近10年来，在欧洲计划的能源发展目标当中，美国已经在一个领域占据了领先地位，这就是已大量投产的厌氧消化生产设施，其排放的生物气可回收处理用于替代传统化石燃料来生产能源。美国废水处理厂采用厌氧消化器装置，生产供热电联产电厂使用的生物气，并且还将生物气售予天然气网。

厌氧消化技术

在厌氧消化处理期间，细菌会在无氧环境下分解废水废物，生成生物气，生物气一般含有60%~70%的甲烷，30%~40%的CO2及其他微量气体。经过可控的厌氧分解后，废液气味教轻，营养物质丰富，有回收利用价值。

厌氧消化处理在目前废水处理工艺中得到了越来越多的应用，污水处理厂可利用生物气所提供的能源，减少运营成本，将生物气回售给公用事业机构还能获得效益。消化处理后的污泥除了降低焚烧成本，还可用于深井注入或作为肥料使用。

目前，只有不到1/3的大型污水处理设施采用了厌氧消化技术，许多设施还在继续焚烧污泥。添加消化器的一次性资本支出是阻碍技术应用的主要因素，另一方面是目前较低的天然气价格导致系统投资回收期非常长，2倍于天然气价格跳水之前的回收期，因此，公用事业机构不再为多余的生物气付出成本了。尽管如此，随着市场需求的增加，天然气价格的上升，生物气回收依然具有长期效益。

生物气流量测量

流量测量对于生物气在热电联产电厂的使用起着关键性作用。由于热电联产电厂燃气发动机的平滑高效运行只能在生物气达到最低CH4含量时才能保证，而CH4含量一直处于波动状态，因此生产者必须获得生物气成份的连续可靠信息。

流量测量还有助于电厂运营方知道有多少可供使用的能源。如果能源不足，则可能需要购入部分天然气;如果能源过多，则多余天然气部分将回售。对于提供给天然气网运营方的生物气，可靠测量具有至关重要的作用。

生物气相关参数测量的高要求存在着一定的挑战，目前有多项技术可供采用，包括热质量、机械、涡流和超声波技术。

热式质量流量计

热式质量流量计技术在历史上一直用于气体测量。采用这项技术时，需将2支引线插入到气流当中。1支引线用于发热，另1支用于读取传输至其本身的热量;出于气体特性，可以准确得知1支引线向另1支引线的热量传输方式。这种简单可靠又准确的测量方式已经应用于数万台流量计中。但是，其也存在一些问题，由于生物气是湿气体，其中引入的水份会造成测量误差。

机械式流量计

机械式流量计并不适合于的生物气测量。机械式流量计容易因为流量过低而出现关机，同时水份的存在也可能导致机械计量方式的失效。这种测量方式对压力较为敏感并且采用了机械式仪表，因此存在相当程度的压力损失。

涡流式流量计

涡流式计量方式虽然技术比较先进，但是，采用者必须注意涡流式计量表采用了膜式结构时频率的检测;而水浸湿薄膜会缩短仪器的使用寿命。在检测所产生频率的晶体上采用全金属结构能够改善测量效果，尽管使用者必须考虑到流量计关机的问题，但涡流式流量计的压力降极低。一个较为突出的问题是，使用涡流式流量计无法获得CH4含量测量值。因此，尽管涡流式流量计在气体含量已知并且只要求进行流量测量时的运行效果很好，但其对于生物气测量的效果并不高，因为生物气测量时必须测量CH4含量和其它成份。所以，涡流式流量计不得单独实现此项功能，而必须添加其它测量装置。

超声波测量技术

超声波测量技术采用时间传输差法确保流量测量达到高度的长期稳定性，并且不受气体成份的影响。超声波测量方式能很好地适用于生物气领域，确保了全流量通过，不存在压力损失等负面流量效应，并且测量范围覆盖宽广。

超声波测量技术正在迅速得到业界的接受。美国石油学会(API)接受超声波测量用于液体输送监管的历史接近20年了。美国天然气协会(AGA)近年来一直在不断地围绕超声波技术重写自己的标准。美国天然气协会对于超声波技术的诊断能力特别感兴趣，因为这种能力允许计量表进行自我监测，并且在需要时向用户发出警示，警示对象包括了所测量气体内的液体含量。

新型超声波测量技术

KROHNE公司推进了自己的生物气测量能力，积累了工艺气流量测量和天然气传输监护计量应用的经验。在发现了差压变送器和主要要素(范围受限、压力损失、准确度有限、维护问题及漂移问题)方面的问题后，开展了为期3年的研发过程，将现有超声波计量表改造为适合生物气使用的设备。

OPTISONIC 7300型超声波仪表可以同时测量气体含量、流量和温度。气体含量的测量来自于穿过产品的声流传导速度，流量通过声音的传输时间而测出。内置温度传感器提供了温度信息，仪器可在低于5 psi(34.47 kPa)的压力下正常工作。相关数学计算由设备内部电子单元完成，具备可靠准确的测量功能。

仪表采用钛合金构造，钛合金具有广泛的化学耐受性，并且适合用于酸性(如高硫化氢H2S)气体，在低压下满足CO2含量达到50%的生物气。钛合金也是一种轻量材料，能够极大提升进入气体的信号电平。此外，钛合金强度也很高，因此可以使用相对较薄的器壁，制造出具有优声学特性的变送器结构。由于没有任何活动部件，较之机械式流量计，维护量也降低了。

结语

受到成本效益的驱动，多项测量由同一只仪表完成更受到青睐，这样就减少了不同设备的预防性维护工作，设备贮存备件也大大减少，新型超声波测量技术目前已经成功应用于北美和欧洲地区。

现在，欧洲已经部署了超过10 000台能够生产能源的厌氧消化器装置，美国也在数量上迎头赶上了欧洲的步伐，在这一积极发展的市场中，新型超声波测量技术发挥着关键作用。