CN103309291A - 有机固体废物堆肥网络协同监控系统 - Google Patents

有机固体废物堆肥网络协同监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机固体废物堆肥网络协同监控系统，属于环保技术领域，用于对分布在不同地区的堆肥系统进行数据采集与控制。该监控系统通过收集堆肥系统的运行数据，类比分析得到优化的运行方案，指导下一步运行，再反馈运行绩效，依次类推，持续优化改进；该系统包括：现场数据采集与控制子系统、数据远程传输子系统、以及数据处理分析子系统。采用本发明的堆肥项目，能够解决现有技术中存在的必须依赖现场管理人员个人经验来完成控制参数优化的问题，以及项目运行初期和中小型项目受到数据量和管理水平限制，无法保障运行效果的问题；并能实现同一项目夏季、冬季运行模式自动调整的功能。

Description

有机固体废物堆肥网络协同监控系统
技术领域
本发明涉及有机固体废物堆肥(也称高温好氧发酵、生物干化等)处理技术领域，更具体地，涉及一种将不同地区的堆肥系统的运行数据反馈汇总并自动分析，形成优化运行程序以指导下一步运行的有机固体废物堆肥网络协同监控系统。
背景技术
有机固体废物作为社会主要污染物，一般采用填埋、焚烧、堆肥等方法进行处理处置。堆肥技术作为一种生物处理技术在该技术领域占有不可替代的作用。
传统堆肥技术乃至绝大部分环保技术属于实践科学范畴，通过基础理论在实际过程中的验证和运行经验的积累，来不断修正理论自身和运行方法。
采用传统有机固废堆肥技术的项目，一般在采集数据后进行内部数据分析，根据自有经验分析并修订运行程序和运行参数。以上过程的效果完全取决于数据分析者的个人经验，而没有任何外部参考依据，无法控制数据分析的正确性与准确性，使得该领域项目长期处于初级管理水平，更无法保障运行效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种有机固体废物堆肥网络协同监控系统，能够解决现有技术中存在的必须依赖现场管理人员个人经验来完成控制参数优化的问题，以及项目运行初期和中小型项目受到数据量和管理水平限制，无法保障运行效果的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
提供了一种有机固体废物堆肥网络协同监控系统，用于对分布在不同地区的堆肥(也称高温好氧发酵、生物干化等)系统进行数据采集与控制，通过收集堆肥系统的运行数据，类比分析得到优化的运行方案，指导下一步运行，再反馈运行绩效(运行数据)，依次类推，持续优化改进；该系统包括：现场数据采集与控制子系统、数据远程传输子系统、以及数据处理分析子系统。
其中，现场数据采集与控制子系统用于通过布设在堆肥系统中和周围环境中的传感器采集堆肥系统的运行数据，运行数据与风机联动控制；现场数据采集与控制子系统中包括：温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器、含水率测定传感器、呼吸速率传感器、NH3浓度传感器、H2S浓度传感器、以及VOC浓度传感器。
其中，数据远程传输子系统用于将传感器采集的运行数据通过有线或无线网络实时或定时传输到数据分析处理子系统，并定时下载优化后的运行计划(运行控制程序)以指导系统设备运行；数据传输过程中进行自动加解密及备份操作以确保数据安全。
数据处理分析子系统用于对从不同地区的堆肥系统采集的运行数据进行整理分析，并且按照设定的分析程序自动给出分析结论和优化后的运行计划(运行控制程序)；数据处理分析子系统包括一个数据库，用以储存运行数据与运行计划。
其中，运行数据与风机联动控制关系包括：堆体温度超过设定温度0.5～10℃时，开启风机；堆体温度低于设定温度0.5～10℃时，风机停止运行；堆体氧浓度低于1～10％时，开启风机。
其中，分析程序根据堆肥项目原始(设计)数据和上传运行数据进行分析计算，通过多个项目类比得到运行效率最高的运行模式，结合项目原始(设计)数据形成新的运行计划；其中原始(设计)数据包括：生料含水率、干料含水率、熟料含水率、添加配比、以及发酵周期；上传运行数据包括：运行控制数据和环境在线监测数据。
其中，数据库能够储存分类堆肥过程的运行数据，及与运行数据对应的运行计划和环境参数。
本发明的技术效果：使所有系统涉及的堆肥项目现场共同组成一个运行数据与信息共享网络，通过专业的、标准一致的数据分析系统，有针对性地得到优化后运行控制计划(程序)，指导项目工艺设备运行，并将运行结果上传，进入下一个优化周期，周而复始。最终实现项目“车间化”运行，减少运行成本，提高运行效率，降低运行风险，改善运行效果；并能实现同一项目夏季、冬季运行模式自动调整的功能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的网络系统图；
