一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法和系统

技术领域

本发明属于计算机数据处理领域，尤其涉及一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法和系统。

背景技术

城市生活垃圾的堆积会产生大量的危害。破坏城市景观、人居环境、生活环境的同时，会危及到人们的身体健康，严重了直接影响人民的生产生活，同时会对大气、水、土壤产生严重的危害。

从现有的城市生活垃圾处理方式来看，主要包括卫生填埋、高温堆肥和焚烧三种方式。 而焚烧处理方式研究最为广泛，尤其是利用垃圾进行焚烧形成热量发电技术日趋成熟。该技术在有效处理城市垃圾、保障人居环境的同时，实现资源回收利用，产生较好的经济和社会效益。因此，城市垃圾焚烧发电技术快速发展成为合理城市垃圾处理方法，被世界各国所推崇和使用。

然而当焚烧过程处理不当，或发生尾气处理前渗漏等问题时，极易造成二次污染。在垃圾焚烧站工艺流程中，废气中酸性气体直接排入大气，造成周边环境污染。垃圾焚烧后的残渣，尾气处理的固体废弃物，如处置不当，会造成土地资源的二次污染，破坏生态环境。同时，我国小型垃圾焚烧处理工艺系统的数字化控制管理，存在着集成性差、控制过程复杂、能耗成本过高等问题。因此，小型垃圾焚烧处理厂处理工艺提升，集成性提升成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

针对小型垃圾焚烧处理厂处理工艺不高，集成性低等问题。本发明提出了县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制系统，系统包括均与电气设备及系统功能模块，数字化集成管理功能模块向量相连的处理模块，所述摸块包括依次连接的模块化装配式的计量与收储功能模块，焚烧功能模块，余热利用功能模块，烟气净化功能模块，烟气在线监测功能模块；污水处理功能模块与所述计量与收储功能模块相连；灰渣收集处理功能模块与所述焚烧功能模块、烟气净化功能模块相连。本系统通过构建垃圾焚烧处理与能源利用数字化系统，实现了功能模块的模块集成化，当某一块或者子模块出现故障时，可以直接进行模块替换，降低了维修的难度；垃圾处理的双模块处理方式，分别对固废物、污泥和有害垃圾进行了设备运行实现自控的能力，实现了城乡区域的小型化对垃圾高效处理与减量化成套设备的集成化高效科学控制；通过自动化高效控制设置脱硝塔的连接方式，实现了二噁英的高温处理裂解以及氮化物的还原自动监测报警，提高了脱硝塔的利用效率等有害物质的科学自动控制，实现与烟气在线监测数据实时跟踪，确保焚烧线设备正常运行的同时，采用现代智能化控制科学理论的应用，对焚烧线机电的科学控制系统运行，提升了县域小型垃圾焚烧生产线上应用的成套设备运行的工业化水平，实现对二氧化碳排放及温室气体排放有效科学控制，提升了设备效能与全方位监管能力。同时，通过对污水的多级处理及静置检测，使得净化水符合二级标准，通过设置电解槽的复合结构，有效提高了污水处理的效率。

本发明为解决以上技术问题所采取的技术方案是：

一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制系统，其特征在于：系统包括均与电气设备及系统功能模块，数字化集成管理功能模块向量相连的处理模块，所述摸块包括依次连接的模块化装配式的计量与收储功能模块，焚烧功能模块，余热利用功能模块，烟气净化功能模块，烟气在线监测功能模块；污水处理功能模块与所述计量与收储功能模块相连；灰渣收集处理功能模块与所述焚烧功能模块、烟气净化功能模块相连。

