堆肥发酵过程自动化控制
更新时间：2011-04-21 13:06
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1.污泥堆肥自动化监控系统必要性
节省人力成本，要求过程自动化。
加快发酵过程，提高发酵效率，要求快速精确的实时监控。
加快工业化生产，需要全过程监控自动化处理。
全球环境压力迫在眉睫，需要加快生活垃圾，工业垃圾等处理，适应垃圾处理产业化要求。
2.污泥堆肥自动化监控系统
污泥堆肥过程当中，环境指标的控制对于堆肥效果起到关键的作用，比如环境温度、湿度、氧浓度等，是好氧发酵过程中重要的几个参数，时时掌握这些参数的变化，将有利于控制整个发酵过程，对于发酵过程的设备控制、能源控制等提供有效数据参数；除这些参数指标之外，发酵过程会产生很多的臭气，臭气的产生对环境将产生很大的影响，会造成环境的二次污染，掌握这些有害气的产生量，有力于提高有害气体处理环节的有效性，以达到最佳效果。
3.污泥堆肥发酵过程控制分类
一、温度控制
堆体温度探杆：
无线温度测量系统是BRET测量采集控制系统的一个测量子系统。它是在吸收国内外先进经验，征求诸多专家意见，总结多年工程实践经验的基础上开发而成的。它采用分层、分段采集、无线传输信号、集中接收处理图形化的一套温度探测、监控系统，它具有功能全面、性能可靠，防爆设计、性价合理、使用便捷灵活、无环境限制、传输距离远、使用时间长等优点。它的优点是分层检测、可根据用户的需求定制同一检测点不同检测层的分布。
该系统分为两个部分：无线温度探杆（用来分层、分段采集数据，并无线传输给集中器）和（接收来自温度探杆的数据，处理并打包，符合工业RS-485总线输出）
特点
无线方式传输时，传输距离可以达到1000M。
温度探杆采用可充电锂电池供电，电池每次充电使用时间可以达到1年。
温度探杆采用不锈钢探杆设计，圆形防爆表头，坚固、抗腐蚀耐用，抗干扰性强，工作湿度范围大。
集中器采用铝合金防水盒设计，并带有金属隔离网，抗射频干扰，防腐蚀。
集中器采用工业标准RS-485总线、符合Modbus（RTU）协议输出，传输率达38400bps，能够连接多种外部设备或者PC机。
二、氧浓度控制
堆体氧浓度探杆：
氧浓度探杆，用于直接测量堆肥中的氧浓度，来确认堆肥在发酵过程中的空气流通情况。传感器被直接安装在不锈钢探针的顶端，并连同探针可以直接插入堆肥材料中，可在250℃范围内测量混合气体中氧气含量，特别适用于堆肥发酵及生物反应过程的监控，系统24V直流供电，标准测量量程：0.1–25%氧气，可选测量量程：0.1–100%氧气。4-20mA或0-10VDC输出。
特点
◆给氧气探测板提供必要的电源，控制SST公司的动态氧传感器
◆采用ST公司最新ARM-Coretex-M3内核的32位高性能、低功耗微控制器
◆高精度、线性输出
◆量程：0-25%
◆两种输出方式：4 -20mA和串行通信 (RS232/485, Modbus/RT)，通信波特率可达38400
◆配备有上位机校准服务程序，可直接通过和PC机连接进行校准
◆可以在空气中（20.77% O2）或其它任何已知氧浓度环境中进行校准
◆电源和传感器操作双LED灯指示
◆圆形电路板，三个间距超过60mm的安装孔，方便安装节省空间
◆ SIP8_3.5螺栓端子，方便接线
三、湿度控制
堆体湿度探杆：
堆体水分的测定对发酵堆肥具有重要意义。水分是决定发酵过程是否充分的重要物质，测量堆体的介电常数，能直接稳定地反应各种堆体内的真实水分含量，与堆体物质本身的机理无关，是目前国际上最流行的土壤水分测量方法。BRET-5型土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。
性能指标
测量参数：土壤容积含水量
单 位：%（m3/m3）
量 程：0～100%（m3/m3）
