一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制方法及其系統的製作方法

2023-12-08 15:53:11 2

專利名稱：一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制方法及其系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制方法，具體是利用溫度監測裝置、^^變送裝置、^^控制儀器，根據堆^iM^或鼓風時間，實現好氧堆肥過程和厭氧堆肥過程交替進行。背景絲隨著城市化的發展，汙泥與有機垃圾問題越來越引起人們的重視。世界各國根據 各自的國情採用多種技術來處理處置這些固體廢棄物。其中±真埋、焚燒和堆肥是目前 國內外普遍採用的處理技術。焚燒會產生二惡英等有毒有害氣體，±真埋會產生垃圾滲 濾液等二次汙染問題。禾,城市汙水汙泥和有機垃 行堆肥化則是一種資源化的垃 圾處理方式。經過堆肥化處理後，堆肥產品可以達到無害化的要求，並可以將有機物 重返大自然，進行資源再禾擁。御巴化與有機物自然腐化的最大區別就是，前者是在人工控制割牛下將有機物分 解，後者是在有機物自然,。 一股瞎況下， 一個完整的堆肥過程由四個堆肥階段 組成，艮口，升溫階段、高溫階段、降溫階段和腐熟階段。每個階段有不同類型的優勢 微生物(細菌、放線菌、真菌和原生動物)，因此在每一個堆肥階段的起作用的微生 物對氧的需求是不一樣的。然而，目前的堆肥過程完全是憑藉操作人員的實踐經驗或 者是簡單地根據堆肥過程單一參數(如通風時間、堆體溫度)進行控制，致使操作人 員勞動強度大，堆肥有機物,時間長，堆肥能耗高或堆肥無害化禾號低和肥效不高。 發明內容本發明的目的在於提供一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制方法，該方法可以根據汙泥和有機垃圾混合物堆月E31程的實時參數，自動調整鼓風機的通斷以及鼓風的時間，從而實現好氧堆SK1程和厭氧堆肥過程交替進行。為達到上述發明目的，本發明採取了如下技術方案一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制系統,包括反應器、鼓Mm、糹驢顯示儀、單片機、繼電器和氣 量控制器以及熱電偶組；熱電偶組由多個可以獨立測溫的熱 電偶組成，靠近反應器底部的熱電偶距反應器底端面的距離為15 25cm，每兩個獨 立的熱電偶的距離間隔為10 20 cm,熱電偶均安裝在堆肥原料內部；熱電偶組與溫 度顯示儀信號連接，溫度顯示儀與單片機信號連接，單片機還與繼電器信號連接，繼電器與鼓風機電連接，鼓MmM過管道連接反應器。戶皿連接鼓風機與反應器的管i^設有用於檢測鼓風機風量大小的氣體流量計。 所述反應器的側面有三個用於測量堆m度的監測口 ，頂部設有有排氣孔。 一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制方法，包括如下步驟(1) 用熱電偶實時監測堆#^，當領U得的堆體的離T1《55 65。C時，單片 機4控制鼓風機2運轉tl =3 5 min，然後停止工作15 20min，按此模式進行循環 工作，給反應器間歇通風供氧，鼓Mm的風量由氣體流量計檢測，通過單片機控制為 0,8 12m3/h;(2) 當鵬> 55 65°C，單片機控制鼓風機持續給堆體鼓風，鼓風機控制為0.8 12m3/h，直到堆#^<50 60°<:;(3) 單片機4控制鼓風機按照運轉3 5min，停止15 20min的循環模式進行通 風供氧，鼓風機的風量控制為0.8 12m3/11。通過上述方法實現堆肥化過程好氧厭氧交替進行，達到節能降耗、降低御巴成本 的目的。對於現有技術本發明具有的優點本發明控制好氧糊巴和厭氧鄉巴過程交替進行，與迄今國內外已有報導的技術明顯不同的是現有技術不是根據堆肥過程的實時織來控制通風設備的，而本發明是 根據御巴過程的實日t鵬和鼓風時間控制鼓風機的通斷(這樣更能符合堆肥微生物對 氧的需求，也能一定f號上降低糊巴倉繼。


圖1為本發明所用的御鵬制體示意圖； 歐為通風量大小 #^的影響圖。 具體實駄式以下結合說明書附圖M本發明作進一步說明，但本發明所要求保護的範圍並 不局限於具體實施方式
