本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種高溫好氧堆肥分段氧氣-溫度反饋通風(fēng)的自動(dòng)控制方法。該方法分為四個(gè)階段：階段一，控制堆體無(wú)通風(fēng)，使溫度持續(xù)上升至超過(guò)設(shè)定溫度；階段二，根據(jù)堆體耗氧速度調(diào)整通風(fēng)量，使堆體供氧充足；階段三，根據(jù)堆體溫度控制通風(fēng)量，使其在設(shè)置溫度范圍內(nèi)維持設(shè)定時(shí)間，達(dá)到堆體滅菌和有機(jī)降解效果；階段四，采用較高的固定通風(fēng)量，使堆體快速脫水，并降溫至室溫。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)流量的靈活控制，維持堆體在設(shè)定溫度和氧氣濃度范圍，有利于縮短處理周期、維持堆體好氧環(huán)境。采用低通風(fēng)連續(xù)運(yùn)行策略，可大幅降低風(fēng)機(jī)設(shè)備所需功率，實(shí)現(xiàn)堆肥無(wú)害化和資源化。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于堆肥控溫通風(fēng)
，特別涉及ー種高溫好氧堆肥分段氧氣-溫度反饋通風(fēng)的全自動(dòng)控制方法。
技術(shù)介紹
隨著有機(jī)固體廢棄物不斷増加，高溫好氧堆肥作為ー種有效的處理技術(shù)日益受到重視。在堆肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)被好氧菌分解和利用，產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，使堆體升溫至較高溫度，使絕大部分病原菌失活，同時(shí)完成有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定化和堆體的減量化。因此，需將堆體的溫度和氧氣控制在適當(dāng)范圍，以維持適宜的高溫期，盡快完成物料的無(wú)害化、資源化和減量化。其中無(wú)害化可通過(guò)維持一定的高溫狀態(tài)殺滅病原菌和雜草種子；資源化則需經(jīng)過(guò)有機(jī)質(zhì)的降解和微生物殘?bào)w的腐殖化，使物料腐熟成為優(yōu)良的有機(jī)肥；減量化則由通風(fēng)帶走堆體內(nèi)的高溫高濕的水蒸氣、降低堆體體積。傳統(tǒng)的堆肥以堆慪法為主，對(duì)堆肥過(guò)程供氧和溫度變化僅通過(guò)翻堆的方式進(jìn)行簡(jiǎn)單控制，難以保證合理的堆體溫度和好氧狀態(tài)，導(dǎo)致堆肥周期長(zhǎng)、臭氣污染嚴(yán)重，不能達(dá)到快速處理有機(jī)固體廢棄物和實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的目的。堆肥溫度反饋通風(fēng)控制的工程應(yīng)用在國(guó)外已有三十多年歷史，但在我國(guó)的應(yīng)用還相對(duì)較少。在國(guó)內(nèi)的相關(guān)專(zhuān)利中，有兩個(gè)專(zhuān)利對(duì)堆肥過(guò)程通風(fēng)控制進(jìn)行了報(bào)道，其中專(zhuān)利號(hào)為00105833.9報(bào)道堆肥自動(dòng)控制的儀表，專(zhuān)利號(hào)為01120522.9報(bào)道采用上位軟件對(duì)堆肥過(guò)程進(jìn)行控制。其中儀表控制簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格較低，維護(hù)也比較方便，但一次只能控制ー個(gè)堆肥；電腦控制系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格高，維護(hù)需要較高技術(shù)水平，能控制多個(gè)堆體。溫度反饋即通過(guò)溫度傳感器獲取堆體內(nèi)某一點(diǎn)(多為堆體中心)的溫度范圍，當(dāng)溫度超過(guò)該范圍上限值時(shí)采取連續(xù)通風(fēng)方式，低于該溫度時(shí)采取間歇通風(fēng)方式。時(shí)間反饋則采用固定的通風(fēng)頻率，以時(shí)間繼電器對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的開(kāi)閉進(jìn)行控制，以調(diào)整堆體的通風(fēng)量。上述兩種方式均存在一定的弊端，在堆體快速升溫期，堆體耗氧量大，僅通過(guò)溫度控制易造成厭氧條件，導(dǎo)致臭氣污染?，F(xiàn)有的溫度控制方式均采用控制鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)閉的模式，為保證鼓風(fēng)周期內(nèi)有較好的通風(fēng)量，其風(fēng)機(jī)型號(hào)往往較大，通風(fēng)效率相對(duì)較低，大量的空氣未有效去除水分和帶走熱量，電機(jī)的頻繁開(kāi)啟和關(guān)閉耗能也較高且對(duì)風(fēng)機(jī)壽命有所影響。時(shí)間控制方式則難以有效的保證堆體的溫度，往往需要進(jìn)行手工輔助調(diào)整，降低了堆肥過(guò)程的穩(wěn)定性，且增加人工成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供ー種。 該方法分為四個(gè)階段:階段ー:設(shè)置溫度為25 30°C，將溫度傳感器插入堆體中心，接通控制器和傳感器電源，堆體緩慢升溫，當(dāng)控制器判斷堆體中心溫度超過(guò)本階段所設(shè)置溫度時(shí)，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段ニ。