进一步地，计量与收储功能模块，包括重量监测模块，垃圾存储池，吊装臂，机械烘干炉，分类识别模块；

所述重量监测模块用于将经过分类的生活垃圾进行称重，

所述分类识别模块，用于将厨余垃圾和有害垃圾分类运送，将厨余垃圾置入生物分解模块中，将有害垃圾置入垃圾存储池；

其中生物分解模块包括蚯蚓降解处理模块或者黑水虻降解处理模块，降解过的残渣可作为肥料使用；

所述垃圾存储池，用于存储有害垃圾并密封发酵；

所述吊装臂，用于抓取经发酵后的有害垃圾，置入焚烧功能模块进行焚烧处理；

进一步地，焚烧功能模块包括，搅拌器，烘干器，粉碎器，焚烧炉，一次风机，二次风机；

所述搅拌器用于翻转搅拌有害垃圾，

所述烘干器用于烘干搅拌过程中的有害垃圾；

所述粉碎机用于搅碎经烘干的有害垃圾，

所述一次风机用于将翻转烘干有害垃圾过程的一次废气吹入焚烧炉中，

所述焚烧炉用于以950-1200℃的温度对经粉碎有害垃圾和一次废气进行焚烧；

所述二次风机用于加速将高温烟气送入余热利用功能模块进行发电处理；

进一步地，余热利用功能模块包括余热锅炉、汽轮发电机；

所述余热锅炉用于交换高温烟气热量以加热循环水，

所述汽轮发电机用于利用经加热的循环水产生的水蒸汽进行发电。

进一步地，烟气净化功能模块包括依次相连的脱硝塔、脱酸塔、除污塔；

所述脱硝塔用于根据选择性非催化还原法脱硝工艺，尿素注入烟气，将NO

所述脱硝塔与所述脱硝塔存在冷却水调温装置；

所述脱酸塔为半干法脱酸反应塔，用于根据旋转喷雾反应塔、石灰浆制备系统，除去酸性气体操作温度通常在200℃左右，烟气温度满足排放要求，在脱酸塔与除污塔之间设置消石灰吸附器，用以吸附残存酸性气体；

所述除污塔用于将活性碳粉末喷射吸附有害气体，二噁英以及重金属颗粒；

除污塔包括塔口包括抖动的多层布袋，用以过滤其他颗粒或者逸出的活性炭粉末；

所述灰渣收集处理功能模用于分别收集焚烧炉中的炉渣以及除污塔中烟灰渣；再进行后续处理；

进一步地，烟气在线监测功能模块包括多指标传感器，用以监测经处理的烟气是否符合排放标准；

进一步地，数字化集成管理功能模块，包括用户可视化界面，用于显示监测各个模块的运转参数；当烟气尾气参数超过阈值时，调节一次风机或二次风机转速，直到烟气尾气参数恢复正常；电气设备及系统功能模块包括客户端以及与客户端相连的各模块中的同步组网传感器；

所述数字化集成管理功能模块还包括传感器数据同步数据库，日志记录数据库，登录验证模块，异常数据记录模块；

所述异常数据判断模型为：

i表示参数种类，f

污水处理功能模块包括污水采集模块，污水净化过程管理模块，净水采集模块；

污水采集模块采集废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度，盐度值；

污水净化过程管理模块连接臭氧发生器，淡水注入控制器，紫外线发射器，厌氧发酵控制器，流量控制器；净化过程包括：

S111、厌氧发酵控制器将废液置入发酵管进行二次发酵，以去除分部分解有机物；

S112、经二次发酵后的废液置入电解槽中，在电解槽中设置紫外线发射器，致使紫外线照射废液，所述紫外线发射器为垂直于电解槽底面间隔150cm放置的阵列紫外线灯管，电解槽中间隔设置钛阳极板和石墨阴极板；其中钛阳极板、石墨阴极板设置在相邻紫外线发射器连线中点处依次间隔放置，向电解槽中置入过硫酸钾和氧化亚铁与废液进行反应；

S113、臭氧发生器向电解槽中废液通入臭氧，臭氧通过设置在电解槽底面的管道通入废液中；

S114、当废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度均符合排放标准时，将电解槽中的净化水排放至净水存储池中静置；

S115、净水采集模块分别采集净水存储池中经过静置的顶部和底部的净化水，当顶部和底部净化水化学需氧量，氨氮浓度，色度值差值小于阈值，且需氧量，氨氮浓度，色度值均均符合排放标准时，将存储池中水排放；若仅顶部净化水达标，则将底部净化水重新排入电解槽中；