中所描述的範圍。如圖1所示,本發明所用的汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制系統包括反應器1、 鼓風機2、溫度顯示儀3、單片機4、繼電器5和氣體流量控制器6以及熱電偶組7。 熱電偶組7由多個可以獨立測溫的熱電偶組成，靠近反應器底部的一個熱電偶距反應 器1底端面的距離為15 25cm，每兩個獨立的熱電偶的距離間隔為10 20 cm，熱電 偶均安裝在御巴原料內部，熱電偶組7與離顯示儀3信號連接，驢顯示儀3與單 片機4信號連接，單片機還4與繼電器5信號連接，繼電器5與鼓風機2電連接，鼓 風M過管道連接反應器1 ，管11±設有用於檢測鼓風機風量大小的氣體流量計6。本發明將汙7jC汙泥、有機垃圾和木屑按質量比2 4: 2 4: l的比例混合均勻， 此時堆料的初始含水率為55 65%， C/N比為30 40: 1。在反應器底部鋪上一層約 5cm厚的卵石層，以使均勻通風，然後將混合好的堆料m堆月巴化反應器，並安裝好 御巴過程控制系統。本發明採用的試^S如附圖1所示，堆肥反應器1為圓筒形， 反應器1筒體內的下部設有多孑L板，反應器1筒體的側面有三個用於測量堆1^顯度的 監測口 8、頂部有排氣孔9。熱電偶組7監測到的溫度由與之相連的溫度顯示儀3顯 示。XMTD2000 ，顯示儀3將，信號傳至AT89C52單片機4，單片機4根據設定的 禾驕將驗信號轉化為電信號輸送至JZ7繼電器5，控制繼電器5的接通與斷開，利用繼電器5的接通與斷開就可以實現對^im 2接通與斷開的控制。鼓風機2的風量 大小則由氣體流量計6進行檢測。
當熱電偶7領U得的堆體的驗T1《55 65°C，單片機4的按照設定的禾號控制 鼓風機2運轉tl二3 5min，停止工作15 20 min的模式進行循環工作，給反應器1 間歇通風供氧，鼓風機的風量大小由氣體流量計6檢測，通過單片機4控制為0.8 12m3/h。當^itT2〉55 65"C，單片機4的設定程序將控制鼓MM 2持續給堆體鼓 風，鼓風機的風量大小由氣#^量計6檢測，通過單片機4控制為0.8 12m3/h，以 滿足微生物劇烈活動所需氧氣，同時也起到冷卻堆體的作用，直到堆^Jt〈50 60 。C，單片機4又控制鼓風機2按照運轉t2二3 5 min，停止15 20 min的循環模式 進行通風供氧，鼓風機的風量大小由氣#^荒量計6檢測，通過單片機4控制為0.8 12m3/h。從而實現堆肥化過禾謝氧厭氧交替進行，達到節能降耗、降低堆肥成本的目 的。
實施例1
將取自廣州市某汙水處理廠的脫水汙泥，取自某農貿市場的有機垃圾和取自廣州 某玻璃工藝品廠的木屑質量比3: 3: 1的比例混合均勻，此日 料的初始含水率為 55%， C/N比為30: 1。在反應器底部鋪上一層約5cm厚的卵石層，以使均勻通風， 然後將混合好的堆料^A堆肥化反應器，並安裝好圖1所示的堆SGil程控制系統。熱 電偶組7由3個可以獨立測溫的熱電偶組成，靠近反應器底部的一個熱電偶距反應器 1底端面的距離為20cm，每兩個獨立的熱電偶的距離間隔為15cm。當熱電偶組7測 得的堆體的M^《6(TC時，單片機4的按照設定的f驕控制鼓風機2運轉4min，停 止工作18min的模式進行循環工作，給反應器1間歇通風供氧，鼓^^幾的風量控制 為12m3/h。當溫度〉6(TC時，單片機4的設定禾號將控制鼓風機2持續給堆體鼓風， 鼓風機的風量控制為12m3/h，以滿足微生物劇烈活動所需氧氣，同時也起到冷卻堆 體的作用，直到堆術顯度<55"後，單片機4又控制鼓風機2按照運轉4min，停止18min的循環模式進行通風供氧，鼓M^幾的風量控制為12m3/h。實施效果如圖2所示， 堆體的平均溫度上升的相當緩慢，經過一天後，堆體的溫度也只有17.4°C，第五天 後堆^^it才上升到32.rC，說明鼓風散大會7賴卩堆體，抑制堆肥微生物對有機物 的分解。
實施例2
將取自廣州市皿紙廠的脫7k汙泥，取自某大學校園的有機垃圾和取自廣州某玻 璃工藝品廠的木屑質量比2: 2: l的比例混合均勻，此日 料的初始含水率為60%， C/N比為35: 1。在反應器底部鋪上一層約5cm厚的卵石層，以使均勻通風，然後將 混合好的堆料^A堆肥化反應器，並安裝好圖1所示的堆肥過程控制系統。熱電偶組 7由3個可以獨立測溫的熱電偶組成，,反應器底部的一個熱電偶距反應器1底端 面的距離為20cm,每兩個獨立的熱電偶的距離間隔為15cm。當熱電偶組7測得的堆 體的溫度《55"C時，單片機4的按照設定的程j^空制鼓風機2運轉3min，停止工作 19min的模式進行循環工作，給反應器l間歇通風供氧，鼓風機的風量大小由氣體流 量計6控制為1.6m3/11。當、鵬〉55'C時，單片機4的設定禾將將控制鼓風機2持續 給堆體鼓風，鼓風機的風量大小由氣體流量計6控制為1.6m3/h，以滿足微生物劇烈 活動所需氧氣，同時也起到冷卻堆體的作用，直到堆術鵬〈5(TC後，單片機4又控 制鼓風機2按照運轉3min，停止19min的循環模式進行通風供氧，鼓風機的風量大 小由氣體流量計6控制為1.6m3/11。實施效果如圖2所示，堆體的平均溫度上升,， 在堆S腿行後的第二天就從15'C上升到了 30.8°C，第三天，堆^M度就升到了最高 溫38.3"。但是堆^^^無法繼續上升。
