Water誌では、他者に利益をもたらす方法で課題を克服したプロジェクトを常に探しています。コーンウォールにある小規模な下水処理場（WwTW）における流量測定に焦点を当て、主要なプロジェクト参加者に話を聞きました。
小規模な下水処理施設は、計装・制御エンジニアにとってしばしば大きな物理的課題をもたらします。しかしながら、イングランド南西部フォーイにある処理施設では、水道会社、請負業者、計装機器メーカー、検査会社が協力し、規格に適合した流量測定設備が設置されました。
フォーウィ下水処理場の流量計は、設備保全計画の一環として交換する必要がありましたが、敷地の制約により困難な状況でした。そのため、同等の機器の交換ではなく、より革新的なソリューションが検討されました。
そこで、サウスウェスト・ウォーターのMEICA契約業者であるテッカー社のエンジニアたちは、利用可能な選択肢を検討しました。「水路は2つの曝気溝の間にあり、水路を延長したり迂回させたりするスペースが不十分でした」と、テッカー社のプロジェクトエンジニア、ベン・フィニー氏は説明します。
背景
正確な下水流量測定は、処理場管理者が効率的な運営を可能にし、処理の最適化、コストの最小化、そして環境保護を実現します。そのため、環境庁はイングランドの下水処理場の流量監視機器および構造物に厳格な性能要件を課しました。この性能基準は、流量の自己監視に関する最低要件を規定しています。
MCERTS基準は、環境許可規則（EPR）に基づいて認可された施設に適用されます。EPRでは、処理事業者に対し、下水または商業廃水の液体流量を監視し、その結果を収集・記録することが義務付けられています。MCERTSは流量の自己監視に関する最低要件を定めており、事業者は環境庁の認可要件を満たすメーターを設置しています。ウェールズ天然資源ライセンスでは、流量監視システムがMCERTSによって認証されていることも規定される場合があります。
流量測定システムおよび構造物は通常、毎年検査を受けますが、水路の老朽化や浸食、流量の変化による必要な精度の確保の困難など、様々な要因によって不適合が生じる可能性があります。例えば、気候変動による降雨量の増加と地域の人口増加が相まって、水路構造物の「浸水」を引き起こす可能性があります。
フォーイ下水処理場の流量監視
テッカー氏の要請により、エンジニアらが現場を訪問し、近年、この技術の人気は大きく高まっています。「これは、大規模な設備投資を必要とせず、損傷した水路や老朽化した水路に流量計を迅速かつ簡単に設置できるためです。」
連結式流量計は注文から1ヶ月以内に納品され、1週間もかからずに設置されました。一方、シンクの修理や交換作業は、準備と実施に時間がかかり、費用もかさみます。また、プラントの正常な運転にも影響を及ぼし、MCERTSへの適合も保証されません。
独自の超音波相関法は、流路断面内の異なるレベルにおける個々の速度を連続的に測定できます。この局所的な流量測定技術は、リアルタイムで計算された3D流量プロファイルを提供し、再現性と検証性に優れた流量測定値を提供します。
速度測定法は超音波反射の原理に基づいています。廃水中の粒子、ミネラル、気泡などの反射波は、特定の角度を持つ超音波パルスを用いてスキャンされます。得られたエコーは画像、つまりエコーパターンとして保存され、数ミリ秒後に2回目のスキャンが行われます。得られたエコーパターンは保存され、保存された信号を相関・比較することで、明確に識別可能な反射体の位置を特定できます。反射体は水とともに移動するため、画像内の異なる場所で識別できます。
ビーム角度を用いることで粒子速度を算出し、反射体の時間変位から排水速度を算出できます。この技術により、追加の校正測定を必要とせずに、非常に正確な測定値が得られます。
この技術はパイプ内または配管内で動作するように設計されており、最も要求が厳しく汚染の多い用途でも効率的な運用を可能にします。流量計算では、シンクの形状、流れの特性、壁面の粗さなどの影響要因が考慮されます。
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投稿日時: 2024年11月29日