其中净水存储池高20米，所述底部距离底面2米，所述顶部距离顶面2米；

一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法，包括：

S1、将经过分类的生活垃圾进行称重，将厨余垃圾和有害垃圾分类运送，将厨余垃圾置入生物分解模块中，将有害垃圾置入垃圾存储池；生物分解模块包括蚯蚓降解处理模块或者黑水虻降解处理模块，降解过的残渣作为肥料使用

S2、抓取垃圾存储池中经发酵后的有害垃圾置入搅拌器中，翻转搅拌同时烘干有害垃圾，搅碎经烘干的有害垃圾，同时利用一次风机用于将翻转烘干有害垃圾过程的一次废气吹入焚烧炉中；焚烧炉以950-1200℃的温度对经粉碎有害垃圾和一次废气进行焚烧；二次风机用于加速将高温烟气送入余热锅炉，所述余热锅炉用于交换高温烟气热量以加热循环水；汽轮发电机将经加热的循环水产生的水蒸汽进行发电；

S3、将经过热交换的烟气依次相连的脱硝塔、脱酸塔、除污塔；所述脱硝塔用于根据选择性非催化还原法脱硝工艺，尿素注入烟气，将NO

S4、根据用户可视化界面显示监测各个模块的运转参数，当烟气尾气参数超过阈值时，调节一次风机或二次风机转速，直到烟气尾气参数恢复正常。

污水处理功能模块包括污水采集模块，污水净化过程管理模块，净水采集模块；污水采集模块采集废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度，盐度值；污水净化过程管理模块连接臭氧发生器，淡水注入控制器，紫外线发射器，厌氧发酵控制器，流量控制器；净化过程包括：

S111、厌氧发酵控制器将废液置入发酵管进行二次发酵，以去除分部分解有机物；

S112、经二次发酵后的废液置入电解槽中，在电解槽中设置紫外线发射器，致使紫外线照射废液，所述紫外线发射器为垂直于电解槽底面间隔150cm放置的阵列紫外线灯管，电解槽中间隔设置钛阳极板和石墨阴极板；其中钛阳极板、石墨阴极板设置在相邻紫外线发射器连线中点处依次间隔放置，向电解槽中置入过硫酸钾和氧化亚铁与废液进行反应；

S113、臭氧发生器向电解槽中废液通入臭氧，臭氧通过设置在电解槽底面的管道通入废液中；

S114、当废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度均符合排放标准时，将电解槽中的净化水排放至净水存储池中静置；

S115、净水采集模块分别采集净水存储池中经过静置的顶部和底部的净化水，当顶部和底部净化水化学需氧量，氨氮浓度，色度值差值小于阈值，且需氧量，氨氮浓度，色度值均均符合排放标准时，将存储池中水排放；若仅顶部净化水达标，则将底部净化水重新排入电解槽中；其中净水存储池高20米，所述底部距离底面2米，所述顶部距离顶面2米。

计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，处理器执行所述计算机程序实施如一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法。

终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序实施如一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法。

本发明的有益效果如下：

1）本系统通过构建县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制系统，实现了功能模块的模块集成化，当某一块或者子模块出现故障时，可以直接进行模块替换，降低了维修的难度。

2）采用了垃圾处理双模块处理方式，分别对厨余垃圾和有害垃圾进行了处理，实现了农村地区，或者小型城村的垃圾高效处理。

3）通过设置脱硝塔的连接方式，实现了二噁英的高温处理裂解以及氮化物的还原，提高了脱硝塔的利用效率。

上述说明，仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述说明和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制系统的架构图

图2为污水处理电解槽的俯视结构图

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制系统，其特征在于：系统包括均与电气设备及系统功能模块，数字化集成管理功能模块向量相连的处理模块，所述摸块包括依次连接的模块化装配式的计量与收储功能模块，焚烧功能模块，余热利用功能模块，烟气净化功能模块，烟气在线监测功能模块；污水处理功能模块与所述计量与收储功能模块相连；灰渣收集处理功能模块与所述焚烧功能模块、烟气净化功能模块相连。

