芬兰美卓Metso公司向污水处理市场推出最新的Metso TS微波污泥浓度计，它采用了稳定可靠的微波测量技术，能够应用于沉淀池排泥控制、消化池进泥浓度控制、脱水投药量优化控制、污泥深度干化含水率控制等诸多污水处理行业一直以来无法到达的污泥含水率在线测量场合。通过对污水固体含量的实时精确监控，能有效优化污水污泥处理工艺，大大节约处理成本。

以前，对固体含量进行连续测量的方式是对各个工序的结果进行实验室分析。但这样做的缺陷是时间过长，根本无法用于工序的连续优化。最新的并被充分证明可以用于连续测量固体含量的方法是由芬兰美卓Metso公司开发的最新一代的微波污泥浓度计Metso TS（如图1）。Metso TS微波污泥浓度计利用了测量微波信号在流体中传输速度的原理，可以直接安装在管道中，测量流经管道污泥的实时固体含量即浓度。先进的微波测量方式，不受污泥种类的影响，不但确保了测量的可靠性，也保证了长期使用的稳定性。而且它不会堵塞也不需要维护。美卓公司的TS系列微波污泥浓度计,区别于传统光学测量和超声波测量浓度的方式,而是采用安全可靠的微波方式：主要优点有：

管道式安装：实时测量与监控；

微波测量技术：高精度、高稳定性；

测量范围广、含固率0~40%；

不堵塞、免维护。

图2  Metso TS测量结果和实验室测量结果一致性良好

微波污泥浓度计Metso TS的应用

微波测量技术特别适用于市政和工业污水处理厂的污泥处理工序（排泥、消化、脱水、深度干化），目标就是尽量降低污泥脱水的成本。为确保优化脱水和污泥质量，污泥传输的控制必须通过污泥固体含量的可靠测量。精确的测量结果可以显著提高泵的运行效率和脱水质量，并节约絮凝剂的使用。

沉淀池排泥控制

原来的初沉池和二沉池排泥控制只是通过预先设定的固定时间来控制泵的排放周期和频率。如果时间设置不合理（特别是在季节变化的时候，污泥的产量会有很大的变化），泵很有可能排放出低污泥浓度的清水。如果在初沉池和二沉池污泥排放时，对排放的污泥进行浓度监控，确保只有高污泥含量的污水排放至浓缩池，会大大提高污泥泵的工作效率，也避免了低污泥浓度污水进行下一布工序时所增加的处理成本。伦敦Greenway污水处理厂原来在初级沉淀池的污泥排放控制中通常会设定好泵和阀门的开启时间，这样就必须要求持续观察污泥床高度来猜测每个池需要排放多长时间的污泥。这种持续的观测对于工厂的操作员来讲是一项非常耗时耗力的任务。自从引进了美卓公司的TS在线微波污泥浓度计，该污水处理厂可以直接利用污泥浓度计的测量结果，来控制泵的运行和阀门的工作状态，大大提高了泵的工作效率、改善了进入浓缩池的污泥质量。另外，通过监控各个沉淀池的污泥排放时间，可以及时发现每个沉淀池中污泥产量的不一致，从而迅速调整、平衡进水挡。

图3  污泥浓度实时测量结果和污泥泵排放顺序随初沉池污泥排放时间的变化情况

在成功安装到伦敦Greenway污水处理厂后，TS在线微波污泥浓度计被复制应用到伦敦所有的污泥处理厂中。图3是在一个污水处理工厂收集的污泥浓度实时测量结果和污泥泵排放顺序随初沉池污泥排放时间的变化情况。从图中看出，因为有了对污泥浓度的监控，污泥泵始终排放着高污泥浓度的污水。泵的效率也大大提高了。另外，我们可以观察到污泥浓度并不像想象中的那样均匀变化。