图2示出了根据本发明的实施例的项目系统图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：实现堆肥项目高效、低耗、动态管理。
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1和图2所示，堆肥项目中堆体内插入传感器，包括但不限于：温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器、含水率测定传感器、呼吸速率传感器、NH3浓度传感器、H2S浓度传感器、VOC浓度传感器。
上述传感器采集的温度、氧浓度等运行数据与设置在底部的曝气系统和曝气风机建立联动关系(即，堆肥项目中堆体内传感器采集运行参数控制风机启停)，堆体温度超过设定温度0.5～10℃时，开启风机；堆体温度低于设定温度0.5～10℃时，风机停止运行；堆体氧浓度低于1～10％时，开启风机。风机启动时间自动记录。
环境传感器采集包括环境温度、环境湿度等参数。
上述运行数据自动汇总后，经过数据传输子系统与无线(或有线)网络定时(或实时)上传至数据处理分析子系统，数据处理分析子系统根据实时数据和历史纪录分析运算后，针对每一个项目给出更新后的运行计划(现场控制程序)，经过数据传输子系统与无线(或有线)网络定时(或实时)自动传输至项目现场控制中心，所有数据储存至数据处理分析子系统(数据库)。运算方法根据项目实际运行效果(含水率去除效果、动力消耗等)自动或人工定期校验。运算方法根据项目实际运行效果(含水率去除效果、动力消耗等)自动或人工定期校验。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
项目“车间化”运行，现场无需专业技术人员，管理简单方便。动力消耗与运行效果实时优化，实现节能目标，减少运行成本，改善运行效果。项目间运行数据相互修正、优化，极大提高了堆肥系统的运行效率，降低了运行风险。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各子系统或各步骤可以用通用的计算机、PLC、网络硬件等装置来实现，它们可以集中在单个的装置上，或者分布在多个装置所组成的网络上，可以用装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种有机固体废物堆肥网络协同监控系统，用于对分布在不同地区的堆肥系统进行数据采集与控制，其特征在于，通过收集堆肥系统的运行数据，类比分析得到优化的运行方案，指导下一步运行，再反馈运行绩效，依次类推，持续优化改进；包括：现场数据采集与控制子系统、数据远程传输子系统、以及数据处理分析子系统。
2.根据权利要求1所述的有机固体废物堆肥网络协同监控系统，其特征在于，所述现场数据采集与控制子系统用于通过布设在堆肥系统中和周围环境中的传感器采集堆肥系统的运行数据，运行数据与风机联动控制；所述现场数据采集与控制子系统中包括：温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器、含水率测定传感器、呼吸速率传感器、NH3浓度传感器、H2S浓度传感器、以及VOC浓度传感器。
3.根据权利要求2所述的有机固体废物堆肥网络协同监控系统，其特征在于，所述数据远程传输子系统用于将传感器采集的运行数据通过有线或无线网络实时或定时传输到数据分析处理子系统，并定时下载优化后的运行计划以指导系统设备运行；数据传输过程中进行自动加解密及备份操作以确保数据安全。
4.根据权利要求1所述的有机固体废物堆肥网络协同监控系统，其特征在于，所述数据处理分析子系统用于对从不同地区的堆肥系统采集的运行数据进行整理分析，并且按照设定的分析程序自动给出分析结论和优化后的运行计划；所述数据处理分析子系统包括一个数据库，用以储存运行数据与运行计划。
5.根据权利要求2所述的有机固体废物堆肥网络协同监控系统，其特征在于，运行数据与风机联动控制关系包括：堆体温度超过设定温度0.5～10℃时，开启风机；堆体温度低于设定温度0.5～10℃时，风机停止运行；堆体氧浓度低于1～10％时，开启风机。
6.根据权利要求4所述的有机固体废物堆肥网络协同监控系统，其特征在于，所述分析程序根据堆肥项目原始数据和上传运行数据进行分析计算，通过多个项目类比得到运行效率最高的运行模式，结合项目原始数据形成新的运行计划；其中原始数据包括：生料含水率、干料含水率、熟料含水率、添加配比、以及发酵周期；上传运行数据包括：运行控制数据和环境在线监测数据。
7.根据权利要求4所述的有机固体废物堆肥网络协同监控系统，其特征在于，所述数据库能够储存分类堆肥过程的运行数据，及与运行数据对应的运行计划和环境参数。
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