污泥堆肥自动化监控系统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，以达到最佳效果。

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。

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。

污泥堆肥自动化监控系统温度控制

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。

有限温度探杆的基本参数：

污泥堆肥自动化监控系统氧浓度控制

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公司的动态氧传感器

◆采用最新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

◆基本技术参数

污泥堆肥自动化监控系统湿度控制

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，是目前国际上最流行的土壤水分测量方法。BRET-5型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。

污泥堆肥自动化监控系统臭气浓度控制

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。

污泥堆肥自动化监控系统通风控制

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最初7～10d释放出来的，最初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。

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2100433B

堆肥有两个主要的优点：一是可以把令人讨厌的废弃物转变为易于处理的物料；二是能创造有价值的商品即堆肥产品。但是不利的方面是，堆肥往往需要时间，也面临众多风险。人们不能简单地把粪便堆在牲口棚的后面，然后打算几个星期后得到好的堆肥产品；一个成功的堆肥企业如同其他任何工程一样，需要长期积累经验 。

污泥堆肥堆肥优点

堆肥的优点主要包括土壤改良、生产可出售的产品、改善粪便处理、提高土地利用、降低污染和卫生风险、杀死病原菌、使用堆肥作垫料替代物、抑制病害以及获得处理或倾倒费 。

1.土壤改良

2.可出售的商品

堆肥最具吸引力的特征之一就是产品有市场。潜在的消费者包括庭院种植、园林、菜农、草坪种植者以及高尔夫球场经营者等。由于被看做一种废弃产品，堆肥的价格变化很大，其价格主要由本地市场需求、堆肥质量以及原材料价格等决定。

3.改善粪便处理

堆肥可以减轻粪便的质量、水分含量和活性，便于处理，并在没有臭气和苍蝇的问题下得到很好的贮存。

4.改善土地利用

堆肥和粪便都有肥料价值，都是良好的土壤改良剂。但是粪便堆肥后有点多：堆肥可以使粪便中的氮素转变为更加稳定的有机氮；堆肥过程产生的热量可以减少粪便中杂草种子的数量。

5.降低污染风险和臭味抱怨

农业生产特别是养殖业不断规模化的过程中，养殖粪便和臭气开始成为一种负担而不是财富。特别是对一些企业来说。堆肥可以减轻这些问题的影响。由于堆肥产品通常有需求，因此其出路就不是问题。堆肥可以贮存和处理的性质允许它可以被运到比粪便和其他原料更远的地方。一个运行良好的堆肥设施基本不会产生臭气和苍蝇，堆肥还可以把氮转变为不容易渗进地下水或者被径流冲走的形态。

6.杀灭病原菌

当动物因为原生动物而产生腹泻时，它的粪便中就含有大量的该原生动物的包囊。这些原生动物暴露在摄氏60℃的条件下30min可以被杀死。堆肥过程中的温度可以达到摄氏60℃，但堆肥靠近表层的部分可能达不到这个温度，翻堆可以使所有的原料都达到所需的温度。

7.垫料替代物

堆肥被用在家禽和牲畜的垫料上。研究和试验表明堆肥基本上是安全和有效的垫料。

8.抑制疾病

已经发现良好的堆肥可以在不使用化学药物控制的情况下减轻植物的土传染病害。堆肥的这种抑制病害的特点已经开始被广泛地认识和认可 。

污泥堆肥堆肥缺点

堆肥的缺点包括费时、臭气污染、易受天气影响、市场销售、原料分散等方面 。

1.费时和成本高

像其他工程一样，堆肥也需要设备、人力和管理。如果有现成机械和设备的话，堆肥的最初投入会非常低。这种方式对原料相对小的农场很合适，但是大部分中型、大型的堆肥厂已经发现仅利用现有设备会需要太多的人力，因此应购买专门的堆肥设备。堆肥设备中少的价格需要10万左右，好一些的则需要100万以上。

2.占用土地

堆肥场地、原料贮存以及堆肥成品的贮存都需要占用相当多的土地，有时甚至是建筑用地。

3.臭气污染

说堆肥没有臭气是失实的。尽管堆肥过程的最终产品是没有臭气的，但是用来堆制堆肥的有些原料确实会产生臭气。知道他们被堆制前，这些活性的原材料，如粪便、污泥以及食品垃圾都能产生臭气，特别是它们被放置一段时间后。如果处理不当，也可能在堆制过程中产生臭气。

4.易受天气影响

寒冷的天气会降低堆肥物料的温度，也使得堆肥过程变慢。它还可能导致其他的问题，如原料设备冻结。雨和雪的潜在影响更加严重，大的降雨量会增加堆肥混合物的水分，因此延长了堆肥的时间。

5.流失氮素的可能

堆制过的堆肥常常只含有新鲜粪便不到一半的氮素。一个好的粪便控制系统应该保留住绝大部分的氮素，堆肥实际上就代表了氮素损失的一条潜在途径。但是，除了土壤混合和恰当的贮存，粪便中的氮素会很快释放到大气，最后可能比堆肥中的残留的氮素还要少 。

本书详细论述了污泥堆肥的工艺原理及工程技术。全书共11章，分为概述、污泥堆肥原理、污泥堆肥的形式、污泥堆肥复合菌剂、污泥堆肥工程设计、污泥堆肥过程控制、污泥堆肥设备与维护、污泥堆肥腐熟料及深加工、污泥堆肥产品应用及注意事项、污泥堆肥装置运行管理、污泥堆肥处理及资源化利用案例等。另外，本书还有附录，均为国家近年所颁布的污泥堆肥相关法规、标准或技术规程，方便读者查阅。书中所述有关技术参数多为编者长期的研究成果及实践总结，所介绍的污泥堆肥处理及资源化利用项目，为编者所主持设计的典型案例，对该领域实际工程设计及其运行管理具有较大指导作用。