城市污泥堆肥过程自动测控系统及其应用
摘要:针对城市污泥堆肥过程控制存在的问题,设计开发了一套自动测控系统(CTB),并进行了应用研究。结果表明,与简单定时控制相比,CTB堆肥自动测控系统可缩短堆肥时间28%,使有机物降解更加充分,堆肥产品质量得以提高。
关键词:城市污泥;堆肥; 定时控制; 自动测控系统
传统堆肥虽历史悠久 ,但大多仅限于简单堆沤 , 而无有效的堆肥过程控制技术。从近年堆肥过程控制的发展情况来看 ,堆肥过程控制策略已从简单的人工控制、 定时器控制向温度反馈控制、 计算机反馈控制发展 ,过程监测方法也从手工监测、 单点温度监测向多点温度监测、 氧气监测等其他监测方法发展[ 1～3 ] 。
堆肥过程控制的主要目的是为了控制温度和恶臭 ,以及提高产品质量。假设混合物料有稳定的物理化学性质 ,那么控制通气来保持适宜的温度就成了控制恶臭、 保持最佳生产量和生产 A级堆肥产品 (可用于食物链的堆肥产品 )的关键。堆肥过程的通风控制方式主要可分为时间控制 ,温度反馈控制 ,氧气或二氧化碳控制 ,氧气 /二氧化碳 — 温度联合控制 ,其他控制方法 (如氧化 — 还原电位控制 )。这些控制方式可通过定时器、 简单编程模块以及微机来实现。国外的静态垛强制通风堆肥系统的典型通风控制方式有 Beltsville、 Rutger、Leeds等。其中 Beltsville控制方法是通过定时控制器对整个堆肥过程实行定时控制 ,其操作简便、 投资费用低、 堆肥时间较长 ,对堆肥过程的控制能力较差 ,特别是在高温阶段容易产生堆体过热现象 ,有机物分解较慢; Rutger控制方法是目前国外最常用的堆肥控制方法之一 ,它结合了时间控制和温度反馈控制 ,即在堆肥早期采用定时控制 ,随后采用温度反馈控制 ,缩短了堆肥时间 ,能较好地控制堆肥过程 , 有机物分解快 ,堆肥效果好 ,但投资和操作费用高于 Beltsville控制方法; Leeds控制方法则采用氧气 — 温度联合控制 ,通过多个温度和氧气传感器来反馈控制 ,使有机物的分解在各个阶段都达到最大 ,由于其复杂性 ,目前尚未在工厂化静态垛堆肥生产中应用。
针对堆肥过程控制存在的问题 ,结合堆肥过程的特点 ,设计开发了一套堆肥自动测控系统 ,并将其应用效果与定时控制方法进行了比较 ,旨在为工厂化堆肥提供良好的过程控制 ,提高堆肥的成功把握 , 降低堆肥技术的难度。
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