SST 氧傳感器在污泥堆肥自動化監控系統的應用
1.污泥堆肥現狀與前景
我國的堆肥產業目前仍處在一個發展初期，堆肥規模、堆肥廠的數量以 及堆肥工藝水平基本停留在一個粗放式的簡單加工階段，與發達國家相比距 離甚遠，未來各類有機固體廢棄物的處理任務將十分龐大，也預示著這一產
業有著廣闊的發展空間。
2.污泥堆肥自動化監測必要性
節省人力成本，要求過程自動化。 加快發酵過程，提高發酵效率，要求快速精確的實時監控。 加快工業化生產，需要全過程監控自動化處理。 環境壓力迫在眉睫，需要加快生活垃圾，工業垃圾等處理，適應垃
圾處理產業化要求。
3.污泥堆肥自動化監測系統
污泥堆肥過程當中，環境指標的控制對于堆肥效果起到關鍵的作用，比 如環境溫度、濕度、氧濃度等，是好氧發酵過程中重要的幾個參數，時時掌
握這些參數的變化，將有利于控制整個發酵過程，對于發酵過程的設備控制、
能源控制等提供有效數據參數；除這些參數指標之外，發酵過程會產生很多 的臭氣，臭氣的產生對環境將產生很大的影響，會造成環境的二次污染，掌 握這些有害氣的產生量，有力于提高有害氣體處理環節的有效性，以達到效果。
4.污泥堆肥發酵過程控制分類
一、溫度控制
無線溫度測量系統是 BRET 測量采集控制系統的一個測量子系統。它采 用分層、分段采集、無線傳輸信號、集中接收處理圖形化的一套溫度探測、 監控系統，它具有功能全面、性能可靠，防爆設計、性價合理、使用便捷靈 活、無環境限制、傳輸距離遠、使用時間長等優點。它的優點是分層檢測、 可定制同一檢測點不同檢測層的分布。
該系統分為兩個部分：無線溫度探桿（用來分層、分段采集數據，并無
線傳輸給集中器）和（接收來自溫度探桿的數據，處理并打包，符合工業 RS-485 總線輸出）
堆體溫度探桿特點：
1.無線方式傳輸時，傳輸距離可以達到 1000M。
2.溫度探桿采用可充電鋰電池供電，電池每次充電使用時間可以達到 1
年。
3.溫度探桿采用不銹鋼探桿設計，圓形防爆表頭，堅固、抗腐蝕耐用，
抗干擾性強，工作濕度范圍大。
4.集中器采用鋁合金防水盒設計，并帶有金屬隔離網，抗射頻干擾，防 腐蝕。
5.集中器采用工業標準 RS-485 總線、符合 Modbus（RTU）協議輸出， 傳輸率達 38400bps，能夠連接多種外部設備或者 PC 機。
二、氧濃度控制
氧濃度探桿，用于直接測量堆肥中的氧濃度，來確認堆肥在發酵過程中 的空氣流通情況。傳感器被直接安裝在不銹鋼探針的頂端，并連同探針可以 直接插入堆肥材料中，可在 250℃范圍內測量混合氣體中氧氣含量，特別適 用于堆肥發酵及生物反應過程的監控，系統 24V 直流供電，標準測量量程：
0.1–25%氧氣，可選測量量程：0.1–99%氧氣。4-20mA 或 0-10VDC 輸出。 堆體氧濃度探桿特點
◆給氧氣探測板提供必要的電源，控制 SST 公司的動態氧傳感器
◆采用 ARM-Coretex-M3 內核的 32 位高性能、低功耗微控制器
◆高精度、線性輸出
◆量程：0-25%
◆兩種輸出方式：4 -20mA 和串行通信 (RS232/485, Modbus/RT)，通 信波特率可達 38400
◆配備有上位機校準服務程序，可直接通過和 PC 機連接進行校準
◆可以在空氣中（20.77% O2）或其它任何已知氧濃度環境中進行校準
◆電源和傳感器操作雙 LED 燈指示
◆圓形電路板，三個間距超過 60mm 的安裝孔，方便安裝節省空間
◆ SIP8_3.5 螺栓端子，方便接線
三、濕度控制
堆體水分的測定對發酵堆肥具有重要意義。水分是決定發酵過程是否充 分的重要物質，測量堆體的介電常數，能直接穩定地反應各種堆體內的真實
