恒功率热式质量流量计在污泥处理行业的应用

1、背景

随着我国经济水平稳健的提高，城市化率的逐步提高。城市居民生活与工厂企业生产对水的需求量也不断提高。因而，城市所要处理的污水量在用水量提高的同时也有了极大的增量。大量的污水、污泥处理给人生居住生活的水环境造成了比较大的压力。为了改善人们生活的环境并保护人类有限的可用性水资源，大量的污水处理厂在全国各地被建立起来。但在处理城市生活、生产污水的过程中，污水处理厂会产生大量的污泥，由于污水处理厂没有将所有的污泥妥善的处理，污泥已经在很大程度上降低了城市污水处理厂的效能：造成污水处理厂处理污水的能力不能达到预期。为保障城市污水处理厂的工作效能与阻止污泥对城市环境造成二次污染，在城市污水的处理过程中，污泥的处理和处置将是相当重要的环节。

 

2、城市污泥处理的现状与所面临的问题及现状

目前，我国城市污泥无害化的处理率比较低，全国污水处理厂年产污泥约2亿吨，且污水中约70％污染物转移到污泥中。而目前我国大部分污泥处置的方式比较简单，一般情况下污水处理厂多余的污泥在经过脱水的设备脱水后被直接地填埋在垃圾处理场，但很多情况下污泥以填埋的方式进行处理并不能达到无害化的要求，且二次污染严重。在没有经过稳定化的污泥，在填埋时大量的污泥并没有达到含水率不多于百分之六十的要求，由于大多数的污泥填埋场是露天的，在有地表流水的情况下，没有经过无害化与稳定的污泥很容易快的变成未处理前的形态，造成了污泥填埋场系统严重地堵塞，并对附近的地下水有着严重地污染，当垃圾和污泥混合在一起填埋时，会大大缩短垃圾场的使用寿命，并给在污泥填埋场地周边工作和生活的人们带来严重的危害，造成对环境比较大污染的隐患。

3、污泥处理的目的

a.减量化：减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用；

b.稳定化：通过处理使污泥稳定化，最终处理后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生再次污染；

c.无害化：达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等；

d.资源化：在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产生沼气等。

4、污泥处理的现有处理方式比较 

焚    烧：投资高，能耗高，资源化程度低； 
填    埋：二次污染大，占地面积大，资源化程度低； 
发   酵：（包括：好氧发酵；厌氧发酵：无二次污染，运行费用低，能源效益高。）

5、厌氧发酵的工艺参考

沼气的测点：a、沼气从消化池出来，经过砂石过滤器、脱水处理、脱硫处理，有的工艺把测点放在脱水脱硫前，有的则放在脱水脱硫之后，放在脱水脱硫之后对流量计的测量更有优势；b.在锅炉房或者发电机房，这个测点的沼气相对来说处理的比较干净；c.根据工艺不同，有些现场会有燃烧火炬气的流程，在燃烧火炬气之前会有一个测点。

6、沼气流量测量中遇到的问题

a.由于是生物发酵，开始运行的时候，无法控制沼气的产气量，通常情况下，现场开始运行的一段时间内，产气量会很少且不稳定。对这段时间内沼气小流量的测量有一定的难度。

b.厌氧发酵产生的沼气中含有很多脏物质，容易堵塞测量元件。

c.沼气中的含水量较大，中温厌氧发酵的含水量在8%-10%左右，高温厌氧发酵的含水量在5%-8%左右，也可能更大。

d.沼气的组分在不断变化，即使在运行很稳定以后，组分相对变化小些，但也不是稳定的。

7、沼气测量方式的选择

由于沼气相对来说是一种比较难测的气体，在前些年，用户选择涡街流量计来测量的比较多，但是时间长了也发现存在的弊端，涡街流量计的量程小，且开始产沼气阶段由于产气量太少，基本测不到沼气量。随后又用了恒温差的热式质量流量计，由于含水的问题，基本也被淘汰。目前FCI热式质量流量计应用较多,具有量程比宽（标准100:1，最大1000:1），恒功率热扩散技术，适用于脏湿潮的介质。

图一

图二

图一是介质中含杂质的应用，图二是潮湿介质的应用，管道每小时能排出15L水，以上两种工况，FCI的流量计都在正常工作。

近几年有厂家推出超声波流量计，但是实际应用比较少，下图是超声波流量计和FCI恒功率热式质量流量计的比较。

超声波流量计和FCI恒功率热式气体质量流量计关于测沼气方面的比较

	超声波气体流量计	FCI恒功率热式气体质量流量计
测量介质	对介质要求严格（污垢、水），若附着在管壁或者传感器上，无法稳定测量	对介质要求相对较低，如有水和污垢，有较简单的解决方案
测量结果	体积流量，需要温度、压力补偿	直接质量流量测量，无需外部温、压补偿
安装	安装复杂，要求高（上下游直管段及同心度要求很高）。需要安装2只传感器，以及温度、压力测量点 安装精度至少会带来1% 以上的附加误差	对直管段没有特殊要求，只需安装单只传感器即可。无安装附加误差。
泄漏	有至少4个可能的泄漏点	只有1个，不易发生
现场检定	无法实现，需要返厂检定	VeriCal现场流量检定功能，实现在线（不断流）对流量计的检定，而无需返厂
振动影响	对振动（噪音）很敏感	振动（噪音）不影响测量测精度和稳定性
成本	高	合理