專利名稱：一種污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置及控制方法
技術領域：
本發明涉及污泥處理領域，具體涉及一種污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置及控制方法。
背景技術：
城市污水廠污泥是城市生活污水和工業污水處理過程中產生的固體廢棄物，是污水處理廠的必然產物。隨著城市污水處理率的逐步提高，污泥處理問題日趨嚴峻。這些大量未經無害化處理的污泥，如果不妥善處理，其危害是不言而喻的。目前國內外廣泛采用的城市污水污泥處理方式主要有填埋、焚燒、堆肥。因堆肥技術可實現污泥的減量化、無害化、資源化處理，該技術在國內越來越受重視，所占比例也在不斷攀升。而傳統的人工堆肥技術已無法滿足當今社會污泥日益增長的局面，勢必采用自動化控制達到高效產出。CN1397528公開了一種用于有機廢棄物堆肥處理的自動化控制裝置，其主要是利用插于有機廢棄物堆 體的溫度傳感信號來控制增氧機，通過調節堆體的溫度及氧氣狀況來提高堆肥的效率。然而，使用該自動化控制裝置進行污泥堆肥處理仍存在穩定性較差、效率不高等不足。
發明內容
本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種自動化程度更高的污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置，使用本發明的好氧發酵生物曝氣自控裝置進行污泥處理可達到運行成本低，耗能低，無二次污染等有益效果。本發明的技術方案為一種污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置，所述裝置包括至少一發酵倉I ;用于接收和輸出數據信號的控制器2、對數據進行處理和優化的數據服務器4和上位監控計算機5 ；用于通風供氧的鼓風機3和通向發酵倉的通氣管道8 ；其特征在于所述自控裝置包括設置在發酵倉中的至少一用于檢測堆體溫度和含氧量的機械手執行系統9，所述機械手執行系統設置有溫度檢測探頭6和含氧量檢測探頭7，可將溫度和含氧量信號傳輸給控制器2 ;所述控制器2將數據信號傳輸給數據服務器4進行分析處理后將處理后的信號反饋給控制器2并控制鼓風機3的開啟和關閉；同時控制器2還連接至少一上位監控計算機5，所述上位監控計算機5可監控控制器2對鼓風機3的開啟或關閉以及發出警報信號。上述自控裝置控制污泥好氧發酵的方法包括以下步驟將堆肥材料送進發酵倉后，由控制器發出信號開啟機械手執行系統；設置在機械手執行系統上的溫度探測探頭和含氧量檢測探頭在線測量污泥堆體的至少一個位點的溫度和含氧量；溫度檢測探頭和含氧量檢測探頭將測量到的溫度和含氧量數值傳輸給控制器；
控制器將溫度與含氧量數據信號傳輸給數據服務器；數據服務器根據設定的參數進行數據處理與優化；數據服務器將優化后的數據信號傳輸給控制器，其中，數據分析過程通過打印機輸出；控制器接收優化數據后根據該數據控制鼓風機和/或噴淋裝置的開啟或關閉，同時將數據傳輸給上位監控計算機；上位監控計算機根據接收的數據判斷發酵倉狀態，如果出現異常情況，則連接上位監控計算機的多媒體將發出警報，及時對發酵工藝進行處理；
