提要：在實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算污染物排放總量的兩個主要監測指標,準確、可靠的流量數據對實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直接測定廢水的流量;間接測定法是先測定流速后根據過水斷面與其流速計算廢水流量計。常用的間接測定法有流速儀法、浮標法等;常用的直接測定法有容積法、溢流堰法等。由于企業的規模不同,生產工藝不一,廢水的排放量和排放方式千差萬別,因此應根據企業廢水排放情況確定廢水流量計的*佳測量方法,必要時可以同時采用幾種方法。廢水一般以管道或渠道設施排放,流量(或流速)也在管道或渠道中測量,測流量(或流速)應與采樣同步進行。現將幾種常用的測流方法介紹如下:
1、流速儀法。
在排污企業廢水流量計較大且排污管道或渠道規則時,水深不低于10cm,*好大于30cm,流速不小于0.05m/s時,選用此法。
由于截面積是固定不變的,且較易計算,故流量的測定可轉變為流速的測定。按下式計算流量:
Q=V?S
注:Q―廢水流量計(m3/秒);S―廢水水流截面積(m2);V―截面平均流速(m/秒)。
有時,排污線管內不易直接測量,而要在河流或水渠中測量。這時要選在水流狀況良好的地點進行。在與水流方向成直角的斷面上,求出被分成適當大小的小區間面積與小區間平均流速相乘之積,即區間流量。將區間流量求和,即得總流量Q。
使用流速計時,應將探頭放入管道或渠道正對著水流方向測定,且把流速計置于測定人上游一側,以避免測定人位置對測速的影響。測量的時間越長,所測流速越準確,測量的時間一般應大于100秒。縮小誤差的關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。
一點法:V=V0.6
兩點法:V=1/2(V0.2+V0.8)
三點法:V=1/4(V0.2+2V0.6+V0.8)
據文獻報道,將實際測得的流速與上述方法相比較時,一點法誤差為2.6%,兩點法誤差為1.3%,三點法誤差為1.8%。兩點法較為準確。實際應用時,當水深小于40cm時,可采用一點法;當水深大于40cm時,可采用兩點法。
2、浮標法。
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,記錄流過時間、重復數次、取平均值,按下式計算流量。
Q=α?L?S/t
注:Q―流量,m3/秒;
α―系數;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,還由于表面浮標容易受到風的影響等問題,α并不是一個恒定的數。對一般渠道取α=0.7。如果廢水在封閉性圓形管道中流動,且充滿管道,其平均流速則是主軸線流速一半。此時,α=0.5;
L―選取測定的水渠部分長度,m;
S―渠道截面積,m2;
T―浮標通過這段距離的平均時間,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則的企業排污量時選用此方法。有些企業廢水排放量較少,用流速儀或浮標法測量有困難,可在排污溝有落差的地方或人工挖一個坑,將采樣容器放于低處或坑內,接納排出的廢水,記錄接納一定體積水所需的時間。重復測量數次取其平均值。測定流量時應選擇將水裝滿需要時間10秒以上的容器。計算出流量:
Q=V/t
注:Q―流量,m3/秒;V―容器的容量,m3;t―裝滿容器所需時間,秒。
還有一些企業雖有一定的排放量,但排污渠道不規則,用流速儀或浮標測量誤差較大。可在排污溝旁修一個一米見方的蓄水池,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所用時間,將水放掉,重復數次,取平均時間。計算出流量。
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%,實際測流中使用比較廣泛。量水堰應設在渠壁平整、水流呈直線的流動的直段內,直段長度應大于堰上*大水頭的5倍以上,堰板垂直設置,不得滲漏,并保證堰口中心與上游水流中心一致。根據堰口形狀,堰板可分為三角堰、矩形堰和梯形堰。
薄壁三角堰的適應條件為:0.05m≤H≤0.35m;流量≤0.1m3/秒。直角三角堰流量計算公式為:Q=KH2.5
薄壁梯形堰的適應條件為:0.5m≤H≤0.6m;0.2m≤B≤2m;0.24m≤D≤1.13m。堰口邊坡為1:0.25堰流量計算公式為:Q=1.838×(B-0.2H)?H1.5
薄壁矩形堰的適應條件為: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而變化的系數見表1。(表1)。水頭換算見表2。(表2)
在實際工作中,要想得到完全可靠的流量數據,更好更準確地為環保決策服務,僅靠熟練掌握測流方法是不夠的。實踐證明要想真實地測得每個企業的排污水量、杜絕隱蔽的排污口,設計合理的污水處理設施、達到完全達標排放標準,監測人員必須熟悉生產工藝、開工率、實際用水情況,針對現場實際,認真觀察、仔細分析、精心操作、詳細記錄。然后,確定采樣頻次和流量的測定方法。
根據我們站對一些企業的驗收監測中所測流量的數據表明:根據現場實際,選擇合適的測流方法所測得的結果準確、可靠、合理,基本符合企業廢水排放情況。

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