1.污泥堆肥現狀與前景
目前我國的堆肥產業(yè)目前仍處在一個發(fā)展初期,堆肥規(guī)模、堆肥廠的數量以 及堆肥工藝水平基本停留在一個粗放式的簡單加工階段,與發(fā)達國家相比距 離甚遠,未來各類有機固體廢棄物的處理任務將十分龐大,也預示著這一產業(yè)有著廣闊的發(fā)展空間。
2.污泥堆肥自動化監(jiān)測必要性
節(jié)省人力成本,要求過程自動化。 加快發(fā)酵過程,提高發(fā)酵效率,要求快速精確的實時監(jiān)控。 加快工業(yè)化生產,需要全過程監(jiān)控自動化處理。 全球環(huán)境壓力迫在眉睫,需要加快生活垃圾,工業(yè)垃圾等處理,適應垃圾處理產業(yè)化要求。
3.污泥堆肥自動化監(jiān)測系統
污泥堆肥過程當中,環(huán)境指標的控制對于堆肥效果起到關鍵的作用,比 如環(huán)境溫度、濕度、氧濃度等,是好氧發(fā)酵過程中重要的幾個參數,時時掌握這些參數的變化,將有利于控制整個發(fā)酵過程,對于發(fā)酵過程的設備控制。
能源控制等提供有效數據參數;除這些參數指標之外,發(fā)酵過程會產生很多 的臭氣,臭氣的產生對環(huán)境將產生很大的影響,會造成環(huán)境的二次污染,掌 握這些有害氣的產生量,有力于提高有害氣體處理環(huán)節(jié)的有效性,以達到佳效果。
4.污泥堆肥發(fā)酵過程控制分類
一、溫度控制
無線溫度測量系統是 BRET 測量采集控制系統的一個測量子系統。它采 用分層、分段采集、無線傳輸信號、集中接收處理圖形化的一套溫度探測、 監(jiān)控系統,它具有功能全面、性能可靠,防爆設計、性價合理、使用便捷靈 活、無環(huán)境限制、傳輸距離遠、使用時間長等優(yōu)點。它的優(yōu)點是分層檢測、 可定制同一檢測點不同檢測層的分布。
該系統分為兩個部分:無線溫度探桿(用來分層、分段采集數據,并無線傳輸給集中器)和(接收來自溫度探桿的數據,處理并打包,符合工業(yè) RS-485 總線輸出)
堆體溫度探桿特點:
1.無線方式傳輸時,傳輸距離可以達到 1000M。
2.溫度探桿采用可充電鋰電池供電,電池每次充電使用時間可以達到 1年。
3.溫度探桿采用不銹鋼探桿設計,圓形防爆表頭,堅固、抗腐蝕耐用,
抗干擾性強,工作濕度范圍大。
4.集中器采用鋁合金防水盒設計,并帶有金屬隔離網,抗射頻干擾,防 腐蝕。
5.集中器采用工業(yè)標準 RS-485 總線、符合 Modbus(RTU)協議輸出, 傳輸率達 38400bps,能夠連接多種外部設備或者 PC 機。
二、氧濃度控制
氧濃度探桿,用于直接測量堆肥中的氧濃度,來確認堆肥在發(fā)酵過程中 的空氣流通情況。傳感器被直接安裝在不銹鋼探針的頂端,并連同探針可以 直接插入堆肥材料中,可在 250℃范圍內測量混合氣體中氧氣含量,特別適用于堆肥發(fā)酵及生物反應過程的監(jiān)控,系統 24V 直流供電,標準測量量程:

0.1–25%氧氣,可選測量量程:0.1–100%氧氣。4-20mA 或 0-10VDC 輸出。 堆體氧濃度探桿特點
◆給氧氣探測板提供必要的電源,控制 SST 公司的動態(tài)氧化鋯氧傳感器
◆采用新 ARM-Coretex-M3 內核的 32 位高性能、低功耗微控制器
◆高精度、線性輸出
◆量程:0-25%
◆兩種輸出方式:4 -20mA 和串行通信 (RS232/485, Modbus/RT),通 信波特率可達 38400
◆配備有上位機校準服務程序,可直接通過和 PC 機連接進行校準
◆可以在空氣中(20.77% O2)或其它任何已知氧濃度環(huán)境中進行校準
◆電源和傳感器操作雙 LED 燈指示
◆圓形電路板,三個間距超過 60mm 的安裝孔,方便安裝節(jié)省空間
◆ SIP8_3.5 螺栓端子,方便接線
三、濕度控制