階段ニ:以階段一設(shè)置的溫度為本階段下限溫度、5(T55で為本階段上限溫度設(shè)置溫度范圍，氧氣傳感器讀取堆體氧氣濃度值，并通過(guò)調(diào)整步機(jī)電磁閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)整通風(fēng)量，使堆體的氧氣濃度值維持在8 15%以上，該階段快速升溫，r3天達(dá)到本階段所設(shè)置的上限溫度，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段三。階段三:以階段ニ的上限溫度為本階段下限溫度、55飛5°C為本階段上限溫度設(shè)置溫度范圍，根據(jù)堆體溫度控制通風(fēng)量，使堆體溫度在本階段設(shè)置的溫度范圍內(nèi)維持疒10天，完成堆體滅菌和有機(jī)質(zhì)降解，進(jìn)入階段四。階段四:設(shè)置步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度，從而控制堆體通風(fēng)量，使堆體迅速脫水并降溫至室溫，該階段時(shí)間為2飛天。所述四個(gè)階段中，由溫度傳感器和氧氣傳感器探測(cè)堆體內(nèi)溫度和氧氣的實(shí)際值，并將信號(hào)傳送至可編程邏輯控制器(PLC)和上位組態(tài)控制軟件，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的工作控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度，從而控制堆體通風(fēng)量；所述工作控制參數(shù)在運(yùn)行前根據(jù)物料性質(zhì)的差異進(jìn)行設(shè)定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)過(guò)程控制分為四階段，可更好的兼顧供氧、控溫和脫水降溫的要求；采用可編程邏輯控制器(PLC)和上位組態(tài)軟件聯(lián)合自動(dòng)控制，對(duì)堆肥過(guò)程可進(jìn)行精確調(diào)控；根據(jù)設(shè)定的工作控制參數(shù)結(jié)合堆體中心點(diǎn)溫度、氧氣反饋控制步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度的方式進(jìn)行通風(fēng)量的控制，比鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)閉控制方式可減少能耗，有利于采用低額定功率的鼓風(fēng)機(jī)；控制堆體在較佳的氧氣和溫度條件下有利于有機(jī)固體廢棄物快速完成好氧堆肥過(guò)程，且降低環(huán)境污染。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)分段反饋控制示意圖。圖2為本專(zhuān)利技術(shù)堆肥 過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖，其中PLC為可編程邏輯控制器。圖3為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例堆肥過(guò)程的氧氣動(dòng)態(tài)變化圖。圖4為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例堆肥過(guò)程的溫度動(dòng)態(tài)變化圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例: 本實(shí)施例的堆肥以城市污泥與鋸末為原料，其中城市污泥和鋸末的初始含水率分別為83%和11%，揮發(fā)性有機(jī)物含量為84%和82%。將8千克污泥和2千克鋸末經(jīng)人工混合均勻后裝入容積為50升的好氧堆肥發(fā)酵罐，上堆前測(cè)得混合物料的含水率和揮發(fā)性有機(jī)物含量分別為68%和84%，戶外溫度為13 22で。階段ー:設(shè)置溫度為30°C，將溫度傳感器插入堆體中心，接通控制器和傳感器電源，堆體緩慢升溫，當(dāng)控制器判斷堆體中心溫度超過(guò)30°C，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段ニ。階段ニ:設(shè)置溫度范圍為3(T50°C，氧氣濃度值為10%，氧氣傳感器讀取堆體氧氣濃度值，并通過(guò)調(diào)整步機(jī)電磁閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)整通風(fēng)量，使堆體的氧氣濃度值維持在10%以上，該階段快速升溫，2天即達(dá)到50°C，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段三。階段三:設(shè)置溫度范圍為5(T65°C，根據(jù)堆體溫度控制通風(fēng)量，使堆體溫度在5(T65°C范圍內(nèi)維持8天，完成堆體滅菌和有機(jī)質(zhì)降解，進(jìn)入階段四。階段四:設(shè)置步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度，以提高風(fēng)機(jī)通風(fēng)量，使堆體迅速脫水并降溫至室溫，該階段時(shí)間為5天。 