Transcript 美卓自动化（上海）有限公司

美卓Metso TS
Reliable Total Solids Measurement
for Wastewater Treatment Plants
污水处理行业的可靠污水浓度测量
美卓自动化（上海）有限公司
渠道经理 练建国
July 28th, 2012
Metso美卓是一家全球性的高科技技术和服务提
供商
• 我们服务的用户在如下领域：
-
采矿
建筑
电力
石油化工
环保回收
纸浆造纸
• 共有约28,500名员工，分布在50
多个国家
• 年销售收入约60亿欧元
• 总部位于芬兰，在纳斯达克上市
。
2
© Metso
Metso in China March 2011
美卓自动化可提供全面的自动控制和信息技术
DCS自动化系统
先进的过程控制
信息管理
工况及生产性能监控
质量控制系统
自动化系统方案Automation solutions
成型系统
3
自动开关阀
智能控制阀
过程测量
分析仪和实验室仪表
Metso ROTARY
Metso美卓在浓度测量技术方面具有悠
久的创新历史
•
•
不同的测量原理和技术针对不同的环境和应用
Metso美卓浓度测量产品线能覆盖全部的应用
-
机械剪切力测量技术（纸浆纤维浓度）
– Metso SP 静刀式浓度计
– Metso旋转浓度变送器
-
Metso SP
微波技术（总浓度测量）
– Metso MCA ( 纸浆和造纸应用）
– Metso TS ( 污水处理应用）
-
Metso MCA
光学技术（纤维浓度）
– Metso OC
– SmartLC
– Metso LS( 污水处理应用）
-
取样器
– Nove, NoveH
Nove H
© Metso
Metso OC
SmartLC
Metso LS
Metso TS
Metso TS - Total Solids 微波总固体浓度测量
测量头种类和尺寸:
•
•
-
DN50,100,150,200,250,300 PN16
DN100, 150, 200 PN100
测量范围: 0 - 40 TS%
灵敏度: 0.001 TS%
重复性精度: 0.01 TS%
压力等级:
-
-
标准型号: PN16/ 232 psi
高耐压型号 PN100/ 1450psi
防护等级: IP65
温度限制
•
-
通讯
•
•
5
过程温度 0…+100 °C
4-20mA + HART®
Profibus PA, Foundation Fieldbus
使用微波技术的优势
• Metso TS 微波浓度计测量污泥中微波信号传输
的时间。
•
测量信号贯穿全部介质 – 目前市场上最具
代表性的测量方式
•
•
•
只需采用单点校准，可靠，方便
没有任何运动部件，免于维护
Microwave time-of-flight (ps)
不堵塞管路
Total solids (%)
6
•
微波的传输时间直接与污泥中固
体的总含量有关
•
污泥的组成不会影响测量
美卓的TS微波浓度计的历史从1993年开始
• TS微波浓度计是基于美卓专为纸浆和造
纸工业的需求开发的KajaaniMCA固体总
浓度变送器转变而来的。
• 已经是被认可的可靠、精确以及免维护的
浓度变送器技术。
• 目前有数以千计的微波浓度测量仪在纸浆
和造纸中使用，数以百计的在WWT污水
处理工业中使用
7
Metso TS Applications
MetsoTS应用案例
•
Sludge pumping排泥
•
Thickening浓缩
•
•
•
Digesting消化
Dewatering脱水
Dry cake污泥饼
污水处理过程概览
Waste water treatment process污水处理过程
Sludge treatment process
污泥处理过程
© Metso
美卓TS微波浓度计与现有污泥浓度计比较
• 光学浓度计
• 超声波浓度计
-
只适合于测量低浓度的
污水
-
超声波属机械波，易
受外界干扰
-
有光学镜头，需经常清
洁、维护、校准
-
精度不高，稳定性差，
无法用于反馈控制
-
光源和镜头,使用寿命短
-
对被测物类型敏感，
需经常校准
管道插入式安装，会堵
塞管路
结论：污水行业一直没有可提供可靠测量的污水污泥浓度方案。许多处
理工艺无法通过浓度监控来改善。
• 美卓TS微波浓度计
10
© Metso
-
测量范围广，0-40%的含固率
微波测量精度高，不受材料种类影响
单点校准，方便使用
直通式结构，不会堵塞管路
采用2.4GHz微波，不受外界干扰
无易损件，使用寿命十年以上
不需要维护