进一步地，计量与收储功能模块，包括重量监测模块，垃圾存储池，吊装臂，机械烘干炉，分类识别模块；

所述重量监测模块用于将经过分类的生活垃圾进行称重，

所述分类识别模块，用于将厨余垃圾和有害垃圾分类运送，将厨余垃圾置入生物分解模块中，将有害垃圾置入垃圾存储池；

其中生物分解模块包括蚯蚓降解处理模块或者黑水虻降解处理模块，降解过的残渣可作为肥料使用；

所述垃圾存储池，用于存储有害垃圾并密封发酵；

所述吊装臂，用于抓取经发酵后的有害垃圾，置入焚烧功能模块进行焚烧处理；

进一步地，所述污水处理功能模块包括沉降池，反应池，用于将有害垃圾发酵产生的污水进行处理至达标；

进一步地，焚烧功能模块包括，搅拌器，烘干器，粉碎器，焚烧炉，一次风机，二次风机；

所述搅拌器用于翻转搅拌有害垃圾，

所述烘干器用于烘干搅拌过程中的有害垃圾；

所述粉碎机用于搅碎经烘干的有害垃圾，

所述一次风机用于将翻转烘干有害垃圾过程的一次废气吹入焚烧炉中，

所述焚烧炉用于以950-1200℃的温度对经粉碎有害垃圾和一次废气进行焚烧；

所述二次风机用于加速将高温烟气送入余热利用功能模块进行发电处理；

进一步地，余热利用功能模块包括余热锅炉、汽轮发电机；

所述余热锅炉用于交换高温烟气热量以加热循环水，

所述汽轮发电机用于利用经加热的循环水产生的水蒸汽进行发电。

进一步地，烟气净化功能模块包括依次相连的脱硝塔、脱酸塔、除污塔；

所述脱硝塔用于根据选择性非催化还原法脱硝工艺，尿素注入烟气，将NO

所述脱硝塔与所述脱硝塔存在冷却水调温装置；

所述脱酸塔为半干法脱酸反应塔，用于根据旋转喷雾反应塔、石灰浆制备系统，除去酸性气体操作温度通常在200℃左右，烟气温度满足排放要求，在脱酸塔与除污塔之间设置消石灰吸附器，用以吸附残存酸性气体；

所述除污塔用于将活性碳粉末喷射吸附有害气体，二噁英以及重金属颗粒；

除污塔包括塔口包括抖动的多层布袋，用以过滤其他颗粒或者逸出的活性炭粉末；

所述灰渣收集处理功能模用于分别收集焚烧炉中的炉渣以及除污塔中烟灰渣；再进行后续处理；

进一步地，烟气在线监测功能模块包括多指标传感器，用以监测经处理的烟气是否符合排放标准；

进一步地，数字化集成管理功能模块，包括用户可视化界面，用于显示监测各个模块的运转参数；当烟气尾气参数超过阈值时，调节一次风机或二次风机转速以及尿素注入速率，直到烟气尾气参数恢复正常；电气设备及系统功能模块包括客户端以及与客户端相连的各模块中的同步组网传感器。

污水处理功能模块包括污水采集模块，污水净化过程管理模块，净水采集模块；污水采集模块采集废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度，盐度值；污水净化过程管理模块连接臭氧发生器，淡水注入控制器，紫外线发射器，厌氧发酵控制器，流量控制器；净化过程包括：

S111、厌氧发酵控制器将废液置入发酵管进行二次发酵，以去除分部分解有机物；

S112、经二次发酵后的废液置入电解槽中，在电解槽中设置紫外线发射器，致使紫外线照射废液，所述紫外线发射器为垂直于电解槽底面间隔150cm放置的阵列紫外线灯管，电解槽中间隔设置钛阳极板和石墨阴极板；其中钛阳极板、石墨阴极板设置在相邻紫外线发射器连线中点处依次间隔放置，向电解槽中置入过硫酸钾和氧化亚铁与废液进行反应；

