1.污泥堆肥现状与前景
目前我国的堆肥产业目前仍处在一个发展初期,堆肥规模、堆肥厂的数量以 及堆肥工艺水平基本停留在一个粗放式的简单加工阶段,与发达国家相比距 离甚远,未来各类有机固体废弃物的处理任务将十分庞大,也预示着这一产业有着广阔的发展空间。
2.污泥堆肥自动化监测必要性
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。
3.污泥堆肥自动化监测系统
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,以达到佳效果。
4.污泥堆肥发酵过程控制分类
一、温度控制
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)
堆体温度探杆特点:
1.无线方式传输时,传输距离可以达到 1000M。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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
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。 堆体氧浓度探杆特点
◆给氧气探测板提供必要的电源,控制 SST 公司的动态氧化锆氧传感器
◆采用新 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,是目前国际上流行的土壤水分测量方法。Stevens HydraProbe 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。
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
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。
堆体臭气浓度探杆:BRET 系列固定式氨气检测变送器(以下简称探头), 采用先进的电化学传感器,结合多年来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初 7~10d 释放出来的,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。
5.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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