好氧堆肥系统中风机的选型及控制

第16卷第5期 ·10· 2008年10月 环境卫生工程 EnvironmentalSanitationEngineering V01．16No．5 October 好氧堆肥系统中风机的选型及控制木 吕 宝1，王中琪2，王成端2 (1．绵阳仁智科技集团股份有限公司，四川绵阳621000；2．西南科技大学，四川绵阳621010) 摘要：介绍了堆肥系统中风量、压头的计算方法，指出确定堆肥系统中风机的选型除符合风量、压头的条件 外，还应尽可能提高效率；通过对风机各种不同控制方式的比较，认为在好氧堆肥系统中。风机控制采用时间一温度反 馈控制系统比较合理。 关键词：堆肥系统；风机选型；风机控制方式 中图分类号：X799；X505文献标识码：A文章编号：1005—8206(2008)05--0010-03 SelectionandControlofFansinAerobicComposfingSystem LnBao‘，WangZhongqi2，WangChengduan2 (1．MianyangRenzhiTechnologyGroupCo．，Ltd，MianyangSichuan621000； 2．SouthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSiehuan621010) Abstract：ThecalculationmethodofairvolumeandpressureincompostingsystemW88introduced．Selectionoffans shouldnotonlyaccordtoairvolumeandpressure。butalsoimproveefficiency．Bycomparingdifferentcontrolmodesoffans， time-temperaturefeedbackcontrolsystemwagfitforeontroUingfaninaerobiccompostingsystem． Keywords：compostingsystem；selectionoffan；controlmodeoffan 在好氧堆肥系统中，氧气供应充足可以加速 有机质分解，缩短堆肥时间，提高堆肥初期温度 的上升速率，减少恶臭气体的产生⋯1。不同的通 风方式对堆肥过程有不同的影响[2】，与其它通风 方式相比，强制通风易于操作和控制【3】，是堆料 生物降解供氧的最有效方法。通风系统的核心是 风机，所以风机选择和控制是否合理直接影响堆 肥产品的好坏。 1风机风量计算 在污泥堆肥过程中，不同阶段通风的目的不 一样[引。微生物发酵初期通风是提供氧气；发酵 中期起供氧、散热冷却作用，冷却散热可通过装 置向外排风时带走水分实现，从而控制堆体的适 宜温度；发酵后期通风的目的在于降低堆肥的含 水率，通过增加通风次数和延长通风时间实现。 因此，堆肥过程中的通风主要从供氧、散热和去 除水分3个方面进行考虑。 1．1供氧所需通风量 在发酵周期中，微生物的种类、繁殖速度和 代谢快慢程度不同，耗氧速率也不一样，为了满 足发酵过程中最大需氧量，根据单位时间、单位 体积耗氧量经验值(一般为0．05一O．20m3／(rain· ·基金项目：固体废物处理与资源化教育部重点 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 资助 项目；科技部中欧科技合作项目(国科外贸 [2006337]) 收稿日期：2加8．02．13 m3))求供氧所需的风量[4】： pl=60／zru／V。 (1) 式中：Q。为供氧所需的风量，m3；60为时 间，rain；肛为发酵仓充满系数，0．6~0．8；n为 堆体个数；q为单位时间、单位体积耗氧量经验 值，1．2-1．5m3／(h·m3)；V为单个堆件体积，m3。 1．