智能OAR集中曝气系统的制作方法

本实用新型涉及生活垃圾资源化技术领域，特别是指一种智能OAR集中曝气系统。

背景技术：

有机物废弃物高温好氧发酵（OAR）工艺是污泥或生活垃圾资源化处理中常用的一种工艺，它是利用好氧菌种和氧气对有机物进行氧化分解，最终转化为稳定性较高的类腐殖质，用作有机肥或土壤改良剂。这种转化过程是在发酵装置中完成的，发酵装置包括供曝气系统和发酵罐2大部分。根据工艺要求，曝气系统需向发酵仓内连续或间歇地供气，以使发酵罐仓内微生物处于良好的繁衍环境，促进有机废弃物的高效转化。

曝气系统包括供气系统和发酵控制系统2部分。在生活垃圾OAR多仓曝气工艺中，曝气系统可分为分散曝气与集中曝气2种。

分散曝气是1台风机对应1个发酵罐的供气方式。由于发酵罐中的物料堆体形态和疏松程度基本一致，压力均衡，管路系统简单，易控制，使用较广。但启停频率高，耗电大，设备使用寿命短。

集中曝气是采用1台风机对应多个发酵罐的供气方式。与分散曝气系统相比，具有风机使用数量少，启停频率低，耗电少，运行效率高等优点；有利于减少投资，节省运行成本。

发酵控制系统常采用分仓独立控制模式。

由于OAR曝气工艺的间歇曝气的特点，实际应用中，集中曝气系统存在如下问题：

1. 由于各发酵罐投料时间、物料添加量和曝气工艺不同，会出现有时多发酵罐同时供气，有时单发酵罐供气，造成系统供气量起伏不定，各发酵罐供气系统相互干扰，供气不均衡导致物料发酵效果差。

2.供气量波动幅度大，使风机常处于欠负荷或超负荷运行，增大能耗，并造成风机的损坏。

3.发酵控制系统功能单一，智能化程度不高。

4.分发酵罐独立控制模式，控制器件数多，制造成本较高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种智能集中曝气系统，旨在提高曝气系统稳定性、降低能耗，减少故障率，节省投资成本和运行成本，确保发酵质量。可应用于污泥、生活废弃物等多罐高温堆肥处理的场合。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能OAR集中曝气系统。

该曝气系统由恒压变量供气系统控制模块和发酵自动控制模块组成，其中，恒压变量供气系统控制模块包括风机、变频器、压力变送器、PLC控制器、曝气头和管件，发酵自动控制模块包括PLC控制器、流量控制阀、温度传感器和管件，风机连接曝气主管，风机通过变频器调速，压力变送器监测曝气主管压力，并实时传送给PLC控制器，发酵罐上设置温度传感器，发酵罐下部设置曝气头，曝气头通过曝气支管连接曝气主管，曝气支管上设置流量控制阀，温度传感器将数据实时传送给PLC控制器。

其中，发酵罐数量大于一个，发酵罐之间并联。

风机采用旋涡风机，为曝气系统提供压力气源。

曝气主管采用PAP管件，包括直管、接头，连接于风机和曝气支管之间。

流量控制阀采用电磁流量控制阀，安装于发酵罐曝气支管上，由PLC控制器控制启闭，实现供气与停止功能。

温度传感器采用Pt100温度传感器，与PLC控制器连接。

曝气支管采用PAP管件，包括直管、三通、接头，曝气支管一端连接于曝气主管，另一端接曝气头。

曝气头采用铜质多孔喷头。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1. 恒压变量供气有利于系统的平稳、节能运行，延长风机使用寿命。

2. 发酵工艺智能化控制，精准控制曝气量，有利于提高发酵质量，缩短发酵周期；自动化程度高，降低劳动强度。

3.系统调整操作方便，维护简单，运行可靠，有利于节省运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的智能OAR集中曝气系统结构示意图。

其中：1-风机；2-变频器；3-压力变送器；4-PLC控制器；5-一号温度传感器；6-一号发酵罐；7-二号温度传感器；8-二号发酵罐；9-三号温度传感器；10-三号发酵罐；11-四号温度传感器；12-四号发酵罐；13-曝气头；14-曝气支管；15-四号流量控制阀；16-三号流量控制阀；17-二号流量控制阀；18-一号流量控制阀；19-曝气主管。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种智能OAR集中曝气系统，如图1所示，该系统由恒压变量供气系统控制模块和发酵自动控制模块组成，其中，恒压变量供气系统控制模块包括风机1、变频器2、压力变送器3、PLC控制器4、曝气头和管件，发酵自动控制模块包括PLC控制器4、流量控制阀、温度传感器和管件，风机1连接曝气主管19，风机1通过变频器2调速，压力变送器3监测曝气主管19压力，并实时传送给PLC控制器4，发酵罐上设置温度传感器，发酵罐下部设置曝气头13，曝气头13通过曝气支管14连接曝气主管19，曝气支管14上设置流量控制阀，温度传感器将数据实时传送给PLC控制器4。