精 度：0～50%（m3/m3）范围内为±2%（m3/m3）
分辨率：0.1%（m3/m3 ）
测量区域：90%的影响在围绕中央****的直径3cm、长为6cm的圆柱体内
稳定时间：通电后约1秒
响应时间：响应在1秒内进入稳态过程
输出形式： a: 4--20mA;
b: 无线通讯
b: 无线通讯
材 料：不锈钢外壳
特点
1．高稳定性，安装维护操作简便。
2．支撑的材料为环氧树脂，强度和寿命得到保证。
3．密封性好，可长期埋入土壤中使用，且不受腐蚀
4．采用标准的电流环传送技术使其具有抗干扰能力强，传送
距离远，测量精度高，响应速度快。
5．土质影响较小，应用地区广泛,价格低廉，适合多种情况
下使用。
四、臭气浓度控制
堆体臭气浓度探杆：
堆肥发酵车间内，由于发酵过程中会产生很多氨气等有害气体，由此造成对人体及周围环境的的危害，环境的污染及人体的危害，使我们清醒的认识到在处理污染物的同时，也要避免二次污染的产生。因此在污泥堆肥发酵过程中臭气污染的治理是一个重要的环节。
BRET系列固定式氨气检测变送器(以下简称探头)，是我公司采用先进的电化学传感器，结合多年来从事气体检测探头研制的经验而开发出的新产品。它可以广泛应用于冶金、石油、石化、化工、轻工、焦化、市政、煤气、制药、污水处理及许多特殊行业和领域。
五、通风控制
通风有三个主要目的：
第一、通风能满足有机质分解的氧气需求（也叫化学需氧量）；
第二、通风可以除去湿基质之中的水分（称为干燥需求），当空气被堆肥基质加热以后，可以蒸发掉水份，使得堆肥物料得到烘干；
第二、通风可以除去湿基质之中的水分（称为干燥需求），当空气被堆肥基质加热以后，可以蒸发掉水份，使得堆肥物料得到烘干；
第三、通风可以除去有机质分解产生的热量，以控制过程温度（称为除热需求）。化学需氧量:1.95kg空气/kg 混合基质干重,说明满足化学需氧量时，空气的重量几乎是进料物质干重的两倍。
水分干燥需氧量: 26.7g干空气/g ds基质说明干燥所需的空气远比生物氧化需要的空气要多.
除热需氧量:47.9g空气/g 基质ds除热所需的空气量远比化学或者除水分需要的都多。
堆肥所需空气的重量是基质干重的30～50倍。由于气体是看不到的，空气活动有时候总是被忽略。应该牢记基质处理既包括固体，也包括气体部分。
臭气释放规律
大多数臭气是在堆肥周期的最初7～10d释放出来的，最初2～3 d的SOER值为10～20 m3/min-m2，此后，SOER值迅速降低到0.5～2 m3/min-m2范围。
翻堆前平均可达15～30 m3/min-m2，翻堆后SOER值迅速增加到550 m3/min-m2，然后在接下来的3～4小时开始降低。
虽然臭气释放的峰值与翻堆有关,但是臭气释放的主要部分还是在没有翻堆时。如果不考虑翻堆的频率,估计因为翻堆而释放的气体大约相当于总释放气体的10%到15％。增加翻堆频率会使释放的峰值降低,但是总的臭气挥发量基本保持不变。基于以上研究，建议当天气条件不好应当停止翻堆。
4.污泥堆肥臭气处理的方法
吸附：气体吸附是指通过特定的吸附装置，把臭气化合物溶
解到洗涤液中的一种臭气处理方法。常用吸附装置包
括喷雾塔、填充式洗涤床、流体洗涤床、板式塔、喷
射洗涤器。通常的化学药剂包括：
氧化剂例如次氯酸钠（NaOCI）, 过氧化氢（H2O2）及高锰酸钾（ＫＭｎＯ４）
碱性物例如CaO，Ｃa[OH]2，NaOH
酸类例如H2SO4，HCl
还原剂例如Na2SO3，H2O2
吸收增强剂例如表面活性剂
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参考资料：
污泥堆肥 http://tieba.baidu.com/f?kz=1027287217
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