以設定的時間間隔重復步驟上述步驟。生物發酵工藝一般分為6個階段進料階段、升溫階段、恒溫滅菌階段、降溫發酵階段、恒溫發酵階段、降溫出倉階段；如圖I所示。操作人員在控制室內便可實現對整個工藝生產過程集中監測和控制，以及對工藝設備啟動、停止和正常運行等全過程管理。使用本發明的污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置及控制方法，可以獲得以下有益效果1、自動化程度高。工程實現了堆肥穩定化處理的計算機自動測控硬、軟件技術，可以精確曝氣和控溫、控氧，使復雜的堆肥處理過程徹底簡單化，操作簡單，可以實現無人值守和故障的自我診斷，同時可以保證技術的高效、穩定運行，確保產品的質量穩定并滿足國家肥料行業的相關標準。2、無臭氣等二次環境污染。在臭氣治理方面，采用“源頭控制”的理念。通過堆肥過程中對氧氣變化過程的監測和控制，確保堆體始終處于好氧狀態，大大節省了運行成本。眾所周知，臭氣物質是厭氧反應的產物，這樣一來就可以有效抑制臭氣物質的產生。3、運行成本和能耗低。處理每噸污泥的直接成本為國外同類技術的1/3，人力成本和工作量降低60^-70 ^ 4、工程運行穩定、堆肥發酵時間短、發酵徹底、不受溫度的影響。堆肥發酵時間2-3周，僅為國內外同類技術的1/5，發酵后的產物達到嚴格的無害化處理要求(殺滅病原菌、雜草種子、不燒苗)，達到作為有機肥料和生產有機肥的基本要求。在冬季沒有供暖的前提下，即便氣溫低達零下25°C，依然可以正常進行堆肥，確保每天排放的污泥都能夠得到及時的處理。
圖I是生物發酵溫度曲線；其中，A是過料期、B是升溫期、C是第一恒溫期、D是降溫期、E是第二恒溫期、F是降溫期、G是出料期。圖2是本發明的污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置的結構圖；其中，I是發酵倉；2是控制器；3是風機；4是數據服務器；5是上位監控計算機；6是溫度檢測探頭；7是含氧量檢測探頭；8是通風管道；9是機械手執行系統。圖3是本發明控制污泥好氧發酵的一個具體實施方式
的工藝圖。圖4是本發明控制污泥好氧發酵生物曝氣自控方法的流程圖。
具體實施例方式實施例I本發明的污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置本發明的污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置如圖2所示，包括至少一長方體結構的發酵倉1，發酵倉一側為鼓風機室3，經通氣管道8向發酵倉底部通風；發酵倉內側墻壁上方安裝至少一機械手執行系統9，機械手上安裝有溫度檢測探頭6和含氧量檢測探頭7，可根據設置在控制室內的控制器2的信號指令對污泥堆體的溫度和含氧量進行在線測量，并將數據信號傳輸到控制器2，數據信號經數據服務器4處理并對反應過程進行優化后在線將信號反饋給控制器2 ;同是控制器2還連接上位監控計算機5，通過上位監控計算機5監控控制器2對鼓風機3的開啟或關閉。實施例2本發明的污泥好氧發酵生物曝氣監控系統及其監控方法本發明的污泥好氧發酵生物曝氣自控方法如圖3所示，根據本發明的污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置，在每個發酵倉設置一個現場總線控制箱，現場總線控制箱安放在發酵倉一側的鼓風機室，以滿足現場總線設備的環境使用要求；所述現場總線控制箱負責采集發酵倉內的溫度、氧含氧量等信號，并根據控制器的信號執行機械手的運動和鼓風機的頻率。各現場總線控制箱以總線的形式與設置在控制室的控制器相連。從現場各測點到現場總線控制箱的電纜，選用普通計算機屏蔽電纜，采取橋架方式鋪設。各現場總線控制箱與 控制器間采用現場總線通訊方式進行通訊，根據各現場總線控制箱的布局，為了提高傳輸速率，增強系統的抗干擾能力，傳輸介質采用現場總線專用屏蔽通訊電纜。從控制器到各總線控制箱的電纜采取穿管方式鋪設。控制器與數據服務器、上位監控計算機以TCP、IP通訊方式連接，采用以太網屏蔽雙絞線連接，在控制室鋪設防靜電地板，所有電纜都在防靜電地板下鋪設。控制器還與至少一個上位監控計算機和多媒體投影儀連接。