Sludge Pumping一级&二级沉淀池的污泥排放
11
© Metso
Sludge pumping一级&二级沉淀池的污泥排放控
制
 传统排泥方式:
•
设定固定的排泥间隔周期和排泥时间
问题:
-
进水浓度不同，产泥量不同，固定排泥时间会造成
排泥不彻底或者排泥浓度太低，增加后续污泥处置
压力和泵的能耗
 根据TS微波浓度计控制排泥:
•
12
保持固定的排泥间隔周期，根据浓度控制停泵时间。
确保只有高浓度的污泥排入后续污泥处置工序。
优势：
-
提高排泥泵的工作效率，减少能耗，也增加了污水
处理能力，延缓投资
-
对产泥量可以有量化监控
-
取代污泥界面仪或者其它浓度计
提高排泥浓度等于提高了后续所有污泥处置工序的
效率，如消化和脱水。
© Metso
Supreme Measurement Accuracy最高的测
量精度
• 与实验室结果出色的一致性
• 减少实验室分析的需求
• 典型的初级沉淀池的污泥排
放浓度波动
• 通过实时的浓度监控也有助
于及时发现工艺的变化。
13
© Metso
Sludge pumping污泥排放的节约效果
• 有了对污泥排放时固体浓度的精确测量数据，我们可以在不同的工序中加以优
化，从而有效较少能源的消耗。
•
Price of the electricity 0,6 eur /kWh
Savings on pumping costs污泥排放的能源成本
初沉池排泥 消化池污泥 脱水机能耗
初沉池排泥
泵能耗降低 泵能耗降低
降低
浓度提高
Now
-5%
-10%
-15%
-20%
-25%
14
© Metso
MWh
121
115
109
103
97
91
MWh
187
178
169
159
150
141
MWh
147
140
132
125
118
110
脱水时间
节能总量
每年节约电
能
MWh
1358
1290
1222
1154
1087
1019
MWh
0
80.3
160.6
240.9
321.3
401.6
kEUR
0.0
4.8
9.6
14.5
19.3
24.1
TS浓度计在伦敦Greenway污水厂优化一级沉
淀池排泥应用
15
•
原来初级沉淀池的污泥排放的
频率和周期是通过SCADA控
制系统预先设定好固定的时间
。这种控制非常简单，不会对
不同污水池之间或者各个循环
周期之间的污泥产生量的差异
进行调整。
•
为了能有效的控制在初级沉淀
池中污泥的排放量和浓度控制
，两台美卓公司的TS浓度计
被安装在两个不同的工厂污水
泵回路中。在线的污泥浓度的
检测用于帮助沉淀池污泥排放
的效率和防止污泥在沉淀池中
堆积。从而减少了初级沉淀池
的维护和提高了后续污泥干化
焚烧的效率。
© Metso
Digester Feed污泥消化供给
16
© Metso
Digester Feed污泥消化供给
 消化效率的关键之一是固体浓度控
制，对进消化罐前对污泥浓度进行
测量
- 保证最高固体浓度的污泥进入
消化工序
- 污泥深度干化工艺中，预先精
确配置合理的污泥浓度进入消
化工艺
• 优势：
- 提高消化进泥浓度产生更多沼
气，提高消化效率
减少加热能耗
- 控制污泥的消化时间来产生更
多的沼气
17
© Metso
Savings on heating costs in digesting污泥消化
的加热能耗节约
• 因为保证了高的固体浓度，污泥的消化反应时间可以被增加来产生更多的沼气，
从而增加电力能源。
• 因为进入的污泥有着较高的浓度，只需要少量的加热能耗，甚至有更多的电力
可以产生并转化的消化装置的反应中去。这样减少了能源的成本。
加热所需能 节约加热气 增加产生沼
污泥浓度增加
量
体
气
MWh
m3
MWh
Now
13059
0
0
5%
12536
81621
415
10%
12014
163242
830
15%
11492
244863
1246
20%
10969
326484
1662
25%
10447
408105
2077
18
© Metso
节约能耗
kEUR
0.0
24.9
49.8
74.8
99.7
124.6
Dewatering脱水控制絮凝剂消耗
19
© Metso
Dewatering脱水控制絮凝剂消耗
 传统脱水絮凝剂加药方式:
•
设定固定的加药量，确保脱水效果
问题:
-
进泥浓度会发生变化，但为了保证脱水的效
果，絮凝剂按最大量投加，大量絮凝剂被浪
费
 根据TS微波浓度计控制絮凝剂投加量:
•
优势：
-
20
随着进脱水机污泥浓度的变化，及时调整絮凝
剂的投加量。
大量节约絮凝剂的消耗
稳定脱水后污泥及污水的质量
