堆肥過程中的通風控制

 二、通風速率控制

（一）通風速率

向發酵設備內的堆肥物料通風時，應使通入的空氣均勻地分布在全部堆料中。好氧堆肥的通風供氧方式主要有自然擴散、翻堆、被動通風及強制通風。條垛式堆肥系統常采用自然擴散、翻堆和被動通風方式，靜態垛和大多數反應器堆肥系統常采用強制通風。堆肥期間需要供應的總空氣量包括供氧、除濕和除熱的需要量。當把這些空氣量轉化為實際的氣體供應速率時，就可以指導通風控制。

對于分批給料工藝，如條垛和好氧靜態堆肥，根據堆肥持續的時間，可以把總空氣量轉化為通氣速率。除平均速率外，還會用到同其最大速率和最小速率。研究者認為，在45~65℃的溫度范圍內，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）。

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

對于連續進料系統，根據每天進料基質的重量，可以把需要空氣的量轉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模采用的通風速率見表1，可作為參考。

表1  堆肥通風速率

注：1、備注列中沒有特殊標明的為強制通風反應器系統（常勤學，2007）。

2、OM代表有機物；VM代表揮發性有機物；TS代表總固開/物。

（二）通風控制

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

（2）手動控制  用節流閥進行手動控制通氣速率。在整個堆肥期間，通過節流閥可以手動調節各個傾斜式排氣管或者吹風機中的流速。

（3）通過定時器開/關控制  這種方法通常用于靜態堆和一些反應器系統中。定時器和節流閥相連接，調節開放時間和流速。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，反而限制堆肥進程。

（4）根據O₂或者CO₂的含量，進行反饋控制  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產生的信號，調節空氣的供應，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℃，有機質降低了14%，O₂反饋通風系統能耗較低（不用攪拌），但堆體溫度容易過高。

（5）根據溫度，進行反饋控制  在堆肥混合物中插入熱電偶，它產生的控制信號可以用來調節空氣的流速或者吹風機上的定時開關，維持一個設定的溫度。這種控制方法多用于靜態堆和反應器系統，證明效果很好。

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