城市污泥堆肥過程自動測控系統及其應用
摘要:針對城市污泥堆肥過程控制存在的問題,設計開發了一套自動測控系統(CTB),并進行了應用研究。結果表明,與簡單定時控制相比,CTB堆肥自動測控系統可縮短堆肥時間28%,使有機物降解更加充分,堆肥產品質量得以提高。
關鍵詞:城市污泥;堆肥; 定時控制; 自動測控系統
傳統堆肥雖歷史悠久 ,但大多僅限于簡單堆漚 , 而無有效的堆肥過程控制技術。從近年堆肥過程控制的發展情況來看 ,堆肥過程控制策略已從簡單的人工控制、 定時器控制向溫度反饋控制、 計算機反饋控制發展 ,過程監測方法也從手工監測、 單點溫度監測向多點溫度監測、 氧氣監測等其他監測方法發展[ 1～3 ] 。
堆肥過程控制的主要目的是為了控制溫度和惡臭 ,以及提高產品質量。假設混合物料有穩定的物理化學性質 ,那么控制通氣來保持適宜的溫度就成了控制惡臭、 保持最佳生產量和生產 A級堆肥產品 (可用于食物鏈的堆肥產品 )的關鍵。堆肥過程的通風控制方式主要可分為時間控制 ,溫度反饋控制 ,氧氣或二氧化碳控制 ,氧氣 /二氧化碳 — 溫度聯合控制 ,其他控制方法 (如氧化 — 還原電位控制 )。這些控制方式可通過定時器、 簡單編程模塊以及微機來實現。國外的靜態垛強制通風堆肥系統的典型通風控制方式有 Beltsville、 Rutger、Leeds等。其中 Beltsville控制方法是通過定時控制器對整個堆肥過程實行定時控制 ,其操作簡便、 投資費用低、 堆肥時間較長 ,對堆肥過程的控制能力較差 ,特別是在高溫階段容易產生堆體過熱現象 ,有機物分解較慢; Rutger控制方法是目前國外最常用的堆肥控制方法之一 ,它結合了時間控制和溫度反饋控制 ,即在堆肥早期采用定時控制 ,隨后采用溫度反饋控制 ,縮短了堆肥時間 ,能較好地控制堆肥過程 , 有機物分解快 ,堆肥效果好 ,但投資和操作費用高于 Beltsville控制方法; Leeds控制方法則采用氧氣 — 溫度聯合控制 ,通過多個溫度和氧氣傳感器來反饋控制 ,使有機物的分解在各個階段都達到最大 ,由于其復雜性 ,目前尚未在工廠化靜態垛堆肥生產中應用。
針對堆肥過程控制存在的問題 ,結合堆肥過程的特點 ,設計開發了一套堆肥自動測控系統 ,并將其應用效果與定時控制方法進行了比較 ,旨在為工廠化堆肥提供良好的過程控制 ,提高堆肥的成功把握 , 降低堆肥技術的難度。
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