專利名稱：一種污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥處理領(lǐng)域，具體涉及一種污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
城市污水廠污泥是城市生活污水和工業(yè)污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，是污水處理廠的必然產(chǎn)物。隨著城市污水處理率的逐步提高，污泥處理問題日趨嚴(yán)峻。這些大量未經(jīng)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(guó)內(nèi)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(shù)可實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無害化、資源化處理，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)越來越受重視，所占比例也在不斷攀升。而傳統(tǒng)的人工堆肥技術(shù)已無法滿足當(dāng)今社會(huì)污泥日益增長(zhǎng)的局面，勢(shì)必采用自動(dòng)化控制達(dá)到高效產(chǎn)出。CN1397528公開了一種用于有機(jī)廢棄物堆肥處理的自動(dòng)化控制裝置，其主要是利用插于有機(jī)廢棄物堆 體的溫度傳感信號(hào)來控制增氧機(jī)，通過調(diào)節(jié)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(dòng)化控制裝置進(jìn)行污泥堆肥處理仍存在穩(wěn)定性較差、效率不高等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種自動(dòng)化程度更高的污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置，使用本發(fā)明的好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置進(jìn)行污泥處理可達(dá)到運(yùn)行成本低，耗能低，無二次污染等有益效果。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置，所述裝置包括至少一發(fā)酵倉(cāng)I ;用于接收和輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的控制器2、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和優(yōu)化的數(shù)據(jù)服務(wù)器4和上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)5 ；用于通風(fēng)供氧的鼓風(fēng)機(jī)3和通向發(fā)酵倉(cāng)的通氣管道8 ；其特征在于所述自控裝置包括設(shè)置在發(fā)酵倉(cāng)中的至少一用于檢測(cè)堆體溫度和含氧量的機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)9，所述機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)置有溫度檢測(cè)探頭6和含氧量檢測(cè)探頭7，可將溫度和含氧量信號(hào)傳輸給控制器2 ;所述控制器2將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)服務(wù)器4進(jìn)行分析處理后將處理后的信號(hào)反饋給控制器2并控制鼓風(fēng)機(jī)3的開啟和關(guān)閉；同時(shí)控制器2還連接至少一上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)5，所述上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)5可監(jiān)控控制器2對(duì)鼓風(fēng)機(jī)3的開啟或關(guān)閉以及發(fā)出警報(bào)信號(hào)。上述自控裝置控制污泥好氧發(fā)酵的方法包括以下步驟將堆肥材料送進(jìn)發(fā)酵倉(cāng)后，由控制器發(fā)出信號(hào)開啟機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)；設(shè)置在機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)上的溫度探測(cè)探頭和含氧量檢測(cè)探頭在線測(cè)量污泥堆體的至少一個(gè)位點(diǎn)的溫度和含氧量；溫度檢測(cè)探頭和含氧量檢測(cè)探頭將測(cè)量到的溫度和含氧量數(shù)值傳輸給控制器；
控制器將溫度與含氧量數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)服務(wù)器；數(shù)據(jù)服務(wù)器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化；數(shù)據(jù)服務(wù)器將優(yōu)化后的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給控制器，其中，數(shù)據(jù)分析過程通過打印機(jī)輸出；控制器接收優(yōu)化數(shù)據(jù)后根據(jù)該數(shù)據(jù)控制鼓風(fēng)機(jī)和/或噴淋裝置的開啟或關(guān)閉，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸給上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)；上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)判斷發(fā)酵倉(cāng)狀態(tài)，如果出現(xiàn)異常情況，則連接上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)的多媒體將發(fā)出警報(bào)，及時(shí)對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行處理；
以設(shè)定的時(shí)間間隔重復(fù)步驟上述步驟。生物發(fā)酵工藝一般分為6個(gè)階段進(jìn)料階段、升溫階段、恒溫滅菌階段、降溫發(fā)酵階段、恒溫發(fā)酵階段、降溫出倉(cāng)階段；如圖I所示。操作人員在控制室內(nèi)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工藝生產(chǎn)過程集中監(jiān)測(cè)和控制，以及對(duì)工藝設(shè)備啟動(dòng)、停止和正常運(yùn)行等全過程管理。使用本發(fā)明的污泥好氧發(fā)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(dòng)化程度高。工程實(shí)現(xiàn)了堆肥穩(wěn)定化處理的計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控硬、軟件技術(shù)，可以精確曝氣和控溫、控氧，使復(fù)雜的堆肥處理過程徹底簡(jiǎn)單化，操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)無人值守和故障的自我診斷，同時(shí)可以保證技術(shù)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，確保產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定并滿足國(guó)家肥料行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2、無臭氣等二次環(huán)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(duì)氧氣變化過程的監(jiān)測(cè)和控制，確保堆體始終處于好氧狀態(tài)，大大節(jié)省了運(yùn)行成本。