一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法及系统与流程

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法及系统。

背景技术：

地表水常规净水工艺主要包括四个处理单元：混凝(混合+絮凝)、沉淀、过滤和消毒。其中过滤是饮用水处理工艺的核心单元，是饮用水处理多重保障机制颗粒物去除的最终环节。因此水厂出厂水质很大程度上取决于滤池运行的效果。滤速是滤池重要的运行参数，滤速过高会导致滤后水中杂质颗粒增多，水头损失增长过快，过滤周期缩短；滤速的降低有利于降低滤后水浊度，延长过滤周期，但会导致产水能力减少。所以合适的滤速对滤池运行非常重要。同时滤池以滤池组的形式运行，同组各滤池趋于一致的滤速可以避免各滤池的负荷不均而造成的出水水质波动。为了优化滤池运行，有必要准确测定滤池滤速。

通过测定滤池液位的变化或者滤后出水流量可以推求滤池滤速。滤出后的水流量可以通过安装流量计获取，但目前在大部分水厂中，并不关注单个滤池出水流量，故绝大多数滤池的滤后出水没有安装流量计，而且如果对没有安装流量计的水厂再进行改造的话，临时安装流量计存在结构和空间上的复杂性同时产生较大额外开支；而现有测定滤池液位变化则是利用直尺和秒表测定滤池液位的下降速度，测量误差大且耗费人力。

超声波液位计以其安装维护方便、非接触测量、运行稳定可靠等优点在自动化控制运行的水厂中广泛使用。例如，以恒水位方式运行的滤池在过滤时，可以使用超声波液位计来监控滤池液位的恒定，即根据滤池液位位调节清水阀的开度，以确保滤池液位的基本恒定；使用超声波液位计测定加药间储药池中液位来实现净水剂的自控调制和补给等。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法及系统。本发明可在滤池现有滤池超声波液位计或者加装超声波液位计的基础上，有效进行单个滤池的滤速测定，方法简单易实施。本发明既适用于恒滤速恒水头的滤池，也适用于其他运行方式的滤池。

本发明提出一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)判定：如果待测定的滤池没有安装超声波液位计，则在该滤池出水侧距滤池最高液位设定距离处安装超声波液位计，然后进入步骤2)；如果待测定的滤池已安装超声波液位计，则进入步骤2)；

2)测量初始液位；

在反冲洗之前停止进水时滤上水位开始下降后，任意选取一个初始时刻，使用超声波液位计测量初始时刻的滤池液位记为初始液位l1；

3)测量最终液位；

经过时间t后，在滤上水位到达滤池最低液位之前，使用超声波液位计测量该时刻的滤池液位记为最终液位l2；

4)计算待测定的滤池滤速，表达式如下：

本发明的特点及有益效果：

本发明方法简单，系统易于安装实现，既可以避免临时安装流量计的困难，同时相较以往手工直尺测量，提高了滤速测定的准确性和效率。在测定时刻的选择上，在反冲洗之前关闭进水阀时测定可以避免临时停水而影响滤池正常运行时。在对滤池进行评估诊断过滤性能时，滤速是一个重要的考察指标，本发明可以实现在不影响滤池正常运行情况下达到准确测定滤池滤速的目的，是净水厂滤池滤速测定方法的创新，为进一步优化滤池运行和提高出水水质提供了条件。

附图说明

图1为本发明方法的整体流程图。

图2为本发明系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明提出一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法及系统，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细介绍。

本发明提出一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法，整体流程图如图1所示，包括以下步骤：

1)判定：如果待测定的滤池没有安装超声波液位计，则在该滤池出水侧距滤池最高液位设定距离处安装超声波液位计(所述距离通常为0.5-1.0m，该距离应当大于该超声波液位计的使用盲区)，然后进入步骤2)；如果待测定的滤池已安装超声波液位计，则直接进入步骤2)；

2)测量初始液位；

在反冲洗之前停止进水时滤上水位开始下降后，任意选取一个初始时刻，使用超声波液位计测量初始时刻的滤池液位记为初始液位l1，单位：米；

3)测量最终液位；

经过时间t(单位：秒)后(t可为任意时长，但是t的结束时刻必须在滤上水位到达滤池最低液位的时刻之前)，再次使用超声波液位计测量该时刻的滤池液位记为最终液位l2；

4)计算待测定的滤池滤速，表达式如下：

本发明还提出一种基于上述方法的测定滤池滤速的系统，结构如图2所示，包括：超声波液位计1、支架2、导线3和记录仪4；所述支架2固定在待测定滤池的墙体上，超声波液位计1安装在支架上，超声波液位计1通过导线3与记录仪4连接。所述支架2用于固定超声波液位计；所述超声波液位计1用于在滤池反冲洗之前关闭进水阀时分别测量初始液位l1和最终液位l2，并通过导线3将测量结果发送给记录仪4；所述记录仪4用于记录获取两个液位值的时间差，并根据接收到的两个液位值，计算待测定滤池的滤速。

为保证效果，安装支架应保持水平，安置于水流液面相对平稳的上方。该系统各部件均可采用常规装置，其中记录仪采用常规型号的计算机即可。

本发明将原本手工测定液位变化的过程改进为利用超声波液位计在滤池反冲洗之前关闭进水阀时测定，可以保证滤池液位测定的准确性并且不影响滤池正常运行，节约了人力，提高了效率，通过计算可以准确求得滤池滤速，从而可以实现滤池组运行的优化管理和及时调整来保证出水水质。

技术特征：

1.一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)判定：如果待测定的滤池没有安装超声波液位计，则在该滤池出水侧距滤池最高液位设定距离处安装超声波液位计，然后进入步骤2)；如果待测定的滤池已安装超声波液位计，则进入步骤2)；

2)测量初始液位；

在反冲洗之前停止进水时滤上水位开始下降后，任意选取一个初始时刻，使用超声波液位计测量初始时刻的滤池液位记为初始液位l1；

3)测量最终液位；

经过时间t后，在滤上水位到达滤池最低液位之前，使用超声波液位计测量该时刻的滤池液位记为最终液位l2；

4)计算待测定的滤池滤速，表达式如下：

2.一种基于如权利要求1所述方法的测定滤池滤速的系统，其特征在于，该系统包括：超声波液位计、支架、导线和记录仪；所述支架固定在待测定滤池的墙体上，超声波液位计安装在支架上，超声波液位计通过导线与记录仪连接；所述支架用于固定超声波液位计；所述超声波液位计用于在滤池反冲洗之前关闭进水阀时分别测量初始液位和最终液位，并通过导线将测量结果发送给记录仪；所述记录仪用于记录获取两个液位值的时间差，并根据接收到的两个液位值，计算待测定滤池的滤速。

技术总结
本发明提出一种利用超声波液位计测定滤池滤速的方法及系统，涉及水处理领域。该系统包括：超声波液位计、支架、导线和记录仪。该方法首先对待测定的滤池安装超声波液位计；在反冲洗之前停止进水时滤上水位开始下降后，使用超声波液位计测量初始时刻的滤池液位记为初始液位，然后经过一段时间，再次使用超声波液位计测量滤池液位记为最终液位；根据两次液位的差值计算得到滤池滤速。本发明可在滤池现有滤池超声波液位计或者加装超声波液位计的基础上，有效进行单个滤池的滤速测定，方法简单易实施。本发明既适用于恒滤速恒水头的滤池，也适用于其他运行方式的滤池。

技术研发人员：王小*;史永浩;李孟翰;张建锋;解跃峰
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2020.04.10
技术公布日：2020.12.04