实时控制减少了聚合物消耗并提高沼气生产效率——应用合适的分析方法可以明显改善污泥管理，当把污泥浓度调整到最佳浓度时，可以节约能源、运输及排污费用，这篇文章将为您介绍固体颗粒物在线检测技术带来的益处。

在趋严的环境保护法律法规的推动下，污水处理设备净化能力的提高自然而然地提高了污泥的产量。除了污水一级处理过程中产生的初沉污泥，还有所谓的二沉污泥，尤其是生物净化后形成的活性污泥，大多数大型污水处理厂最终对这些污泥进行焚烧或农业无害化处理前都要将污泥送到沼气池中生产有用的能源。在沼气池里，污泥中含有的大多数碳元素都转换为甲烷，就近在当地的热电联产发电厂转换为电力。

污泥消化之前要将污泥的干残渣含量TR浓缩到大约为5%~7%，提高其固体物质的含量。提高浓度一方面可以减少污泥焚烧时所需的能量，另一方面也提高了消化率，即碳转换为甲烷的转换率，此外也因污泥体积的减少提高了沼气的生产率。污泥浓缩经常采用机械式技术，例如离心浓缩机、转鼓浓缩机或带式浓缩机等，为了更好地把污泥中的固体物质与水分离开来，常常要在污泥中加入一些合成聚合物。

除了污泥组成成分，污泥的浓度对聚合物的用量和聚合效果都有影响，也就是说，聚合物添加量取决于当前未处理污泥中固体颗粒物的含量，否则将导致聚合物用量太少达不到预期固体物质含量，或者聚合物添加过多而造成在压缩设备或者后续管道中出现不可清除的沉积物等。

尽管市场上不断出现诸多性能可靠的污泥固体颗粒物在线检测传感器，但很多污水处理厂依然采用耗费时间长、只能得到“次优结果”的实验室检测方法。

实践中的难题

伦敦Mogden污水处理厂的设计能力是190万人口当量（EW）。污水处理过程中的污泥首先存放在污泥浓缩池中，正式沼气生产设备前先送入机械浓缩设备中压缩。在安装控制/调节模块RTC-ST（污泥压缩实时控制模块）之前，浓缩聚合物的添加量根据实验室每两小时1次的污泥浓度检测数据确定，目标干残渣TR为6.5%。然而按照这种方法调节聚合物时，无法实现针对当前污泥浓度和污泥成分进行实时压缩控制，导致很高的聚合物消耗量，浓缩污泥的质量变化大，干残渣含量低于期望值，从而导致沼气产气量较低。

图3所示是某沉降池初始状态时检测到的污水输入量、沉降池入口处的固体物质浓度和压缩后污泥以及聚合物的用量。入口处原液浓度10~30g/L，手工调节聚合物添加量时，浓缩后的污泥浓度值38~100g/L，导致聚合物用量过多，造成浪费，并导致管道系统定期出现沉积物，必须定期停产、拆卸、清洗有关的零部件。

为了减少聚合物的消耗、提高污泥浓缩的干残渣值TR和沼气产气量，污水处理厂努力尝试着根据当前污泥负荷的聚合物实时定量控制。为此，在现有的流量检测基础上又引进了固体物质浓度检测技术。

取得明显效果

污泥浓缩池入口处和污泥浓缩后的固体物质浓度检测使用的是Solitax sc型固体物质浓度检测传感器（图2）。使用了传感器后，干残渣值TR首次变成了完全透明的数值。在引进这种传感器检测技术时，干残渣TR的平均值只有5.1%，而不是努力追求的6.5%。除了在线检测的传感器，污水处理厂还引进了TRC-ST模块污泥压缩实时控制模块，根据流入污泥浓缩池的污泥流量和入口处检测到的固体物质含量，TRC-ST给出了与含量有关的聚合物添加量比例（每吨固体物质添加的聚合物公斤数值）。然后根据后续浓缩后污泥中固体物质浓度检测对添加量进行了校正，以保证根据流入浓缩池污泥特性的变化得到希望的浓缩后污泥干残渣值。

图4表示的是某浓缩池得到的结果。根据固体物质含量的检测和TRC-ST模块污泥压缩实时控制模块的调节，不仅减少了聚合物的用量还保证了浓缩后污泥得到理想的固体物质含量，浓缩后干残渣TR从平均5.1%提高了10%达到6.1%。甲烷的产量也提高了6%。由于避免了各种过量使用聚合物的可能性，聚合物的消耗量降低了35%。同时，维护保养和清洁的费用也都降低了，因为减少了诸多聚合物过量使用带来的沉积清理的工作。

结语

在采用了投资成本较低的污泥浓缩实时调节系统后，污水处理厂的能源消耗明显降低，仅这一项实现的节约就可在短时间内收回实时调节系统的投资，而且，热电联产设备的能源平衡也因甲烷产量的提高而得到了改善。在线检测技术和实时调节控制技术的相互结合不仅明显减少了污水净化设备的维护保养费用，而且也缩小了计划维护保养的范围，给用户带来了实实在在的好处。