堆肥过程中的通风控制

 二、通风速率控制

（一）通风速率

向发酵设备内的堆肥物料通风时，应使通入的空气均匀地分布在全部堆料中。好氧堆肥的通风供氧方式主要有自然扩散、翻堆、被动通风及强制通风。条垛式堆肥系统常采用自然扩散、翻堆和被动通风方式，静态垛和大多数反应器堆肥系统常采用强制通风。堆肥期间需要供应的总空气量包括供氧、除湿和除热的需要量。当把这些空气量转化为实际的气体供应速率时，就可以指导通风控制。

对于分批给料工艺，如条垛和好氧静态堆肥，根据堆肥持续的时间，可以把总空气量转化为通气速率。除平均速率外，还会用到同其最大速率和最小速率。研究者认为，在45~65℃的温度范围内，最大速率大约为4~14mgO₂/（g VS·h），对于混有木屑的粗污泥来说，最大通气速率约为108~136m³/（h·t干物质）。

如果通气系统不能满足最大通气需求，堆肥过程中的温度会超过设定的温度。分批给料堆肥系统多采用不同的通气方式。对于一些通气堆和条垛系统，一个堆或者系统仅有一个吹风机；在这种情况下，通过吹风机可以满足最大需求。其他的一些系统采用中央空调吹风设施和许多单个堆相连，这样，由于所有的堆不可能同时达到最大耗氧量，最大需求就要分别考虑。

对于连续进料系统，根据每天进料基质的重量，可以把需要空气的量转化为通气的平均速率。针对不同堆肥原料与不同堆肥原料与不同堆肥规模采用的通风速率见表1，可作为参考。

表1  堆肥通风速率

注：1、备注列中没有特殊标明的为强制通风反应器系统（常勤学，2007）。

2、OM代表有机物；VM代表挥发性有机物；TS代表总固开/物。

（二）通风控制

（1）不进行控制  条垛式自然通风是一个实例。这种方法不能应用于好气堆或反应器系统。

（2）手动控制  用节流阀进行手动控制通气速率。在整个堆肥期间，通过节流阀可以手动调节各个倾斜式排气管或者吹风机中的流速。

（3）通过定时器开/关控制  这种方法通常用于静态堆和一些反应器系统中。定时器和节流阀相连接，调节开放时间和流速。虽然这种控制方法能够提供堆肥所需的氧气，但是若不能保持最佳温度，超过适宜范围，反而限制堆肥进程。

（4）根据O₂或者CO₂的含量，进行反馈控制  将O₂和CO₂探针插入堆肥混合物料或者排气管中，可获得O₂和CO₂产生的信号，调节空气的供应，并维持一定的O₂或者CO₂的含量。有研究表明，控制O₂浓度在15%左右，堆体最高温度为70℃，有机质降低了14%，O₂反馈通风系统能耗较低（不用搅拌），但堆体温度容易过高。

（5）根据温度，进行反馈控制  在堆肥混合物中插入热电偶，它产生的控制信号可以用来调节空气的流速或者吹风机上的定时开关，维持一个设定的温度。这种控制方法多用于静态堆和反应器系统，证明效果很好。

（6）空气流速控制  如果日进料量是一个合理的常数，对于操作者来讲，通过手动调节扇形节气阀或者设定一个控制流速的回路，能够把流速控制到一个预期的值。一些条件变化不大的反应器系统使用这种方法。