CN104181853A - 一种高效污泥好氧发酵诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效污泥好氧发酵诊断方法，包括如下步骤：将脱水污泥和调理剂按一定比例混合均匀，使得初始含水率为60-65％左右，加入发酵槽中进行发酵；将温度探杆和连接有抽气泵的抽气探头插于发酵槽内；将抽气泵另一端与安装有氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器的进气室相连，将氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器与变送器依次相连；通过导线将温度探杆、变送器与工控显示屏、可编程逻辑控制器连接。本发明通过在线监测温度、氧气、氨气和硫化氢浓度数据来判断不同通风策略下的发酵效果，方便查找发酵失败原因，进而反馈调控发酵过程，实现对污泥好氧发酵的自动诊断，提高了发酵的效果，缩短了发酵的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种发酵诊断方法，具体为一种高效污泥好氧发酵诊断方法。
背景技术
近年来城市污水厂规模不断扩大，大量的污水处理量的增加也产生了大量的剩余污泥。若剩余污泥处置不当，将会对周围环境造成不可估量的严重后果。污泥安全有效的处理处置，是我国可持续发展的必然要求。与厌氧消化不同，污泥好氧发酵具有发酵周期短，运营成本低，恶臭气体释放少的优点，污泥高温好氧发酵后土地利用成为我国城市污泥主要的处理处置方式之一。
在好氧发酵过程中，温度是保证发酵进行的重要因素，当温度过高时，会导致恶臭气体挥发量增大，并且不利于好氧微生物的生存；当温度过低时，污泥脱水速率降低，延长发酵时间。只有维持50-65℃之间，才能够最适宜好氧微生物菌的生长，并保证污泥堆体中水分正常挥发。
氧气含量是保证好氧发酵过程顺利进行的又一重要因素，只有保证供氧量的充足才能满足好氧微生物菌的正常生命活动。当堆体中氧气含量小于5％时，会使得好氧微生物菌种不能进行有氧呼吸且厌氧发酵，产生硫化氢等恶臭气体。通常认为10-15％的氧气含量最适宜好氧菌的生存，保证好氧生物发酵的正常进行。致臭尾气的释放是污泥堆肥过程的主要二次污染物，污泥好氧发酵释放的臭气主要有氨气、硫化氢和可挥发性有机物。其中氨气是好氧堆肥发酵的正常代谢产物，通常臭气指数较小，硫化氢和大部分致臭可挥发性有机物则是厌氧发酵的产物，这是由于堆体内部产生板结而局部供氧不足导致微生物厌氧发酵。在好氧发酵过程中，实时监控氨气、硫化氢、挥发性有机物的释放量能掌控整体和局部的发酵情况，便于调控鼓风机曝气参数从而保证最终发酵效果。
在污泥好氧发酵处置厂实际运行中，经常出现发酵槽发酵运行不稳定，发酵升温困难，高温持续时间不够长，臭气释放较多等问题，最终造成发酵失败。因此，需要对污泥好氧发酵过程进行智能诊断，及时快速的找到发酵失败的原因。由于在污泥好氧发酵过程中，一旦开始启动发酵过程，鼓风机就成为唯一可以控制的手段，好氧发酵过程中包含的一系列过程参数，如温度、氧气含量、氨气浓度、硫化氢浓度等都能通过鼓风机进行调控。污泥高温发酵过程中调控的通风策略参数，包含通风时机、通风时长、通风间隔以及通风量的大小。当通风量较小时，会造成含氧量较低不利于好氧微生物的生存；当通风量较大时，不利于堆体温度的保持并会增加挥发性气体的释放量。
常规的污泥发酵过程诊断方法，一般是工作人员凭借经验进行鼓风机参数的调整，或是由技术人员手持温度、氧气等探头对堆体进行多次测量判断，并调整鼓风机运行参数进行验证，诊断过程周期较长、费人工较多且准确度不高，诊断过程不能自动进行，不够智能。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种高效污泥好氧发酵诊断方法，通过PLC连接风机，编程智能控制风机的运转，实现智能定时定量精准鼓风，同时，发酵过程自动监测部分实时在线监测并记录污泥发酵过程温度、氧气、氨气和硫化氢的状况。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高效污泥好氧发酵诊断方法，包括如下步骤：
S1、将脱水污泥和调理剂按一定比例混合均匀，使得初始含水率为60-65％左右，加入发酵槽中进行发酵；
S2、将温度探杆和连接有抽气泵的抽气探头插于发酵槽内；
S3、将抽气泵另一端与安装有氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器的进气室相连，将氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器与变送器依次相连；
