SACT污泥全机械化堆肥工艺与自动控制系统

王 涛

(机科发展科技股份有限公司，北京 100044)

SACT污泥全机械化堆肥工艺与自动控制系统

王 涛

(机科发展科技股份有限公司，北京 100044)

阐述了SACT-BII污泥堆肥工艺以及自动控制系统组成，介绍了混料控制系统、发酵仓控制系统、物料输送控制系统等三个子系统，分析了工艺目的和过程控制。结论为：机械化堆肥实现的关键在于自动控制系统的设计，成败取决于自动控制系统的可靠性。运行良好的自动控制系统可以为污泥机械化堆肥项目大型化提供技术支撑。

SACT;污泥堆肥;机械化;自动控制

2009年2月18日，住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术部联合颁布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》，为污泥处理处置提供了技术引导，政策对于污泥处理技术路线推荐采用：厌氧消化、高温好氧发酵（堆肥）、石灰稳定、污泥热干化、污泥焚烧等处理技术。其中“污泥以园林绿化、农业利用为处置方式时，鼓励采用高温好氧发酵（堆肥）等方式处理污泥”，“污泥以填埋为处置方式时，可采用高温好氧发酵方式处理污泥。”

污泥堆肥技术无论是从技术难度、运行管理难度，还是经济性等方面都是适合我国国情的，但多年来由于诸多制约因素，工业化推广过程遇到了很多难题，尤其随着污泥处理项目规模的逐渐扩大，问题日益突出。其中主要问题是如何实现处理系统全封闭、全自动的机械化堆肥，以解决二次污染和人员安全的矛盾。

1 SACT污泥机械化堆肥工艺流程

SACT-BII污泥堆肥系统是SACT族污泥堆肥工艺的一种，也是国内第一套真正实现全封闭大型工业化处理目的的污泥机械化处理系统，其体现了好氧发酵系统封闭化、物料储运系统自动化、除臭系统高效化的特点。下面以某大型污泥堆肥项目工艺流程为例。

干料由载重车运入厂内，由气力输送系统送入干料料仓储存。生料由污泥专用车运入生产车间倒入生料储池储存。

生料由位于地坑底部的收集系统收集并输送到设置在地坑一端的提升机，再经过配料机按照预定量进入混料机；干料由干料料仓底部配料机按照预定量进入混料机；熟料由熟料料仓底部的配料机按照预定量进入混料机；混料机将三种物料充分混合搅拌，完成混料过程。

含水率控制在55%～60%的混合物料由混料机出口经过上料机，落到布料机上，在指定仓位上方的卸料器落下，混合物料随之落入指定仓位，完成自动进仓过程。

翻堆机由仓尾（出料端）向仓首（进料端）行走，物料向出料端移动，最靠近仓尾的熟料落入到位于仓尾边上的出料机上，完成自动出仓过程。

出料皮带输送机最远端搭接回流系统，将熟料输送到熟料料仓内，在熟料料仓满仓后，熟料通过设置在回流系统的卸料装置落到等待在下方的载重车内，运送至成品库。

熟料在成品库内按照顺序由装载机堆置成堆垛，经过20天左右的后熟，成品可以根据品质作为肥料基质、土壤改良剂、生物燃料、建材辅料或者垃圾填埋场覆盖土外运综合利用。

封闭堆肥仓的臭气由收集系统收集送到生物除臭系统处理，在堆肥仓与混料区连接处、门窗等位置设置植物液喷淋除臭装置，在夏季开启喷淋除臭。

SACT-BII工艺流程见图1。

图1 SACT-BII工艺流程

2 子系统

SACT自动控制系统分为混料控制系统、发酵仓控制系统、物料输送控制系统三个子系统，此外还包括除臭控制系统、通风控制系统、门禁控制系统、闭路电视控制系统、照明控制系统等辅助系统。SACT自动控制系统分解示意见图2。