脱水设备更低的能耗和维护成本
对絮凝剂品质进行监控
© Metso
超过20%絮凝剂的节约savings on polymer
•
只有通过非常可靠的污水固体含
量测量才可能优化聚合物（絮凝
剂）的投放。完全可以实现20%
以上的聚合物使用成本。
•
根据不同设备的处理能力，投资
回报期可以惊人的缩短。
•
一个中型的污水处理厂(日处理50
万吨-国外案例)，投资回报期可以
只需1个月。
•
国内污泥深度脱水需要大量絮凝
剂消耗，节约效益明显。
•
板框脱水前污泥调节池精确污泥
浓度配制，实现絮凝剂优化供给，
脱水机高效运行。
进泥~ 2%TS
+ 絮凝剂
21
© Metso
滤液
< 0,1 TS%
干污泥
~ 25 TS%
•TS浓度计在
美国
GrandStrand
污水厂的脱水机
上使用，节约了超过
50%的聚合物消耗
22
污泥脱水污泥饼 “Dry Cake”
23
© Metso
Dry Cake污泥饼焚烧含水率控制
• 目标:
- 精确地污泥固体浓度测量用于污泥干
化和焚烧控制
• 结果:
- 保证合理辅助燃油消耗下提高污泥焚
烧效率
- 操作者可以根据即将进入焚烧的污泥
-
24
© Metso
含水率来提前调整天然气和燃油的供
给量
明显的能耗节约
一种新的耐高压探头供选择( PN100 /
Class 600 / JIS63K)
Incinerator焚烧工序
25
© Metso
Date Author Title
燃油添加量/DSt
Incinerator application污泥焚化应用
污泥含水率vs. 燃料消耗
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
75.0
76.0
77.0
78.0
79.0
80.0
污泥含水率
•
•
•
•
通过Metso TS 污泥浓度计控制脱水机和测量脱水后污泥饼含水率
污泥含水率下降 0.3 – 0.4 %。
用户计算0.3 %的减少意味着60 kL/年的燃油节约。
费用节约: 0,6 eur/l X 60000 l = 36 keur/year
+
•
26
二氧化碳排放减少: 2.71kg-CO2/L X 60L X 1000 = 162.6 t-CO2
© Metso
香港HKSTF世界最大污泥焚烧项目（在建）
选用6套美卓TS微波浓度计
•
•
•
27
© Metso
最高含固率要求38%
控制污泥焚烧炉
对绝干污泥量进行计量，向香港政府收费
Metso TS 污泥浓度计的一些其它应用
• 回流污泥浓度精确控制
• 污泥热水解固体浓度控制
• 绝干污泥量计量
• 餐厨垃圾消化浓度配置
• 油水浓度测量
• 通过精确的固体含量管理，对各种国内污泥的深度脱水的新工艺探
索，能耗的控制带来帮助！
28
© Metso
Metso TS 的优势总结
精确的污水污泥固体含量管理，能
够带来：
29
•
•
在污泥处理过程中减少能源的消耗
•
•
•
•
•
提高污泥的运输效率
提高泵的工作效率和污水处理容量来延
缓再投资
有效减少絮凝剂的消耗
提高脱水离心机的工作效率
减少实验室检测的需求
免于维护
© Metso
Metso TS 全球的使用情况(500多个市政案例)
City of Wasmuel
City of Kalamazoo, Michigan
Clark County, Las Vegas
City of Salem, Oregon
City of Indianapolis, Indiana
Atlantic County Utilities
Blue River WWTP, Kansas City
30
比利时
美国
美国
美国
美国
美国
美国
脱水机投药量控制
初沉池污泥排放
初沉池污泥排放
初沉池污泥排放
离心机入口
初沉池污泥排放
Lakeuden etappi
Biovakka Oy
UPM Rauma
City of Linköping
Tekniska Verken Ab
WWTP Grenchen
芬兰
芬兰
芬兰
瑞典
瑞典
瑞士
污泥稀释控制
消化池入口
污泥排放控制
浓缩池入口
污泥排放控制
消化池入口
污泥饼焚烧
TECHFINA SA / M. JEAN-LUC
STAUB / 1213 PETIT-LANCY
瑞士
消化池出口
英国
污泥排放控制
英国
英国
离心机入口
污泥饼焚烧（PN100）
法国
丹麦
荷兰
波兰
西班牙
污泥饼焚烧（PN100）
脱水机投药量控制
消化池入口
脱水机投药量控制
脱水机投药量控制
Industrial Furnace/Veolia, New
Orleans, La.
