CN104297321B - 一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置 - Google Patents

一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置 Download PDF

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马闯
赵继红
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张宏忠
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Beijing Environmental Protection Technology Co., Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，包括高温高湿气体预处理系统和自动监测与智能干燥系统，所述高温高湿气体预处理系统，包括蛇形冷凝管、汽水分离器、沉降缸、排水阀、Nafion管、2个抽气泵和5个电控阀，所述蛇形冷凝管、汽水分离器、抽气泵、沉降缸、Nafion管依次串联起来，所述蛇形冷凝管前端设有电控阀I，所述汽水分离器下端设有电控阀II，所述汽水分离器与所述抽气泵之间设有电控阀III，所述沉降缸下端设有电控阀IV。本发明具有高温高湿堆肥气体预处理系统和智能抽空气干燥功能；采用智能检测，可实现自动监测和无人值守，可编程控制设定测量时间、测量时长和测量间隔，需要时也可人工操作。

Description

一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置
技术领域
本发明涉及检测领域，具体涉及一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置。
背景技术
堆肥过程中会产生各种臭气物质，由此所带来的恶臭污染问题已成为限制堆肥技术发展的障碍因素。硫化氢是氧气供应不足时厌氧菌对有机物分解不彻底的产物，是堆肥过程中产生的重要臭气物质，在城市污泥高温堆肥过程中，硫化氢浓度最高可超过100mg/m3，由于硫化氢的嗅阈值为0.007mg/m3，因此在传统堆肥工艺中其对臭气浓度的贡献率较高，控制不当会排放出来对环境空气造成污染，是污泥好氧发酵过程中需要控制的重要致臭物质之一。因此，能够对污泥发酵过程产生和排放的硫化氢进行监测和研究，特别是实时智能监测以便采取相应的控制措施就显得十分重要。
目前常规的硫化氢检测仪一般是采用泵吸或扩散的方式与硫化氢检测仪内部电的化学传感器接触，获取相应硫化氢浓度，再此过程中，硫化氢电化学传感器是硫化氢检测仪的核心部件，能否正常运转也就成为硫化氢准确测量的关键。对于检测空气中的硫化氢浓度等常规的状况这种硫化氢检测仪没有问题。但是污泥本身含水率高达80％，好氧发酵处理的主要目的之一就是脱水干化，在高温发酵过程中微生物的活动产生的热量，将污泥中的液态水转化为气态水蒸气，通过鼓风或蒸发的方式进入大气中，因此，污泥好氧发酵过程中堆体内部和排出的尾气都是高湿高温气体，水汽几乎呈饱和状态。
电传学感器内电池的电解质是一种水溶剂，用疏水屏障予以隔离，疏水屏障具有防止水溶剂泄漏的作用。然而，和其它气体分子一样，水蒸汽可以穿过疏水屏障。在大湿度条件下，长时间暴露可能导致过量水分蓄积并导致泄漏。为了保证测试结果的准确性，电化学传感器要求所测试气体尽可能的干燥，一般要求温度范围为-40℃至+45℃，相对湿度：15-95％且无凝露，然而污泥高温好氧发酵所产生的气体中，势必包含大量的高温水蒸气。在检测其硫化氢含量时，会使高温水蒸气与电化学传感器接触，对电化学传感器产生损害，降低测量的准确性和硫化氢电化学传感器的寿命。同时，市面常规的硫化氢检测仪缺乏智能检测功能，不能自动监测和无人值守，无法编程控制设定测量时间、测量时长和测量间隔，需要人工操作，对于需要长时间监测硫化氢状况的需求无法满足。例如
专利200920082814.9提供了一种连续检测天然气中硫化氢含量的方法，包括硫化氢探测器，调压器，采样器，高压油污过滤器，控制显示器；其优点是可以连续监测硫化氢含量。缺点是：1、缺乏对检测气体中水汽的去除措施，不能保护电化学检测器，影响使用寿命。2、功能单一，不能自动监测和无人值守，无法编程控制设定测量时间、测量时长和测量间隔，需要人工操作。