2去除水分所需空气量 为便于计算，可忽略调理剂的水分和堆肥 过程产生的水分，则堆肥过程的水分蒸发计算公 式[5]为： 阢码裂糍岛Yc。(1—X。)(1—置)(1一) 式中：W为每千克堆料水分蒸发量，kg／kg； 置、X。分别为有机物和堆肥的含水率，．％；l，。、yc 分别为有机物和堆肥中挥发性物质含量，％。 去除水分所需的通风量可由公式(3)计算： 忙志2丽WMm。 (3) 式中：Q：为去除水分所需的通风量，m3；日i、 见分别为进、出堆体空气的湿度，kg／kg；‰为 堆料干质量，kg；Mw为堆肥过程蒸发的水分，kg， Mw=WM砬；Po为空气密度，kg／m3，20℃时，p0= 1．18kg／m3。 1．3散热所需风量 根据热量平衡[3]有： 口，=gI+q朋疵。 “) 式中：口。为堆料中有机物发生氧化反应所放 万方数据 第5期 吕 宝，等好氧堆肥系统中风机的选型及控制 出的热量，kJ；g。为空气通过堆体带走的热量， kJ；q。为堆体中水分蒸发所带走的热量，kJ；qm 为加热堆体所需要的热量，kJ。 其中，q，、q．、q。、qm计算如下： fg鸭；，、 lqs=m"mcp’I(to-ti，； M lg—峨c”(屯‘)+帆卢； Ig血-』饥弗p'咄(t。-tio 式中：口为常数，a=13859．5kJ／kg；口为水在 60℃时的汽化潜热，卢_2397．4kJ／kg；c时c妒 c，，血分别为空气、水和堆料固体的比热容，Cp,a-" I．0kJ，(kg‘K)，c”=4．184kJ，(蝇‘K)，cp，血= 1．067-1．213kJ／(kg·K)；m¨，‰、帆、‰分 别为堆料中可生化降解有机物所需氧量、散热所 需空气量、蒸发的水量、堆料干质量，kg；tl、t。分 别为进、出堆体的空气温度，℃。 联立以上各式则有： ----mar。 (6) po 式中：Q，为散热所需的通风量，m3；‰为散 热所需空气量，kg；po为空气密度。 1．4通风总量的计算 Q=Q,+Q2+Q3。。 (7) t 式中：Q为通风总量；t为通风时间。通常污 泥堆肥过程中去除水分和散热所需的通风量远大 于供氧所需的通风量，并且它们是影响量的控制 因素。散热所需的空气量与供氧所需的空气量之比 称为空气功能比率(actionratio)，其值为9：1E6J。 对于湿物料，去除水分所需的通风量是控制因素； 对于堆料，散热所需的通风量大于去除水分所需 的通风量。对于间歇操作过程，通风速率可以是 最高、平均或最小。 2风机压力计算 2．1堆体的压力损失 ．· 堆肥所需的氧气是通过堆肥原料颗粒间空隙 供给，而颗粒间的间隙又取决于堆体颗粒的大小， 其压力损失计算如下‘，】： pl=f'lTv钞L佻(1-。e)z·。 (8) 式中：P。为压力损失，Pa；厂为系数；田为气 体传输效率，％；t，为气体在孔隙中的传输速度， m／s；工为气体传输距离，m；白为垃圾孔隙大小， m；D为堆料颗粒直径，m；F为堆料孔隙率。 2．2管路的压力损失 按照流体流动过程中的沿程损失、局部损失 计算，则有： p产避+鲨。 (9) 2鲥 29 式中：A为摩擦因数；秽为流体流速，m／s；d 为管道内径，m；L为管路长度，m；后为局部阻 力系数；g为重力加速度，n：lJ／s2；P：为管路的压力 损失，Pa，一般为250。500Pa。 在计算管路损失时，首先要确定管路中的气 体流速，主管上的气体流速通常取经验值10m／s， 支管上的气体流速通常取经验值7m／s，计算出风 量，确定管径，然后根据上述公式即可计算出管 路的压力损失。 2．3风机总压力 p--pl却2。 【10) 3风机选型与控制 3．1风机的选型 由于使用的条件不同，所以对风机有不同的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。在各类风机中，正确的选择风机的类型、 大小、台数以满足工程的不同需要。风机的选型 可以根据上面的公式计算确定，风机的合理选择， 不仅可以使系统正常运行，而且还能发挥风机的 最大作用，起到节能的效果。