S4、通过导线将温度探杆、变送器与工控显示屏、可编程逻辑控制器(PLC)连接；
S5、通过导线将可编程逻辑控制器(PLC)与变频器、鼓风机相连；
S6、设定氧气、氨气、硫化氢的检测时间、检测时长、检测间隔；
S7、开启工控显示屏、可编程逻辑控制器(PLC)、温度探杆、氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器，进行发酵，直至发酵完成。
其中，所述温度探杆可以检测堆体上层、中层、下层的温度，了解发酵槽内不同部位的发酵情况。
其中，所述工控显示屏是一种带有嵌入式系统的触摸屏，可独立运行并存储相关发酵数据，不需要另外的主机，增加了设备的便携性。
其中，本具体实施可通过开启工控显示屏设定的不同鼓风机运行参数，通过监测发酵过程中温度、氧气、氨气和硫化氢的变化特征，智能判断所设定的鼓风机参数是否合适，快速找出发酵失败的原因，进而反馈调控发酵过程，自动进行鼓风机参数的修正，并验证诊断结果的正确与否。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过工控显示屏、可编程逻辑控制器(PLC)将温度探杆、温度、氧气、氨气、硫化氢探头监测到的相关数据传至工控显示屏供操作人员了解发酵参数，在线监控数据通过PLC后，通过PLC内部设定程序输出对鼓风机的指令，调整鼓风机的通风时机、通风时长、通风间隔，通过调整变频器的频率来改变通风量，同时通过在线监测温度、氧气、氨气和硫化氢浓度数据来判断不同通风策略参数下的发酵效果，方便查找发酵失败原因，进而反馈调控发酵过程，实现对污泥好氧发酵的自快速动诊断，提高了发酵的效果，缩短了发酵的时间。
附图说明
图1为本发明实施例一种高效污泥好氧发酵诊断方法中各设备的连接结构示意图。
图2为本发明实施例1中未采用比本发明的一种高效污泥好氧发酵诊断方法进行发酵的发酵温度变化状况示意图。
图3为本发明实施例1中采用本发明的一种高效污泥好氧发酵诊断方法进行发酵的发酵温度变化状况示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种高效污泥好氧发酵诊断方法，包括如下步骤：
S1、将脱水污泥和调理剂按一定比例混合均匀，使得初始含水率为60-65％左右，加入发酵槽2中进行发酵；
S2、将温度探杆9和连接有抽气泵10的抽气探头8安装于发酵槽2内；
S3、将抽气泵10另一端与安装有氧气传感器12、氨气传感器1、硫化氢传感器15的进气室7相连，将氧气传感器12、氨气传感器1、硫化氢传感器15与变送器11依次相连；
S4、通过导线将温度探杆9、变送器11与工控显示屏6、可编程逻辑控制器(PLC)5连接；
S5、通过导线将可编程逻辑控制器(PLC)5与变频器4、鼓风机3相连；
S6、设定氧气、氨气、硫化氢的检测时间、检测时长、检测间隔；
S7、开启工控显示屏6、可编程逻辑控制器(PLC)5、温度探杆9、氧气传感器12、氨气传感器1、硫化氢传感器15，进行发酵，直至发酵完成。
所述温度探杆9可以检测堆体上层、中层、下层的温度，了解发酵槽内2不同部位的发酵情况。
所述工控显示屏6是一种带有嵌入式系统的触摸屏，可独立运行并存储相关发酵数据，不需要另外的主机，增加了设备的便携性。
实施例1
脱水污泥(含水率79.8％)和调理剂(含水率8％)按一定比例混合均匀，使得初始含水率为64％左右，将物料分别加入两个发酵槽2中进行发酵。
两个槽的温度随时间变化规律如图2和图3所示，未采用本发明的一种高效污泥好氧发酵方法进行发酵的发酵槽，发酵开始后升温困难，达到高温期(60℃)的时间长达6.5天，造成发酵周期过长，影响生产效率(图3)。
采用本发明的一种高效污泥好氧发酵方法进行发酵，发现主要是前期通风量过大，每次鼓风后都会造成温度的下降，并智能控制调整通风策略后发酵槽达到高温期(60℃)的时间仅1天，可显著缩短升温期，升温速率可达30℃/天(图2)，进而缩短发酵周期，保证发酵成功。
综上所述，本具体实施通过工控显示屏、可编程逻辑控制器(PLC)将温度探杆、温度、氧气、氨气、硫化氢探头监测到的相关数据传至工控显示屏供操作人员了解发酵参数，在线监控数据通过PLC后，通过PLC内部设定程序输出对鼓风机的指令，调整鼓风机的通风时机、通风时长、通风间隔，通过调整变频器的频率来改变通风量，同时通过在线监测温度、氧气、氨气和硫化氢浓度数据来判断不同通风策略下的发酵效果，方便查找发酵失败原因，进而反馈调控发酵过程，实现对污泥好氧发酵的自动诊断，提高了发酵的效果，缩短了发酵的时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种高效污泥好氧发酵诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将脱水污泥和调理剂按一定比例混合均匀，使得初始含水率为60-65％左右，加入发酵槽中进行发酵；