上述數據處理與監控系統具有一套完整的自動診斷功能，可以在運行中自動診斷出系統中任何一個部件是否出現故障，并且在監控軟件中及時、準確地反映出故障狀態、故障時間、故障地點及相關信肩、O具體的控制方法如圖4所示，包括下述步驟步驟S401，將堆肥材料送進發酵倉后，由控制器發出信號開啟機械手執行系統；步驟S402，設置在機械手執行系統上的溫度探測探頭和含氧量檢測探頭在線測量污泥堆體的至少一個位點的溫度和含氧量；步驟S403，溫度檢測探頭和含氧量檢測探頭將測量到的溫度和含氧量數值傳輸給控制器；步驟S404，控制器將溫度與含氧量數據信號傳輸給數據服務器；步驟S405，數據服務器根據設定的參數進行數據處理與優化；步驟S406，數據服務器將優化后的數據信號傳輸給控制器，其中，數據分析過程通過打印機輸出；步驟S407，控制器接收優化數據后根據該數據控制鼓風機和/或噴淋裝置的開啟或關閉，同時將數據傳輸給上位監控計算機；步驟S408，上位監控計算機根據接收的數據判斷發酵倉狀態，如果出現異常情況，則連接上位監控計算機的多媒體將發出警報，及時對發酵工藝進行處理；控制系統以設定的時間間隔重復步驟S401-S408。
權利要求
1.一種污泥好氧發酵生物曝氣的自控裝置，所述裝置包括 至少一發酵倉(I); 用于接收和輸出數據信號的控制器(2)、對數據進行處理和優化的數據服務器(4)和上位監控計算機(5)； 用于通風供氧的鼓風機(3)和通向發酵倉的通氣管道(8)； 其特征在于所述自控裝置包括設置在發酵倉中的至少一用于檢測堆體溫度和含氧量的機械手執行系統(9)，所述機械手執行系統(9)設置有溫度檢測探頭(6)和含氧量檢測探頭(7)，可將溫度和含氧量信號傳輸給控制器(2);所述控制器(2)將數據信號傳輸給數據服務器(4)進行分析處理后將處理后的信號反饋給控制器(2)并控制鼓風機(3)的開啟和關閉；同時控制器(2)還連接至少一上位監控計算機(5)，所述上位監控計算機(5)可監控控制器(2)對鼓風機(3)的開啟或關閉以及發出警報信號。
2.使用權利要求I所述的自控裝置進行污泥好氧發酵生物曝氣的控制方法，包括以下步驟 將堆肥材料送進發酵倉后，由控制器發出信號開啟機械手執行系統； 設置在機械手執行系統上的溫度探測探頭和含氧量檢測探頭在線測量污泥堆體的至少一個位點的溫度和含氧量； 溫度檢測探頭和含氧量檢測探頭將測量到的溫度和含氧量數值傳輸給控制器； 控制器將溫度與含氧量數據信號傳輸給數據服務器； 數據服務器根據設定的參數進行數據處理與優化； 數據服務器將優化后的數據信號傳輸給控制器，其中，數據分析過程通過打印機輸出； 控制器接收優化數據后根據該數據控制鼓風機和/或噴淋裝置的開啟或關閉，同時將數據傳輸給上位監控計算機； 上位監控計算機根據接收的數據判斷發酵倉狀態，如果出現異常情況，則連接上位監控計算機的多媒體將發出警報，及時對發酵工藝進行處理； 以設定的時間間隔重復上述步驟。
全文摘要
本發明提供了一種污泥好氧發酵生物曝氣自控裝置及其控制污泥好氧發酵的方法，所述自控裝置包括至少一個發酵倉、通風供氧系統、數據處理與監控系統；其特征在于所述自控裝置包括設置在發酵倉中的至少一個用于檢測堆體溫度和含氧量的機械手執行系統，所述機械手執行系統設置了溫度檢測探頭和含氧量檢測探頭，可在線將溫度和含氧量信號傳輸給數據處理與監控系統，所述數據處理與監控系統對數據進行分析處理后控制通風供氧系統開啟和關閉，從而實現在線監控污泥好氧發酵的所有工藝參數和運行狀態。
文檔編號C05F17/02GK102807402SQ20121027798
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者李國富, 劉志珍 申請人:深圳市東森環境技術有限公司