城市污泥堆肥過程自動測控系統(tǒng)及其應(yīng)用
摘要:針對城市污泥堆肥過程控制存在的問題,設(shè)計(jì)開發(fā)了一套自動測控系統(tǒng)(CTB),并進(jìn)行了應(yīng)用研究。結(jié)果表明,與簡單定時(shí)控制相比,CTB堆肥自動測控系統(tǒng)可縮短堆肥時(shí)間28%,使有機(jī)物降解更加充分,堆肥產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。
關(guān)鍵詞:城市污泥;堆肥; 定時(shí)控制; 自動測控系統(tǒng)
傳統(tǒng)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(shù)。從近年堆肥過程控制的發(fā)展情況來看 ,堆肥過程控制策略已從簡單的人工控制、 定時(shí)器控制向溫度反饋控制、 計(jì)算機(jī)反饋控制發(fā)展 ,過程監(jiān)測方法也從手工監(jiān)測、 單點(diǎn)溫度監(jiān)測向多點(diǎn)溫度監(jiān)測、 氧氣監(jiān)測等其他監(jiān)測方法發(fā)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(chǎn)品質(zhì)量。假設(shè)混合物料有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì) ,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(chǎn)量和生產(chǎn) A級堆肥產(chǎn)品 (可用于食物鏈的堆肥產(chǎn)品 )的關(guān)鍵。堆肥過程的通風(fēng)控制方式主要可分為時(shí)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(lián)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(shí)器、 簡單編程模塊以及微機(jī)來實(shí)現(xiàn)。國外的靜態(tài)垛強(qiáng)制通風(fēng)堆肥系統(tǒng)的典型通風(fēng)控制方式有 Beltsville、 Rutger、Leeds等。其中 Beltsville控制方法是通過定時(shí)控制器對整個(gè)堆肥過程實(shí)行定時(shí)控制 ,其操作簡便、 投資費(fèi)用低、 堆肥時(shí)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(chǎn)生堆體過熱現(xiàn)象 ,有機(jī)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(jié)合了時(shí)間控制和溫度反饋控制 ,即在堆肥早期采用定時(shí)控制 ,隨后采用溫度反饋控制 ,縮短了堆肥時(shí)間 ,能較好地控制堆肥過程 , 有機(jī)物分解快 ,堆肥效果好 ,但投資和操作費(fèi)用高于 Beltsville控制方法; Leeds控制方法則采用氧氣 — 溫度聯(lián)合控制 ,通過多個(gè)溫度和氧氣傳感器來反饋控制 ,使有機(jī)物的分解在各個(gè)階段都達(dá)到最大 ,由于其復(fù)雜性 ,目前尚未在工廠化靜態(tài)垛堆肥生產(chǎn)中應(yīng)用。
針對堆肥過程控制存在的問題 ,結(jié)合堆肥過程的特點(diǎn) ,設(shè)計(jì)開發(fā)了一套堆肥自動測控系統(tǒng) ,并將其應(yīng)用效果與定時(shí)控制方法進(jìn)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(shù)的難度。
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