堆肥過程中的通風(fēng)控制

 二、通風(fēng)速率控制

（一）通風(fēng)速率

向發(fā)酵設(shè)備內(nèi)的堆肥物料通風(fēng)時，應(yīng)使通入的空氣均勻地分布在全部堆料中。好氧堆肥的通風(fēng)供氧方式主要有自然擴(kuò)散、翻堆、被動通風(fēng)及強(qiáng)制通風(fēng)。條垛式堆肥系統(tǒng)常采用自然擴(kuò)散、翻堆和被動通風(fēng)方式，靜態(tài)垛和大多數(shù)反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)常采用強(qiáng)制通風(fēng)。堆肥期間需要供應(yīng)的總空氣量包括供氧、除濕和除熱的需要量。當(dāng)把這些空氣量轉(zhuǎn)化為實際的氣體供應(yīng)速率時，就可以指導(dǎo)通風(fēng)控制。

對于分批給料工藝，如條垛和好氧靜態(tài)堆肥，根據(jù)堆肥持續(xù)的時間，可以把總空氣量轉(zhuǎn)化為通氣速率。除平均速率外，還會用到同其最大速率和最小速率。研究者認(rèn)為，在45~65℃的溫度范圍內(nèi)，最大速率大約為4~14mgO₂/（g VS·h），對于混有木屑的粗污泥來說，最大通氣速率約為108~136m³/（h·t干物質(zhì)）。

如果通氣系統(tǒng)不能滿足最大通氣需求，堆肥過程中的溫度會超過設(shè)定的溫度。分批給料堆肥系統(tǒng)多采用不同的通氣方式。對于一些通氣堆和條垛系統(tǒng)，一個堆或者系統(tǒng)僅有一個吹風(fēng)機(jī)；在這種情況下，通過吹風(fēng)機(jī)可以滿足最大需求。其他的一些系統(tǒng)采用中央空調(diào)吹風(fēng)設(shè)施和許多單個堆相連，這樣，由于所有的堆不可能同時達(dá)到最大耗氧量，最大需求就要分別考慮。

對于連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，根據(jù)每天進(jìn)料基質(zhì)的重量，可以把需要空氣的量轉(zhuǎn)化為通氣的平均速率。針對不同堆肥原料與不同堆肥原料與不同堆肥規(guī)模采用的通風(fēng)速率見表1，可作為參考。

表1  堆肥通風(fēng)速率

注：1、備注列中沒有特殊標(biāo)明的為強(qiáng)制通風(fēng)反應(yīng)器系統(tǒng)（常勤學(xué)，2007）。

2、OM代表有機(jī)物；VM代表揮發(fā)性有機(jī)物；TS代表總固開/物。

（二）通風(fēng)控制

（1）不進(jìn)行控制  條垛式自然通風(fēng)是一個實例。這種方法不能應(yīng)用于好氣堆或反應(yīng)器系統(tǒng)。

（2）手動控制  用節(jié)流閥進(jìn)行手動控制通氣速率。在整個堆肥期間，通過節(jié)流閥可以手動調(diào)節(jié)各個傾斜式排氣管或者吹風(fēng)機(jī)中的流速。

（3）通過定時器開/關(guān)控制  這種方法通常用于靜態(tài)堆和一些反應(yīng)器系統(tǒng)中。定時器和節(jié)流閥相連接，調(diào)節(jié)開放時間和流速。雖然這種控制方法能夠提供堆肥所需的氧氣，但是若不能保持最佳溫度，超過適宜范圍，反而限制堆肥進(jìn)程。

（4）根據(jù)O₂或者CO₂的含量，進(jìn)行反饋控制  將O₂和CO₂探針插入堆肥混合物料或者排氣管中，可獲得O₂和CO₂產(chǎn)生的信號，調(diào)節(jié)空氣的供應(yīng)，并維持一定的O₂或者CO₂的含量。有研究表明，控制O₂濃度在15%左右，堆體最高溫度為70℃，有機(jī)質(zhì)降低了14%，O₂反饋通風(fēng)系統(tǒng)能耗較低（不用攪拌），但堆體溫度容易過高。

（5）根據(jù)溫度，進(jìn)行反饋控制  在堆肥混合物中插入熱電偶，它產(chǎn)生的控制信號可以用來調(diào)節(jié)空氣的流速或者吹風(fēng)機(jī)上的定時開關(guān)，維持一個設(shè)定的溫度。這種控制方法多用于靜態(tài)堆和反應(yīng)器系統(tǒng)，證明效果很好。

（6）空氣流速控制  如果日進(jìn)料量是一個合理的常數(shù)，對于操作者來講，通過手動調(diào)節(jié)扇形節(jié)氣閥或者設(shè)定一個控制流速的回路，能夠把流速控制到一個預(yù)期的值。一些條件變化不大的反應(yīng)器系統(tǒng)使用這種方法。