實施例3
將取自廣州市某汙水處理廠的脫水汙泥(與實施例1不同的汙水處理廠)，取自 某農貿市場的有機垃圾和取自廣州某玻璃工藝品廠的木屑質量比4: 4: 1的比例混合 均勻，此時堆料的初始含水率為65%， C/N比為40: 1。在反應器底部鋪上一層約5cm厚的卵石層，以使均勻通風，然後將混合好的堆料裝入堆肥化反應器，並安裝好圖1
所示的堆肥過程控制系統。熱電偶組7由3個可以獨立測溫的熱電偶組成，靠近反應 器底部的一個熱電偶距反應器1底端面的距離為20cm，每兩個獨立的熱電偶的距離 間隔為15cm。當熱電偶組7領"得的堆體的驗《65"C時，單片機4的按照設定的程 序控制鼓風機2運轉5min，停止工作17min的模式進行循環工作，給反應器1間歇 通風供氧，鼓風機的風量大小由氣體流量計6控制為0.8m3/h。當鵬〉65"C時，單 片機4的設定程/竽將控制鼓^^幾2持續給堆體鼓風，鼓風機的風量大小由氣體流量計 6控制為0.8m3/h，以滿足微生物劇烈活動所需氧氣，同時也起到冷卻堆體的作用， 直到堆 度<60°(:後，單片機4又控制鼓風機2按照運轉5min，停止17min的循 環模式進《彌風供氧，^Mt幾的風量大小由氣體流量計6控制為0.8m3/h。實施效果 如圖2所示，堆體的平均iU^上升泡塞，在堆月KS行後的第二天就從19TC上升到了 42.6°C，.第四天，堆術鵬就升到了最高溫58.3°〇。
權利要求
1、一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制系統，其特徵在於包括反應器、鼓風機、溫度顯示儀、單片機、繼電器和氣體流量控制器以及熱電偶組；熱電偶組由多個可以獨立測溫的熱電偶組成，靠近反應器底部的熱電偶距反應器底端面的距離為15～25cm，每兩個獨立的熱電偶的距離間隔為10～20cm，熱電偶均安裝在堆肥原料內部；熱電偶組與溫度顯示儀信號連接，溫度顯示儀與單片機信號連接，單片機還與繼電器信號連接，繼電器與鼓風機電連接，鼓風機通過管道連接反應器。
2、 根據權利要求1戶腐的汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制系統，其特徵在於所述連接鼓風機與反應器的管道上設有用於檢測鼓Mm風量大小的氣體流量計。
3、 根據權利要求1戶脫的汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制系統，其特徵在於 所述反應器的側面有三個用於測量堆^it的監測口 ，頂部設有有排氣孔。
4、 ' 一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制方法，其特徵在於包括如下步驟.-(1) 用熱電偶實時監測堆術鵬，當領幌的堆體的^ST1《55 65。C時，單片 機4控制鼓風機2運轉tl =3 5 min，然後停止工作15 20min，按此模式進行循環 工作，給反應器間歇通風供氧，鼓風機的風量由氣體流量計檢測，通過單片機控制為 0.8 12m3/h;(2) 當溫度> 55 65°C，單片機控制鼓Mm持續給堆體鼓風，鼓風機控制為0.8 12m3/h，直到堆#^^<50 60°。；(3) 單片機4控制鼓風機按照運轉3 5min，停止15 20min的循環模式迸行 通風供氧，鼓風機的風量控制為0.8 12m3/h。
全文摘要
本發明公開了一種汙泥與有機垃圾混合堆肥過程控制方法及其系統。該系統熱電偶組由多個可以獨立測溫的熱電偶組成，熱電偶均安裝在堆肥原料內部；熱電偶組與溫度顯示儀信號連接，溫度顯示儀與單片機信號連接，單片機還與繼電器信號連接，繼電器與鼓風機電連接，鼓風機通過管道連接反應器。該方法利用熱電偶的信號，經單片機處理後反饋出信號來控制鼓風機的接通與斷開，從而實現好氧堆肥過程和厭氧堆肥過程交替進行，使汙泥和有機垃圾在較佳發酵條件下迅速上升至高溫階段，最終達到汙泥與有機垃圾的無害化、減量化以及穩定化目的。該控制方法可以根據堆肥系統的實際情況作出正確的反饋控制，使堆肥過程能耗降低，也能提高堆肥產品的肥效。
文檔編號C05F9/04GK101250070SQ200710032719
公開日2008年8月27日 申請日期2007年12月19日 優先權日2007年12月19日
發明者周少奇, 陸偉東 申請人:華南理工大學