专利88106251.0提供了一种检测空气中硫化氢含量的方法，由有机凝胶电解质和两个网状的银/硫化银电极构成；其优点是结构简单，性能稳定，灵敏度高。缺点是：1、采用扩散方式检测气体，时效性差。2、缺乏对检测气体中水汽的去除措施，不能保护电化学检测器，影响使用寿命。3、功能单一，不能自动监测和无人值守，无法编程控制设定测量时间、测量时长和测量间隔，需要人工操作。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，以实现污泥好氧发酵过程中硫化氢的准确检测，
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，包括高温高湿气体预处理系统和自动监测与智能干燥系统，所述高温高湿气体预处理系统，包括蛇形冷凝管、汽水分离器、沉降缸、排水阀、Nafion管、2个抽气泵和5个电控阀，所述蛇形冷凝管、汽水分离器、抽气泵、沉降缸、Nafion管依次串联起来，所述蛇形冷凝管前端设有电控阀I，所述汽水分离器下端设有电控阀II，所述汽水分离器与所述抽气泵之间设有电控阀III，所述沉降缸下端设有电控阀IV，所述蛇形冷凝管位于沉降缸上方，以便冷凝水能够进入沉降缸，所述抽气泵与Nafion管外层连通，由抽气泵抽取新鲜空气在Nafion管外层形成气流，所述自动监测系统与智能干燥系统，包括可编程触摸屏工控器，进气检测室、硫化氢电化学传感器、与气体预处理系统共用的抽气泵I和抽气泵II，硫化氢变送器和3个电控阀，所述Nafion管与所述进气检测室相连，所述进气检测室内设有硫化氢电化学传感器，所述硫化氢电化学传感器连接有硫化氢变送器，所述硫化氢变送器将硫化氢浓度大小转换为一定大小的电信号传输入可编程触摸屏工控器，直接显示在触摸屏上并存储在可编程触摸屏工控器的相应路径下。
其中，所述抽气泵II由抽气泵I串联控制，抽气泵I开，抽气泵II同时打开，使Nafion管外层新鲜空气气流和管内层待测气体方向相反。
其中，所述汽水分离器、沉降缸、进气检测室下端连接有电控阀，每次完成检测后，自动打开进行排水作业。
其中，所述气流的流速为5L/min。
其中，所述可编程触摸屏工控器可进行编程设定测定时间、测定间隔、测定时长进行自动检测，存储并导出数据，并可根据需要实现自动检测和手动检测的互相转换。
其中，还包括电源，为上述装置供电。
本发明具有以下有益效果：具有高温高湿堆肥气体预处理系统和智能抽空气干燥功能；采用智能监测，可实现自动监测和无人值守，可编程控制设定测量时间、测量时长和测量间隔，需要时也可人工操作。
附图说明
图1为本发明实施例一种污泥好氧发酵智能硫化氢检测装置的结构示意图。
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包括高温高湿气体预处理系统和自动监测与智能干燥系统，所述高温高湿气体预处理系统，包括蛇形冷凝管2、汽水分离器3、沉降缸7、排水阀8、Nafion管10、2个抽气泵和5个电控阀，所述蛇形冷凝管2、汽水分离器3、抽气泵I 6、沉降缸7、Nafion管10依次串联起来，所述蛇形冷凝管2前端设有电控阀I 1，所述汽水分离器下端设有电控阀II 4，所述汽水分离器3与所述抽气泵I 6之间设有电控阀III5，所述沉降缸7下端设有电控阀IV8，所述蛇形冷凝管2位于沉降缸7上方，以便冷凝水能够进入沉降缸7，所述抽气泵II 9与Nafion管10外层连通，由抽气泵II 9抽取新鲜空气在Nafion管10外层形成气流，所述自动监测系统与智能干燥系统，包括可编程触摸屏工控器15，进气检测室11、硫化氢电化学传感器13、与气体预处理系统共用的抽气泵I 6和抽气泵II 9，硫化氢变送器14和3个电控阀，所述Nafion管10与所述进气检测室11相连，所述进气检测室11内设有硫化氢电化学传感器13，所述硫化氢电化学传感器13连接有硫化氢变送器14，所述硫化氢变送器14将硫化氢浓度大小转换为一定大小的电信号传输入可编程触摸屏工控器15，直接显示在触摸屏上并存储在可编程触摸屏工控器15的相应路径下。
所述抽气泵II 9由抽气泵I 6串联控制，抽气泵I 6开，抽气泵II 9同时打开，使Nafion管10外层新鲜空气气流和管内层待测气体方向相反。
所述汽水分离器3、沉降缸7、进气检测室11下端连接有电控阀V12，每次完成检测后，自动打开进行排水作业。