美国
污泥饼焚烧
Derry Township, Pennsylvania,
City of Charleston, South Carolina,
美国
美国
脱水机投药量控制
脱水机投药量控制
Little Miami, South Carolina
City of Charleston
City of Portland, Maine
Grand Strand, Myrtle Beach,
Duffin Creek
美国
美国
美国
美国
加拿大
污泥饼焚烧
脱水机投药量控制
初沉池污泥排放
脱水机投药量控制
污泥饼焚烧
Papiers White Birch, Quebec
Ravensview, Kingston, Ontario
加拿大 脱水机入口
加拿大 初沉池污泥排放
Emschergenossenschaft Kläranlage,
Dinslaken
City of Helsinki
德国
芬兰
City of Kuopio
City of Jyväskylä
City of Oulu
StoraEnso, Oulu
芬兰
芬兰
芬兰
芬兰
© Metso
Byzak Limited/ Urmston,
Manchester
Merseyside Valley Processing
Centre
London WWTP
OTV / Degremont for SIAAP
Valenton
Lynettefællesskabet I/S
Katwoude
Veolia water systems, Krakow
Utedeza, S.A./ Zaragoza
Großraum Salzburg-Stadt u.
Umlandgemeinden
KCA Millicent
Volga Jsc/ Nizhegorodskoj obalsti /
消化池入口和污泥排放 Russia
Productora De Papele
离心机入口
Sanepar (State of Parana WWT),
Curitiba
污泥排放控制
CentroProjekt S.A.
离心机入口
脱水机投药量控制
日照亚太森博浆纸
TTMS
污泥排放控制
奥地利 污泥排放控制
澳大利亚 污泥排放控制
俄罗斯 脱水机投药量控制
哥伦比亚 脱水机投药量控制
巴西
巴西
中国
日本
脱水机投药量控制
离心机入口，污泥排放
脱水机投药量控制
污泥饼焚烧（PN100）
Metso Low Solids Measurement
美卓LS低固体浓度测量
(Metso LS)
Total Suspended Solids Measurement System
TSS固体悬浮物测量系统
Metso LS
- 总固体悬浮物TSS测量
• 经过实践验证的技术：在造纸纸浆中超过1000
个安装实例。
• Metso LS 利用连续的液体取样循环，来测量
• TSS总固体悬浮物0–5000 mg/l
• 客户的反馈：“第一套能真正测量离心机滤液的
系统。”
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© Metso
2011 TRa
Metso LS 系统功能
1.
• 从离心机连续采样滤液
• 自动清洗功能
• 自动校准-保证测量不漂移
• 自动取样杂质过滤
• 自动除气泡
• 额外的自动清洗化学剂可以设置定
8-14 l/min
2
7
期使用，根据正常的清洗/冲洗效
果
10 m cable
• 双测量光源 测量测量光的吸收/散
4
射/衍射-精确测量TSS的关键
• 测量精度自诊断
5
6
33
© Metso
Date Author Title
3
8-14 l/min
出色的长期测量一致性
Metso LS 滤液TSS浓度测量与实验室数据对比
6.00
Metso LS g/l
Laboratory g/l
5.00
R2 = 0,9597
g/l
4.00
3.00
2.00
1.00
一年的测试周期
0.00
34
© Metso
测量离心机滤液的TSS能带来什么好处?
• 提高离心脱水的质量并创造出提高质量的机会
- 离心脱水是工厂去除污泥的唯一途径
- 离心液中的高固体TSS含量 => 脱水后污泥被重复处理和脱水
• 改善精确，经济的絮凝剂投加（可自动反馈控制）
• 节约絮凝剂的使用费用和离心机的使用效率
• 离心液的固体含量信息有助于工厂的内部污泥干固体循环管理
污泥进泥
~ 2%TS
+ 絮凝剂
离心液
< 0.1 TSS%
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© Metso
2012 TRa
脱水后干污泥
~ 25 TS%
ROI 投资回报率举例
• 如果能够把TSS保持在1000mg/l以下，市政污水厂可以在每
台脱水离心机的絮凝剂消耗和提高离心机效率上实现1.5万欧
元节约。
• 2台离心机使用– 可以节约一年3万欧元 !
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© Metso
2011 TRa
美卓精确可靠的浓度测量技术
…期待与您的合作!
美卓自动化（上海）有限公司
渠道经理 练建国
手机：13601918403
Email: [email protected]