眾所周知，臭氣物質(zhì)是厭氧反應(yīng)的產(chǎn)物，這樣一來就可以有效抑制臭氣物質(zhì)的產(chǎn)生。3、運(yùn)行成本和能耗低。處理每噸污泥的直接成本為國(guó)外同類技術(shù)的1/3，人力成本和工作量降低60^-70 ^ 4、工程運(yùn)行穩(wěn)定、堆肥發(fā)酵時(shí)間短、發(fā)酵徹底、不受溫度的影響。堆肥發(fā)酵時(shí)間2-3周，僅為國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)的1/5，發(fā)酵后的產(chǎn)物達(dá)到嚴(yán)格的無害化處理要求(殺滅病原菌、雜草種子、不燒苗)，達(dá)到作為有機(jī)肥料和生產(chǎn)有機(jī)肥的基本要求。在冬季沒有供暖的前提下，即便氣溫低達(dá)零下25°C，依然可以正常進(jìn)行堆肥，確保每天排放的污泥都能夠得到及時(shí)的處理。


圖I是生物發(fā)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(fā)明的污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置的結(jié)構(gòu)圖；其中，I是發(fā)酵倉(cāng)；2是控制器；3是風(fēng)機(jī)；4是數(shù)據(jù)服務(wù)器；5是上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)；6是溫度檢測(cè)探頭；7是含氧量檢測(cè)探頭；8是通風(fēng)管道；9是機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)。圖3是本發(fā)明控制污泥好氧發(fā)酵的一個(gè)具體實(shí)施方式
的工藝圖。圖4是本發(fā)明控制污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本發(fā)明的污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置本發(fā)明的污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置如圖2所示，包括至少一長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的發(fā)酵倉(cāng)1，發(fā)酵倉(cāng)一側(cè)為鼓風(fēng)機(jī)室3，經(jīng)通氣管道8向發(fā)酵倉(cāng)底部通風(fēng)；發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)側(cè)墻壁上方安裝至少一機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)9，機(jī)械手上安裝有溫度檢測(cè)探頭6和含氧量檢測(cè)探頭7，可根據(jù)設(shè)置在控制室內(nèi)的控制器2的信號(hào)指令對(duì)污泥堆體的溫度和含氧量進(jìn)行在線測(cè)量，并將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?，數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)服務(wù)器4處理并對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行優(yōu)化后在線將信號(hào)反饋給控制器2 ;同是控制器2還連接上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)5，通過上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)5監(jiān)控控制器2對(duì)鼓風(fēng)機(jī)3的開啟或關(guān)閉。實(shí)施例2本發(fā)明的污泥好氧發(fā)酵生物曝氣監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法本發(fā)明的污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控方法如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置，在每個(gè)發(fā)酵倉(cāng)設(shè)置一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制箱，現(xiàn)場(chǎng)總線控制箱安放在發(fā)酵倉(cāng)一側(cè)的鼓風(fēng)機(jī)室，以滿足現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的環(huán)境使用要求；所述現(xiàn)場(chǎng)總線控制箱負(fù)責(zé)采集發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的溫度、氧含氧量等信號(hào)，并根據(jù)控制器的信號(hào)執(zhí)行機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)和鼓風(fēng)機(jī)的頻率。各現(xiàn)場(chǎng)總線控制箱以總線的形式與設(shè)置在控制室的控制器相連。從現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)點(diǎn)到現(xiàn)場(chǎng)總線控制箱的電纜，選用普通計(jì)算機(jī)屏蔽電纜，采取橋架方式鋪設(shè)。各現(xiàn)場(chǎng)總線控制箱與 控制器間采用現(xiàn)場(chǎng)總線通訊方式進(jìn)行通訊，根據(jù)各現(xiàn)場(chǎng)總線控制箱的布局，為了提高傳輸速率，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，傳輸介質(zhì)采用現(xiàn)場(chǎng)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(shè)。控制器與數(shù)據(jù)服務(wù)器、上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)以TCP、IP通訊方式連接，采用以太網(wǎng)屏蔽雙絞線連接，在控制室鋪設(shè)防靜電地板，所有電纜都在防靜電地板下鋪設(shè)?？刂破鬟€與至少一個(gè)上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)和多媒體投影儀連接。