所述气流的流速为5L/min。
所述可编程触摸屏工控器15可进行编程设定测定时间、测定间隔、测定时长进行自动检测，存储并导出数据，并可根据需要实现自动检测和手动检测的互相转换。
还包括电源，为上述装置供电。
所述可编程触摸屏工控器可编程自动开启电控阀5，关闭电控阀1，由抽气泵I 6抽取新鲜空气对进气路、进气检测室和电化学传感器进行干燥，并可设定干燥时间、干燥时长及干燥时间间隔。
本具体实施抽气泵I抽取堆体内的气体首先经过蛇形冷凝管进行初步降温冷凝，然后进入汽水分离器分离初步的冷凝水，通过沉降缸进行冷凝脱水，最后进入Nafion管内侧进行除湿，流速为0.8L/min，进入进气检测室，与硫化氢电化学传感器扩散接触获取硫化氢浓度，通过硫化氢变送器将硫化氢浓度大小转换为一定大小的电信号传输入可编程触摸屏工控器，直接显示在触摸屏上并存储在可编程触摸屏工控器的相应路径下，完成检测后，自动打开进气检测室和沉降缸上相连的电控阀进行排水作业，并能定时打开抽气泵I 6、电控阀5，并关闭电控阀1抽取新鲜空气对进气路、检测室和电化学传感器进行空气干燥。
本具体实施还可以将硫化氢电化学传感器13替换成氨气电化学传感器，将硫化氢变送器14替换成氨气变送器，用于检测污泥好氧发酵中的氨气检测。
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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，其特征在于，包括高温高湿气体预处理系统和自动监测与智能干燥系统，所述高温高湿气体预处理系统，包括蛇形冷凝管(2)、汽水分离器(3)、沉降缸(7)、排水阀(8)、Nafion管(10)、2个抽气泵和5个电控阀，2个抽气泵包括抽气泵I(6)和抽气泵II(9)，所述蛇形冷凝管(2)、汽水分离器(3)、抽气泵I(6)、沉降缸(7)、Nafion管(10)依次串联起来，所述蛇形冷凝管(2)前端设有电控阀I(1)，所述汽水分离器下端设有电控阀II(4)，所述汽水分离器(3)与所述抽气泵I(6)之间设有电控阀III(5)，所述沉降缸(7)下端设有电控阀IV(8)，所述蛇形冷凝管(2)位于沉降缸(7)上方，以便冷凝水能够进入沉降缸(7)，所述抽气泵II(9)与Nafion管(10)外层连通，由抽气泵II(9)抽取新鲜空气在Nafion管(10)外层形成气流，所述自动监测系统与智能干燥系统，包括可编程触摸屏工控器(15)，进气检测室(11)、硫化氢电化学传感器(13)、与气体预处理系统共用的抽气泵I(6)和抽气泵II(9)，硫化氢变送器(14)和3个电控阀，所述Nafion管(10)与所述进气检测室(11)相连，所述进气检测室(11)内设有硫化氢电化学传感器(13)，所述硫化氢电化学传感器(13)连接有硫化氢变送器(14)，所述硫化氢变送器(14)将硫化氢浓度大小转换为一定大小的电信号传输入可编程触摸屏工控器(15)，直接显示在触摸屏上并存储在可编程触摸屏工控器(15)的相应路径下。
2.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，其特征在于，所述抽气泵II(9)由抽气泵I(6)串联控制，抽气泵I(6)开，抽气泵II(9)同时打开，使Nafion管(10)外层新鲜空气气流和管内层待测气体方向相反。
3.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，其特征在于，所述汽水分离器(3)、沉降缸(7)、进气检测室(11)下端连接有电控阀V(12)，每次完成检测后，自动打开进行排水作业。
4.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，其特征在于，所述气流的流速为5L/min。
5.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，其特征在于，所述可编程触摸屏工控器(15)可进行编程设定测定时间、测定间隔、测定时长进行自动检测，存储并导出数据，并可根据需要实现自动检测和手动检测的互相转换。
6.根据权利要求1所述的污泥好氧发酵硫化氢智能检测装置，其特征在于，还包括电源(16)，为上述装置供电。
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