在本具体实施例中，采用四组发酵罐并联。一号发酵罐6上设置一号温度传感器5，一号发酵罐6连接的曝气支管上设置一号流量控制阀18；二号发酵罐8上设置二号温度传感器7，二号发酵罐8连接的曝气支管上设置二号流量控制阀17；三号发酵罐10上设置三号温度传感器9，三号发酵罐10连接的曝气支管上设置三号流量控制阀16；四号发酵罐12上设置四号温度传感器11，四号发酵罐6连接的曝气支管上设置四号流量控制阀15。

恒压变量供气系统控制模块采用“管道压力-风机转速”闭环控制系统模式，由PLC控制，实现系统恒压变量供气。

其中，风机采用旋涡风机，为系统提供压力气源。

变频器采用低压变频器，用于风机调速。

压力变送器：采用管道气体压力传感器，用于监测管道压力并反馈给PLC,再由PLC通过变频器调节风机风速，实现恒压运行。

曝气主管采用PAP管件，包括直管、接头等，连接于风机和曝气支管之间，用于气体输送。

PLC控制系统采用多温区程序控制系统，进行“温度-时间”双因素的自动控制。每个温区可独立控制，并可实现全段变参数智能控制。

PLC控制器与流量控制阀、温度传感器连接。采用触摸屏式操作，主要参数设置可在一个界面内完成。具有实时参数、历史记录及报警等功能。在异常超压，压力传感器断线，电源意外中断等非正常情况下系统会自动报警。采用模块化结构，具备扩展功能，可根据实际仓数扩展控制路数。

流量控制阀采用电磁流量控制阀，安装于各发酵罐进气管上，由控制器控制启闭，实现供气与停止功能。

温度传感器采用Pt100温度传感器，与PLC控制器连接，用于发酵温度检测与反馈。

曝气支管采用PAP管件，包括直管、三通、接头等，一端连接于曝气主管，另一端接曝气头。

曝气头采用铜质多孔喷头，用于对物料的均衡曝气。

该曝气系统工作原理如下：

该系统中2模块并行运行。

1. 恒压变量供气系统控制模块

采用“管道压力-风机转速”闭环控制系统模式，即在主管道上安装压力变送器，设定工作压力区间，压力变送器将检测压力变化的模拟量信号反馈到PLC，PLC通过变频器对风机变频调速，实现恒压变量供气。

采用间歇曝气工艺时，各罐供气时间不一致。当供气罐数减少，管道压力增大，变频器频率调小，风机转速下降，管道压力下降至设定值。反之亦然。

2.发酵自动控制模块

采用“温度-时间”全段变风量智能控制方式，即根据发酵工艺要求设定各罐的温度控制区间和曝气时间，由PLC对通断阀发出开启或关闭的指令，实现对各发酵仓进行间歇或连续供气；各仓运行集中控制，独立运行。

运行规则：当物料在设定的温度区间时，由“时间”控制电磁阀启闭。当物料温度低于下限温度或高于上限温度时，由“温度”控制电磁阀启闭。温度控制优先于时间控制。

在具体使用中，如图1，用于4仓园林废弃物堆肥发酵装置的集中控制系统，间歇供气方式。

选用0.75kw旋涡风机，24v直流低压变频器，0~3000Pa赫斯曼气体压力传感器，DN25 PAP管件，组成恒压变量供气模块。

选用DN25电磁流量控制阀，4路Pt100温度传感器，DN15 PAP管件，DN15铜质喷头，组成智能发酵控制回路。

定制4温区程序控制系统，采用触摸屏式操作，具有实时参数、历史记录及报警等功能。控制系统与流量控制阀、温度传感器连接。

设定首段发酵参数：主管压力1000Pa，温度区间25~65℃，时间顺序开10分钟，停20分钟，循环运行7天。

设定第二段发酵参数：主管压力800Pa，温度区间25~45℃，时间顺序开5分钟，停25分钟，循环运行10天。

设定末段发酵参数：主管压力600Pa，温度区间25~35℃，时间顺序开5分钟，停30分钟，循环运行5天。

开启恒压变量供气模块和发酵自动控制模块，系统自动运行并记录运行参数，直至发酵周期完成。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。