在本實(shí)施例的整個(gè)過(guò)程中，經(jīng)歷了適應(yīng)期、快速升溫期、持續(xù)高溫期和物料脫水期四個(gè)階段，總共歷時(shí)15天，其中堆體溫度上升到50°C的時(shí)間約為2天，高溫階段(>50°C )持續(xù)了 8天，其中60°C以上的溫度持續(xù)5天，堆體的溫度從第11天開(kāi)始迅速下降，堆體溫度符合國(guó)家《糞便無(wú)害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB7959-87)》；堆肥結(jié)束后測(cè)得揮發(fā)性有機(jī)物和含水率較堆肥初期下降了 13%和·15%，分別為72%和53%。權(quán)利要求1.ー種，其特征在于該方法分為四個(gè)階段: 階段ー:設(shè)置溫度為25 30°C，將溫度傳感器插入堆體中心，接通控制器和傳感器電源，堆體緩慢升溫，當(dāng)控制器判斷堆體中心溫度超過(guò)本階段所設(shè)置溫度時(shí)，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段ニ ； 階段ニ:以階段一設(shè)置的溫度為本階段下限溫度、5(T55で為本階段上限溫度設(shè)置溫度范圍，氧氣傳感器讀取堆體氧氣濃度值，并通過(guò)調(diào)整步機(jī)電磁閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)整通風(fēng)量，使堆體的氧氣濃度值維持在8 15%以上，該階段快速升溫，r3天達(dá)到本階段所設(shè)置的上限溫度，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段三； 階段三:以階段ニ的上限溫度為本階段下限溫度、55飛5°C為本階段上限溫度設(shè)置溫度范圍，根據(jù)堆體溫度控制通風(fēng)量，使堆體溫度在本階段設(shè)置的溫度范圍內(nèi)維持7 10天，完成堆體滅菌和有機(jī)質(zhì)降解，進(jìn)入階段四； 階段四:設(shè)置步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度，從而控制堆體通風(fēng)量，使堆體迅速脫水并降溫至室溫，該階段時(shí)間為2飛天； 所述四個(gè)階段中，由溫度傳感器和氧氣傳感器探測(cè)堆體內(nèi)溫度和氧氣的實(shí)際值，并將信號(hào)傳送至可編程邏輯控制器即PLC和上位組態(tài)控制軟件，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的工作控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度，從而控制堆體通風(fēng)量；所述工作控制參數(shù)在運(yùn)行前根據(jù)物料性質(zhì)的差異進(jìn)行設(shè)定。`全文摘要本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種。該方法分為四個(gè)階段階段一，控制堆體無(wú)通風(fēng)，使溫度持續(xù)上升至超過(guò)設(shè)定溫度；階段二，根本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高溫好氧堆肥分段氧氣?溫度反饋通風(fēng)的自動(dòng)控制方法，其特征在于該方法分為四個(gè)階段：階段一：設(shè)置溫度為25~30℃，將溫度傳感器插入堆體中心，接通控制器和傳感器電源，堆體緩慢升溫，當(dāng)控制器判斷堆體中心溫度超過(guò)本階段所設(shè)置溫度時(shí)，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段二；階段二：以階段一設(shè)置的溫度為本階段下限溫度、50~55?℃為本階段上限溫度設(shè)置溫度范圍，氧氣傳感器讀取堆體氧氣濃度值，并通過(guò)調(diào)整步機(jī)電磁閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)整通風(fēng)量，使堆體的氧氣濃度值維持在8~15%以上，該階段快速升溫，1~3天達(dá)到本階段所設(shè)置的上限溫度，堆肥過(guò)程進(jìn)入階段三；階段三：以階段二的上限溫度為本階段下限溫度、55~65℃為本階段上限溫度設(shè)置溫度范圍，根據(jù)堆體溫度控制通風(fēng)量，使堆體溫度在本階段設(shè)置的溫度范圍內(nèi)維持7~10天，完成堆體滅菌和有機(jī)質(zhì)降解，進(jìn)入階段四；階段四：設(shè)置步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度，從而控制堆體通風(fēng)量，使堆體迅速脫水并降溫至室溫，該階段時(shí)間為2~5天；所述四個(gè)階段中，由溫度傳感器和氧氣傳感器探測(cè)堆體內(nèi)溫度和氧氣的實(shí)際值，并將信號(hào)傳送至可編程邏輯控制器即PLC和上位組態(tài)控制軟件，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的工作控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整步進(jìn)電磁閥門(mén)開(kāi)度，從而控制堆體通風(fēng)量；所述工作控制參數(shù)在運(yùn)行前根據(jù)物料性質(zhì)的差異進(jìn)行設(shè)定。...
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張軍，劉孟子，陳俊，孫曉杰，游少鴻，覃璐玫，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：桂林理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣西;45
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