S2、将温度探杆和连接有抽气泵的抽气探头插于发酵槽内；
S3、将抽气泵另一端与安装有氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器的进气室相连，将氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器与变送器依次相连；
S4、通过导线将温度探杆、变送器与工控显示屏、可编程逻辑控制器连接；
S5、通过导线将可编程逻辑控制器与变频器、鼓风机相连；
S6、设定氧气、氨气、硫化氢的检测时间、检测时长、检测间隔；
S7、开启工控显示屏、可编程逻辑控制器、鼓风机、温度探杆、氧气传感器、氨气传感器、硫化氢传感器，进行发酵，直至发酵完成。
2.根据权利要求1所述的一种高效污泥好氧发酵诊断方法，其特征在于，所述温度探杆可以检测堆体上层、中层、下层的温度，了解发酵槽内不同部位的发酵情况。
3.根据权利要求1所述的一种高效污泥好氧发酵诊断方法，其特征在于，所述工控显示屏是一种带有嵌入式系统的触摸屏，可独立运行并存储相关发酵数据，不需要另外的主机，增加了设备的便携性。
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| CN201410418103.XA CN104181853A (zh) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | 一种高效污泥好氧发酵诊断方法 |
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Publications (1)
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| CN201410418103.XA Pending CN104181853A (zh) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | 一种高效污泥好氧发酵诊断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104181853A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107543903A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-05 | 北京林业大学 | 一种在线监测污泥脱水工艺氨气和硫化氢的方法和装置 |
| CN110028340A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-19 | 山东省农业科学院畜牧兽医研究所 | 一种畜禽粪尿一体化的智能发酵系统及方法 |
| CN113885617A (zh) * | 2021-08-26 | 2022-01-04 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 一种粪污发酵控制装置及方法 |
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2014
- 2014-08-19 CN CN201410418103.XA patent/CN104181853A/zh active Pending
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| CN107543903A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-05 | 北京林业大学 | 一种在线监测污泥脱水工艺氨气和硫化氢的方法和装置 |
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| CN113885617A (zh) * | 2021-08-26 | 2022-01-04 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 一种粪污发酵控制装置及方法 |
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