復(fù)數(shù)次,取平均時(shí)間。計(jì)算出流量。
4、溢流堰法。
利用堰是測定流量的主要方法。其中,薄壁堰使用方法簡單,精度較高,一般誤差不到±2%,實(shí)際測流中使用比較廣泛。量水堰應(yīng)設(shè)在渠壁平整、水流呈直線的流動(dòng)的直段內(nèi),直段長度應(yīng)大于堰上*大水頭的5倍以上,堰板垂直設(shè)置,不得滲漏,并保證堰口中心與上游水流中心一致。根據(jù)堰口形狀,堰板可分為三角堰、矩形堰和梯形堰。
薄壁三角堰的適應(yīng)條件為:0.05m≤H≤0.35m;流量≤0.1m3/秒。直角三角堰流量計(jì)算公式為:Q=KH2.5
薄壁梯形堰的適應(yīng)條件為:0.5m≤H≤0.6m;0.2m≤B≤2m;0.24m≤D≤1.13m。堰口邊坡為1:0.25堰流量計(jì)算公式為:Q=1.838×(B-0.2H)?H1.5
薄壁矩形堰的適應(yīng)條件為:0.02m≤H≤0.4m;0.2m≤B≤2m;0.2m≤D≤1.1m。薄壁矩形堰流量計(jì)算公式為:Q=1.86×B×H1.5
注:Q―流過堰口的水量;H―水頭高;B―堰口底寬度;D―水渠底面到溢流口底部的高度;K―隨水頭高H而變化的系數(shù)見表1。(表1)。水頭換算見表2。(表2)
在實(shí)際工作中,要想得到完全可靠的流量數(shù)據(jù),更好更準(zhǔn)確地為環(huán)保決策服務(wù),僅靠熟練掌握測流方法是不夠的。實(shí)踐證明要想真實(shí)地測得每個(gè)企業(yè)的排污水量、杜絕隱蔽的排污口,設(shè)計(jì)合理的污水處理設(shè)施、達(dá)到完全達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn),監(jiān)測人員必須熟悉生產(chǎn)工藝、開工率、實(shí)際用水情況,針對現(xiàn)場實(shí)際,認(rèn)真觀察、仔細(xì)分析、精心操作、詳細(xì)記錄。然后,確定采樣頻次和流量的測定方法。
根據(jù)我們站對一些企業(yè)的驗(yàn)收監(jiān)測中所測流量的數(shù)據(jù)表明:根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際,選擇合適的測流方法所測得的結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、合理,基本符合企業(yè)廢水排放情況。

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