消化池进泥浓度控制

消化污泥的固体含量直接影响到消化的效率。在进入消化池前进行污泥浓度测量，确保进入消化池的污泥达到一定浓度，可以提高消化池的工作效率并减少消化池的能耗。由于消化池需要消耗很大的加热能量，因此提高污泥浓度就意味着提高了加热效率，同时又能产生更多的能量。所以在线污泥浓度的测量对消化工艺的优化控制，能耗的节约有着直接的帮助。

图4  絮凝剂量增加到一定程度，脱水效果没有改善

污泥脱水时对投药量的优化控制

不管是离心机还是压滤机，为确保脱水的效果，通常大家都会把絮凝剂的投药量尽量设置到最大比例。但事实上，进入脱水机的污泥浓度经常是发生变化的。如果我们知道了污泥浓度的变化，投药量也可以进行相应的自动调整和优化。所以美卓的TS微波浓度计可以安装在脱水机的进泥管道上，针对进入脱水机的污泥浓度进行实时监控来优化絮凝剂的消耗。根据欧美多家污水用户的实际使用经验，絮凝剂的消耗量一般可节约20%以上，有的甚至50%以上。图4显示的是絮凝剂的投放量达到一定的比例之后，脱水的效果已经非常不明显了。

图5  美国Grand Strand's Myrtle Beach的污水处理厂絮凝剂加药口前安装了一台美卓公司的TS微波污泥浓度计

美国Grand Strand’s Myrtle Beach的污水处理厂处理能力达17MGD。这个工厂采用多种工艺来达到污水的深度处理，包括使用了污泥浓度计来优化絮凝剂的添加量。在2007年中，在絮凝剂加药口前安装了一台美卓公司的TS微波污泥浓度计（如图5），用于根据污泥的含量控制絮凝剂的投放量。经过测算，在采用了微波浓度计之后，絮凝剂的消耗量从安装前的389g/m污泥流量使用1.5g/h的絮凝剂，减少至安装后的405g/m污泥流量使用0.425g/h的絮凝剂，节约幅度超过了50%。

污泥饼干化焚烧时优化辅助燃料消耗

污泥的焚烧过程中需要添加辅助的燃油或者天然气。污泥的含固量与添加的辅助燃料成反比。因此，优化该过程的一个关键参数是被抽至焚烧炉的污泥中绝干固体含量，或者说污泥的含水率。大量的实际应用证明，美卓的Metso TS PN100高压系列微波污泥浓度计是惟一可以用于如此之高的污泥浓度场合的，并能够长期稳定地测量污泥含水率的测量装置。Metso TS可以安装到焚烧炉的进泥管道上，紧跟在污泥饼泵之后（添加润滑液以减少磨擦）。操作员可根据输送进来的污泥中的固体含量，主动调节天然气和燃料油的添加速率，从而大量节约能源的消耗。

图6  美卓TS污泥浓度计安装在污水污泥处理整个过程中的几个典型位置

污水处理工艺中污泥浓度变化监控

除了在上述几个污水处理工序中的使用，美卓Metso TS微波浓度计的另一个重大作用就是可以在整个污水处理工艺中对污泥浓度变化进行一个全程实时的监控，这对实现污泥处理工艺的优化和各种新工艺的尝试提供了最高效的测量手段。图6显示出美卓TS污泥浓度计可以安装在污水污泥处理整个过程中的几个典型位置。

小结

我们一直在讨论如何降低污水和污泥的处理成本，但是，如果我们不准确知道每个工序污泥的产量，不能确保把最高固体含量的污泥进入下一工序进行处理，那我们怎样才能降低污水的处理成本。在污泥深度干化处置要求越来越高的的今天，许多新的污泥处置工艺开始尝试推广。美卓公司的TS系列微波污泥浓度测量因为其测量范围广、精度高和免维护等区别于其他传统测量方式的特殊优点，短短几年，就在欧美等发达国家的污水处理行业有了大量成功实践案例。相信在中国这个巨大的污水处理市场，在对污泥减量化和处置效率的需求越来越高的新形势下，这种新技术的推广也一定会有着积极的意义。