堆體水分的測定對發(fā)酵堆肥具有重要意義。水分是決定發(fā)酵過程是否充 分的重要物質,測量堆體的介電常數,能直接穩(wěn)定地反應各種堆體內的真實水分含量,與堆體物質本身的機理無關,是目前國際上流行的土壤水分測量方法。Stevens HydraProbe 土壤水分傳感器是一款高精度、高靈敏度的測量土壤水分的傳感器。
測量參數:土壤容積含水量 單 位:%(m3/m3)
量 程:0~100%(m3/m3)
精 度:0~50%(m3/m3)范圍內為±2%(m3/m3) 分辨率:0.1%(m3/m3 ) 測量區(qū)域:90%的影響在圍繞中央****的直徑 3cm、長為 6cm 的圓柱體內
穩(wěn)定時間:通電后約 1 秒 響應時間:響應在 1 秒內進入穩(wěn)態(tài)過程
輸出形式: a: 4--20mA;
b: 無線通訊
材 料:不銹鋼外殼
特點:
1.高穩(wěn)定性,安裝維護操作簡便。
2.支撐的材料為環(huán)氧樹脂,強度和壽命得到保證。
3.密封性好,可長期埋入土壤中使用,且不受腐蝕
4.采用標準的電流環(huán)傳送技術使其具有抗干擾能力強,傳送 距離遠,測量精度高,響應速度快。
5.土質影響較小,應用地區(qū)廣泛,價格低廉,適合多種情況 下使用。
四、臭氣濃度控制
堆肥發(fā)酵車間內,由于發(fā)酵過程中會產生很多氨氣等有害氣體,由此造 成對人體及周圍環(huán)境的的危害,環(huán)境的污染及人體的危害,使我們清醒的認
識到在處理污染物的同時,也要避免二次污染的產生。因此在污泥堆肥發(fā)酵過程中臭氣污染的治理是一個重要的環(huán)節(jié)。
堆體臭氣濃度探桿:BRET 系列固定式氨氣檢測變送器(以下簡稱探頭), 采用先進的電化學傳感器,結合多年來氣體檢測探頭研制的經驗而開發(fā)出的 新產品。它可以廣泛應用于冶金、石油、石化、化工、輕工、焦化、市政、 煤氣、制藥、污水處理及許多特殊行業(yè)和領域。
五、通風控制
通風有三個主要目的: 第一、通風能滿足有機質分解的氧氣需求(也叫化學需氧量);
第二、通風可以除去濕基質之中的水分(稱為干燥需求),當空氣被堆 肥基質加熱以后,可以蒸發(fā)掉水份,使得堆肥物料得到烘干;
第三、通風可以除去有機質分解產生的熱量,以控制過程溫度(稱為除 熱需求)?;瘜W需氧量:1.95kg 空氣/kg 混合基質干重,說明滿足化學需氧 量時,空氣的重量幾乎是進料物質干重的兩倍。
水分干燥需氧量: 26.7g 干空氣/g ds 基質說明干燥所需的空氣遠比生物氧化需要的空氣要多.
除熱需氧量:47.9g 空氣/g 基質 ds 除熱所需的空氣量遠比化學或者除 水分需要的都多。
堆肥所需空氣的重量是基質干重的 30~50 倍。由于氣體是看不到的, 空氣活動有時候總是被忽略。應該牢記基質處理既包括固體,也包括氣體部分。
臭氣釋放規(guī)律
大多數臭氣是在堆肥周期的初 7~10d 釋放出來的,初 2~3 d 的 SOER 值為 10~20 m3/min-m2,此后,SOER 值迅速降低到 0.5~2 m3/min-m2 范圍。
翻堆前平均可達 15~30 m3/min-m2,翻堆后 SOER 值迅速增加到 550 m3/min-m2,然后在接下來的 3~4 小時開始降低。
雖然臭氣釋放的峰值與翻堆有關,但是臭氣釋放的主要部分還是在沒有 翻堆時。如果不考慮翻堆的頻率,估計因為翻堆而釋放的氣體大約相當于總
釋放氣體的 10%到 15%。增加翻堆頻率會使釋放的峰值降低,但是總的臭氣 揮發(fā)量基本保持不變?;谝陨涎芯?,建議當天氣條件不好應當停止翻堆。
5.污泥堆肥臭氣處理的方法
吸附:氣體吸附是指通過特定的吸附裝置,把臭氣化合物溶 解到洗滌液中的一種臭氣處理方法。常用吸附裝置包
括噴霧塔、填充式洗滌床、流體洗滌床、板式塔、噴射洗滌器。通常的化學藥劑包括:
氧化劑例如次氯酸鈉(NaOCI), 過氧化氫(H2O2)及高錳酸鉀(KMnO4)
堿性物例如 CaO,Ca[OH]2,NaOH 酸類例如 H2SO4,HCl
還原劑例如 Na2SO3,H2O2
吸收增強劑例如表面活性劑
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