上述數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控系統(tǒng)具有一套完整的自動(dòng)診斷功能，可以在運(yùn)行中自動(dòng)診斷出系統(tǒng)中任何一個(gè)部件是否出現(xiàn)故障，并且在監(jiān)控軟件中及時(shí)、準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)及相關(guān)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(jìn)發(fā)酵倉(cāng)后，由控制器發(fā)出信號(hào)開啟機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)；步驟S402，設(shè)置在機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)上的溫度探測(cè)探頭和含氧量檢測(cè)探頭在線測(cè)量污泥堆體的至少一個(gè)位點(diǎn)的溫度和含氧量；步驟S403，溫度檢測(cè)探頭和含氧量檢測(cè)探頭將測(cè)量到的溫度和含氧量數(shù)值傳輸給控制器；步驟S404，控制器將溫度與含氧量數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)服務(wù)器；步驟S405，數(shù)據(jù)服務(wù)器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化；步驟S406，數(shù)據(jù)服務(wù)器將優(yōu)化后的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給控制器，其中，數(shù)據(jù)分析過程通過打印機(jī)輸出；步驟S407，控制器接收優(yōu)化數(shù)據(jù)后根據(jù)該數(shù)據(jù)控制鼓風(fēng)機(jī)和/或噴淋裝置的開啟或關(guān)閉，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸給上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)；步驟S408，上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)判斷發(fā)酵倉(cāng)狀態(tài)，如果出現(xiàn)異常情況，則連接上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)的多媒體將發(fā)出警報(bào)，及時(shí)對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行處理；控制系統(tǒng)以設(shè)定的時(shí)間間隔重復(fù)步驟S401-S408。
權(quán)利要求
1.一種污泥好氧發(fā)酵生物曝氣的自控裝置，所述裝置包括 至少一發(fā)酵倉(cāng)(I); 用于接收和輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的控制器(2)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和優(yōu)化的數(shù)據(jù)服務(wù)器(4)和上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)(5)； 用于通風(fēng)供氧的鼓風(fēng)機(jī)(3)和通向發(fā)酵倉(cāng)的通氣管道(8)； 其特征在于所述自控裝置包括設(shè)置在發(fā)酵倉(cāng)中的至少一用于檢測(cè)堆體溫度和含氧量的機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)(9)，所述機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)(9)設(shè)置有溫度檢測(cè)探頭(6)和含氧量檢測(cè)探頭(7)，可將溫度和含氧量信號(hào)傳輸給控制器(2);所述控制器(2)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)服務(wù)器(4)進(jìn)行分析處理后將處理后的信號(hào)反饋給控制器(2)并控制鼓風(fēng)機(jī)(3)的開啟和關(guān)閉；同時(shí)控制器(2)還連接至少一上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)(5)，所述上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)(5)可監(jiān)控控制器(2)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)(3)的開啟或關(guān)閉以及發(fā)出警報(bào)信號(hào)。
2.使用權(quán)利要求I所述的自控裝置進(jìn)行污泥好氧發(fā)酵生物曝氣的控制方法，包括以下步驟 將堆肥材料送進(jìn)發(fā)酵倉(cāng)后，由控制器發(fā)出信號(hào)開啟機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)； 設(shè)置在機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)上的溫度探測(cè)探頭和含氧量檢測(cè)探頭在線測(cè)量污泥堆體的至少一個(gè)位點(diǎn)的溫度和含氧量； 溫度檢測(cè)探頭和含氧量檢測(cè)探頭將測(cè)量到的溫度和含氧量數(shù)值傳輸給控制器； 控制器將溫度與含氧量數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)服務(wù)器； 數(shù)據(jù)服務(wù)器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化； 數(shù)據(jù)服務(wù)器將優(yōu)化后的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給控制器，其中，數(shù)據(jù)分析過程通過打印機(jī)輸出； 控制器接收優(yōu)化數(shù)據(jù)后根據(jù)該數(shù)據(jù)控制鼓風(fēng)機(jī)和/或噴淋裝置的開啟或關(guān)閉，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸給上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)； 上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)判斷發(fā)酵倉(cāng)狀態(tài)，如果出現(xiàn)異常情況，則連接上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)的多媒體將發(fā)出警報(bào)，及時(shí)對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行處理； 以設(shè)定的時(shí)間間隔重復(fù)上述步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種污泥好氧發(fā)酵生物曝氣自控裝置及其控制污泥好氧發(fā)酵的方法，所述自控裝置包括至少一個(gè)發(fā)酵倉(cāng)、通風(fēng)供氧系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控系統(tǒng)；其特征在于所述自控裝置包括設(shè)置在發(fā)酵倉(cāng)中的至少一個(gè)用于檢測(cè)堆體溫度和含氧量的機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)，所述機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)置了溫度檢測(cè)探頭和含氧量檢測(cè)探頭，可在線將溫度和含氧量信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后控制通風(fēng)供氧系統(tǒng)開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控污泥好氧發(fā)酵的所有工藝參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。
文檔編號(hào)C05F17/02GK102807402SQ20121027798
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者李國(guó)富, 劉志珍 申請(qǐng)人:深圳市東森環(huán)境技術(shù)有限公司