图2 SACT自动控制系统分解示意

本文主要介绍前三个核心控制系统。

（1）混料控制系统

混料控制系统是整个共制系统的关键，包括：储料、配料和混料等系统，储料系统主要控制料仓、料坑等储料区的物位；配料系统出要控制配料机的运行速度以调节各种物料配比；混料系统主要控制混料机的运行速度，以达到与进料量相适应的生产能力。

（2）发酵仓控制系统

发酵仓控制系统是整合控制系统的核心，包括：翻堆、转仓、曝气等系统，翻堆系统主要控制翻堆机行走、翻堆系工作、翻堆系提升等动作；转仓系统主要控制翻堆机上下转仓机、转仓机精确平移等动作；曝气主要根据温湿传感器的在线检测，控制风机的启闭。

其中最为核心的翻堆系统控制主要采用时间与位置控制相结合。以下以机科F5.110翻堆机为例，介绍翻堆过程时间控制的计算方法（见下表）。

翻堆过程时间控制计算表

（3）物流输送控制系统

物料输送控制系统是整个控制系统最复杂的组成部分，包括进仓、出仓、回流以及与之配套的物料输送设备，进仓系统控制范围由混料机输出的物料到物料落入发酵仓，包括上料机、布料机（含固定或移动卸料系统）；出仓系统控制范围由物料落入落料机到提升离开发酵仓范围，包括落料机、出料机、提升机等设备；回流控制系统控制范围由出仓物料提升后到进入储料装置，包括回流输送机、产品输送机、产品卸料系统。

3 自动控制系统的应用

3.1 工艺目的

SACT污泥机械化堆肥工艺要求与物料接触的工作现场实现无人化管理，要求机械设备在安全可靠的前提下通过自动控制系统实现以前必须由人力完成的运行操作，强调设备谐同联动，实现污泥稳定、减量的工艺目的。

3.2 过程控制

SACT污泥机械化堆肥工艺核心过程控制如图 3所示。

图3 SACT自动控制系统过程控制示意

4 结语

自动控制系统的可靠性决定了封闭无人化堆肥系统实现的可行性。分解来看：SACT污泥全机械化堆肥工艺自动控制要求基本属于传统自动控制范畴，主要控制手段包括时间控制、位置控制、启停控制等，需要探测的参数较少、程序运行基本无变化（除曝气系统外）、设计工作量较大、难度较小。但需要指出的是，由于污泥处理项目所处条件恶劣，再加上出现事故时人员无发及时到达现场，因此必须选择高质量、稳定的控制元件，并且减少依赖单一控制方式的手段以保障系统的可靠性。

总而言之，机械化堆肥实现的关键在于自动控制系统的设计，运行良好的自动控制系统可以为污泥机械化堆肥项目大型化提供技术支撑。

[1]王涛，田德龙，修玉凤，等.SACT污泥快速堆肥工艺[J].中国环保产业，2008，7：28-29.

[2]王涛，霍跃文.污泥堆肥工艺流程中物料输送方式的选择[J].中国环保产业，2005，8：32-33.

[3]高定，陈同斌，黄启飞.堆肥过程自动测控系统及其应用[C].中国土木工程学会水工业分会排水委员会第四届第二次年会论文集，2004.11：379-383.

Composting Technology and Automatic Control System of SACT Sludge Mechanization

WANG Tao
(Machinery Technology Development Co., Beijing 100044, China)

The article elaborates the SACT-BII sludge composting technology as well as the automatic control system composition, introduces three sub-systems such as the mixture control system, the fermentation warehouse control system, and the material handling control system, analyzes the craft goal and the process control. Finally the conclusion is made: The key of mechanization composting lies on automatic control system’s design, the success or failure decides the reliability of automatic control system. The automatic control system of good operation can provide the technical support for the sludge mechanization compost project at large scale.

SACT; sludge composting; mechanization; automatic control

X703

A

1006-5377（2010）02-0032-03