过程控制在堆肥反应中的应用.docVIP

控制方案的选择 第一节 堆肥系统过程控制的理论基础 堆肥化反应是一个生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物学过程。实质上它与自然界中树叶和其它有机物的分解过程完全相同，而堆肥过程的控制有别于自然界的腐败。该领域已经开展了一些研究工作。观察堆肥过程进行得是否顺利，主要根据堆肥物料中有机物和堆肥工艺控制参数的变化。通过堆肥的过程控制，保证堆肥过程顺利进行。对于各种堆肥系统而言，其控制和监测堆肥过程的运行参数是一致的，主要有有机物、含水率、温度、通气量、pH值、腐熟度等“〕。 一．堆肥生产过程自动监控系统 本工程设置自动检测与自动控制系统，对进厂垃圾的计量及发酵过程中的温度、湿度、氧气浓度、好氧速率进行在线监控，并对厂区生产线、总控室、综合办公室、化验室、门卫等主要部分进行电视监控。车间内垃圾处理设备的自动控制由设备供货商配套提供，通风及污水处理系统通过PLC可编程序控制器及配套附件达到自动控制，CPN成套变电站采用TOP9了00变电站综合自动化系统装置对高低压系统进行监控。根据工艺流程及厂房布置，依据“实用、可靠、经济、先进”的原则，采用“集中管理、分散控制”模式建立一套先进可靠的现场监测、过程控制和计算机管理一体化的系统，本系统采用计算机连网，集中在总控室进行生产管理及监控。堆肥过程控制的工作流程示意图如图4.6.整个 监 控系统的设计内容包括传感设备的选择和位置安排，数据信号传输协议的规范，信号传送线路的布置，数字接口的选择与设计，控制指令系统的调试，主控制中心的建设，传感设备的数据采集方式等。采用以计算机和二级监控集散模式，以PLC器件构成子站，通过光缆、双绞线，PLC为基础的将PLC和中继器、网桥、集线器、服务器、操作站相连，构成一个局域网，以太网‘’。PLC作为下位机，可以和现场传感器、变送器、自动化仪表相连，进行数据通信，数据处理，数据管理。传感器组件将各种被检测因子的信息根据控制中心设定的采样频率送回中心，由人工智能控制系统进行信息识别。人工智能控制系统根据当前系统状态，发送索引指令以选择合适的模型控制器。最后由选定的模型控制器发出控制指令。指令转换成信号通过传感器、自动化仪表反馈到PLC，通过PLC进行数据处理，然后对控制对象进行管理‘叫。人工智能控制系统还可根据实时检测的最终堆肥质量，控制堆肥产品的不同流向，从而实现产品的自动分级。堆肥 反 应 过程需要考虑的因素很多，但一般选取主要的影响参数进行建模和控制研究。图4.7所示为堆肥反应过程控制系统方框图 第二节 工艺流程 本工程采用现代化生产方法综合处理原生生活垃圾，生产的主要产品为优质有机肥，同时回收垃圾中其它可再生利用物质，堆肥残余物由车辆运输至填埋场填埋或焚烧厂焚烧。主要堆肥生产工艺有垃圾堆肥发酵工艺、垃圾自动分选工艺、堆肥后处理工艺。本 工程 采 用二次性垃圾发酵工艺，总发酵周期约40天左右。由于进厂垃圾含水率较高，平均在55%，直接进行垃圾分选效果不佳。因此将一次发酵和二次发酵分别置于垃圾分选工序的前后，达到垃圾堆肥和分选的目的。一次 发 酵 的主要目的是将垃圾中淀粉、糖类等较易分解的物质先进行发酵，并降低垃圾中较高的含水率，以利于筛分时减少有机质流失。垃圾的一次发酵在相互分隔封闭的10个一次发酵仓内进行，每个仓面积为54 X 27 =1458耐，堆高3.Om 。进厂的原生垃圾运输车经过磅后卸入垃圾给料槽(给料槽容积20m)，由板式给料机送入撕袋机破袋风选，除去大部分塑料及部分纸张后，由转载胶带输送机给入一次发酵仓。一次发酵仓内由装载机自内向外堆垛，堆高3m。一个发酵仓堆放2天的垃圾量及2000吨。顺次装满并封闭一次发酵仓后，垃圾的一次发酵便开始了。在垃圾堆垛和发酵过程中，喷洒发酵液，并于室内强制通风打氧，经过20天的好氧发酵，水份降至30%左右，即可由移动式输送机出料，转入垃圾分选工艺系统。经过分选工艺筛分后的垃圾一次发酵产品由装载机运到二次发酵区堆成条堆进行二次发酵，发酵周期20天左右。二次发酵区总面积为278 X 54 X 2= 30024m-,可堆条堆数为35堆，单条堆长130m，其横断面为等腰三角形，底宽4.5m ,高2.2m .堆好后即用翻拌机进行翻拌，同时添加微生物发酵液、除臭剂和灭蝇剂。每天必须测试温度、pH值，如达到700 C即进行翻拌，水份在发酵期须维持在50%左右，在二次发酵过程后期堆肥 温 度 会逐渐下降，如降至室温(30弋以下)表示堆肥己腐熟，即可用装载机出料，转入堆肥成品后处理工艺系统。垃 圾 自动 分选工艺该 系 统 按 1 000吨/天垃圾处理规模考虑，设计配置了两条500吨/天的垃圾自动 分选生产线。主要工艺采用垃圾自动分类、垃圾重力风选、垃圾弹跳分类等专用垃圾分选技术。 一．温度的影响 所有有机体都有可以维持其生物化