水分含量，與堆體物質本身的機理無關，是目前國際上的土壤水分測
量方法。BRET-5 型土壤水分傳感器是一款高精度、高靈敏度的測量土壤水 分的傳感器。
測量參數：土壤容積含水量 單 位：%（m3/m3）
量 程：0～99%（m3/m3）
精 度：0～50%（m3/m3）范圍內為±2%（m3/m3） 分辨率：0.1%（m3/m3 ） 測量區域：90%的影響在圍繞****的直徑 3cm、長為 6cm 的圓柱體
內
穩定時間：通電后約 1 秒 響應時間：響應在 1 秒內進入穩態過程
輸出形式： a: 4--20mA;
b: 無線通訊
材 料：不銹鋼外殼
特點：
1．高穩定性，安裝維護操作簡便。
2．支撐的材料為環氧樹脂，強度和壽命得到保證。
3．密封性好，可長期埋入土壤中使用，且不受腐蝕
4．采用標準的電流環傳送技術使其具有抗力強，傳送 距離遠，測量精度高，響應速度快。
5．土質影響較小，應用地區廣泛,價格低廉，適合多種情況 下使用。
四、臭氣濃度控制
堆肥發酵車間內，由于發酵過程中會產生很多氨氣等有害氣體，由此造 成對人體及周圍環境的的危害，環境的污染及人體的危害，使我們清醒的認
識到在處理污染物的同時，也要避免二次污染的產生。因此在污泥堆肥發酵
過程中臭氣污染的治理是一個重要的環節。
堆體臭氣濃度探桿：BRET 系列固定式氨氣檢測變送器(以下簡稱探頭)， 采用*的電化學傳感器，結合多年來氣體檢測探頭研制的經驗而開發出的 新產品。它可以廣泛應用于冶金、石油、石化、化工、輕工、焦化、市政、 煤氣、制藥、污水處理及許多特殊行業和領域。
五、通風控制
通風有三個主要目的： 、通風能滿足有機質分解的氧氣需求（也叫化學需氧量）；
第二、通風可以除去濕基質之中的水分（稱為干燥需求），當空氣被堆 肥基質加熱以后，可以蒸發掉水份，使得堆肥物料得到烘干；
第三、通風可以除去有機質分解產生的熱量，以控制過程溫度（稱為除 熱需求）。化學需氧量:1.95kg 空氣/kg 混合基質干重,說明滿足化學需氧 量時，空氣的重量幾乎是進料物質干重的兩倍。
水分干燥需氧量: 26.7g 干空氣/g ds 基質說明干燥所需的空氣遠比生
物氧化需要的空氣要多.
除熱需氧量:47.9g 空氣/g 基質 ds 除熱所需的空氣量遠比化學或者除 水分需要的都多。
堆肥所需空氣的重量是基質干重的 30～50 倍。由于氣體是看不到的， 空氣活動有時候總是被忽略。應該牢記基質處理既包括固體，也包括氣體部
分。
臭氣釋放規律
大多數臭氣是在堆肥周期的最初 7～10d 釋放出來的，最初 2～3 d 的 SOER 值為 10～20 m3/min-m2，此后，SOER 值迅速降低到 0.5～2 m3/min-m2 范圍。
翻堆前平均可達 15～30 m3/min-m2，翻堆后 SOER 值迅速增加到 550 m3/min-m2，然后在接下來的 3～4 小時開始降低。
雖然臭氣釋放的峰值與翻堆有關,但是臭氣釋放的主要部分還是在沒有 翻堆時。如果不考慮翻堆的頻率,估計因為翻堆而釋放的氣體大約相當于總釋放氣體的 10%到 15％。增加翻堆頻率會使釋放的峰值降低,但是總的臭氣 揮發量基本保持不變。基于以上研究，建議當天氣條件不好應當停止翻堆。
5.污泥堆肥臭氣處理的方法
吸附：氣體吸附是指通過特定的吸附裝置，把臭氣化合物溶 解到洗滌液中的一種臭氣處理方法。常用吸附裝置包
括噴霧塔、填充式洗滌床、流體洗滌床、板式塔、噴
射洗滌器。通常的化學藥劑包括：
氧化劑例如次氯酸鈉（NaOCI）, *（H2O2）及（ＫＭ
ｎＯ４）
堿性物例如 CaO，Ｃa[OH]2，NaOH 酸類例如 H2SO4，HCl
還原劑例如 Na2SO3，H2O2
吸收增強劑例如表面活性劑