常见的风机按照叶 轮的形式可以分为离心式、轴流式，其优缺点比 较见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 襄1离心式风机和轴流式风机的比较 离心式风机 鍪妻箍罂萎蒜’ 噪声大，价格比较高 轴流式风机 髂奎耘耖觯’ 鍪票毳乏风压低’风 由表1可以看出，与轴流式风机相比较，离 心式风机更能满足堆肥系统的要求。因此，一般 选用离心式风机。 在风机选型中，除了满足系统的风量和风压 要求外，尽可能选择效率高的风机[引。这样既能 满足使用要求，又能节约运行费用。 3．2风机的控制 风机可连续运行或间歇运行。在风机间歇运 行的情况下，控制方式可分为： 1)时间控制。时间控制分为连续通风和间歇 通风2种。连续通风是在一定的通风量的条件下 对堆体连续通风；而间歇式通风则是在固定通风 量的条件下，用微电脑时间控制器控制风机的开 万方数据 ·12· 环境卫生工程 第16卷 关实现通风目的的通风方式。 2)温度反馈控制。温度反馈的风机控制方式 一般通过温度—供气反馈系统实现对风机的控制[9|。 堆体内氧气浓度一般在15％一20％时才可以满足微 生物新陈代谢的需要，而堆体温度越高，反应速 度越快。当超过60℃时，温度若再升高，反应速 度反而迅速衰退。所以高温堆肥温度最好控制在 55栅℃。当高于65℃时，启动风机，为堆体降 温；如此反复，使堆体温度始终保持在60℃左右。 3)时间一温度反馈控制。温度一时间联合控 制系统是通过时间控制器和温度反馈系统控制风 机的。当温度低于60℃时，由时间控制器控制鼓 风机的通断。当温度升到60℃后，自动转为由温 度控制器控制鼓风机的通断，使堆肥过程避免出 现60℃以上的高温。因60℃以上的高温会抑制 微生物的活性，不利于堆肥的发酵。 4)微电脑控制系统。将温度传感器及氧气传 感器测得的数据连续输入计算机，经过程序加工 处理后反馈控制鼓风机的通断及风量大小。它可 将温度控制法和耗氧速率控制法有机结合，保持 最佳的堆温和氧含量，当氧浓度控制在15％左右 时，可保证在整个堆肥过程中堆体温度不会超过 65℃，含水率逐渐降低，能获得满意的卫生学效 果和合格的堆肥产品，并实现堆肥通风系统的自 动化控制。 不同风机控制系统特点的比较见表2E10]。任 何堆肥通风控制系统的最终目标是在最佳的生物 降解速率下提供高质量的堆肥【lo]，保证堆肥产品 达到无害化的要求，降低其使用时的危害性。对 于强制通风静态堆肥系统，表2比较了不同控制 方式下的影响因素和结果，可见，时间一温度反馈 控制优于其它控制方式。 4结论 好氧堆肥通风系统设计中，堆肥一次发酵通 衷2不同风机控制系统的比较 常应选择强制通风方式，可以缩短堆肥周期，为 堆肥生产运行提供保障。风机的选型需要进行严 格的计算，选择合理的风机，使堆肥系统运行正 常。一般选用离心式风机，采用时间一温度反馈控 制方式比较合理。 随着社会经济的发展，资源和环境的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 会 受到广泛的重视，城市固体废物的堆肥处理有很 好的应用前景，堆肥通风系统的合理设计将保证 好氧堆肥处理系统的高效、低耗。 参考文献 [1]戴芳。曾光明。衰兴中，等．新型堆肥装置设计及其应用研究[J]．环境 污染治理技术与设备，2005，6(2)：24—28． [2]孔建松．郑玉琪，陈同斌．好氧堆肥过程中的氧气变化及其监测[J]． 生态环境，2003，12(2)：232—236． [3]魏源送，李承强，樊耀波。等．不同通风方式对污泥堆肥的影响[J】- 环境科学。2001。22(3)：54-59． [4]楮莲清，杨卫英，陈全明，等．城市生活垃圾好氧堆肥工艺强制通风 设计计算[J]．环境卫生1=程，2001，9(3)：120--122． 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