S113、臭氧发生器向电解槽中废液通入臭氧，臭氧通过设置在电解槽底面的管道通入废液中；

S114、当废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度均符合排放标准时，将电解槽中的净化水排放至净水存储池中静置；

S115、净水采集模块分别采集净水存储池中经过静置的顶部和底部的净化水，当顶部和底部净化水化学需氧量，氨氮浓度，色度值差值小于阈值，且需氧量，氨氮浓度，色度值均均符合排放标准时，将存储池中水排放；若仅顶部净化水达标，则将底部净化水重新排入电解槽中；

其中净水存储池高20米，所述底部距离底面2米，所述顶部距离顶面2米

实施例2

一种县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法，包括：

S1、将经过分类的生活垃圾进行称重，将厨余垃圾和有害垃圾分类运送，将厨余垃圾置入生物分解模块中，将有害垃圾置入垃圾存储池；生物分解模块包括蚯蚓降解处理模块或者黑水虻降解处理模块，降解过的残渣作为肥料使用；

S2、抓取垃圾存储池中经发酵后的有害垃圾置入搅拌器中，翻转搅拌同时烘干有害垃圾，搅碎经烘干的有害垃圾，同时利用一次风机用于将翻转烘干有害垃圾过程的一次废气吹入焚烧炉中；焚烧炉以950-1200℃的温度对经粉碎有害垃圾和一次废气进行焚烧；二次风机用于加速将高温烟气送入余热锅炉，所述余热锅炉用于交换高温烟气热量以加热循环水；汽轮发电机将经加热的循环水产生的水蒸汽进行发电；

S3、将经过热交换的烟气依次相连的脱硝塔、脱酸塔、除污塔；所述脱硝塔用于根据选择性非催化还原法脱硝工艺，尿素注入烟气，将NO

S4、根据用户可视化界面显示监测各个模块的运转参数，当烟气尾气参数超过阈值时，调节一次风机或二次风机转速，直到烟气尾气参数恢复正常。

污水处理功能模块包括污水采集模块，污水净化过程管理模块，净水采集模块；污水采集模块采集废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度，盐度值；污水净化过程管理模块连接臭氧发生器，淡水注入控制器，紫外线发射器，厌氧发酵控制器，流量控制器；净化过程包括：

S111、厌氧发酵控制器将废液置入发酵管进行二次发酵，以去除分部分解有机物；

S112、经二次发酵后的废液置入电解槽中，在电解槽中设置紫外线发射器，致使紫外线照射废液，所述紫外线发射器为垂直于电解槽底面间隔150cm放置的阵列紫外线灯管，电解槽中间隔设置钛阳极板和石墨阴极板；其中钛阳极板、石墨阴极板设置在相邻紫外线发射器连线中点处依次间隔放置，向电解槽中置入过硫酸钾和氧化亚铁与废液进行反应；

S113、臭氧发生器向电解槽中废液通入臭氧，臭氧通过设置在电解槽底面的管道通入废液中；

S114、当废液的PH值，化学需氧量，氨氮浓度，总氮浓度，色度值，固体悬浮物浓度均符合排放标准时，将电解槽中的净化水排放至净水存储池中静置；

S115、净水采集模块分别采集净水存储池中经过静置的顶部和底部的净化水，当顶部和底部净化水化学需氧量，氨氮浓度，色度值差值小于阈值，且需氧量，氨氮浓度，色度值均均符合排放标准时，将存储池中水排放；若仅顶部净化水达标，则将底部净化水重新排入电解槽中；

其中净水存储池高20米，所述底部距离底面2米，所述顶部距离顶面2米。

本发明排放尾气达标，生活垃圾烘干粉碎，提高了炉顶拱型对垃圾碎片的升温作用，炉膛温度可达950～1200 ℃，碳燃烧充分。测定结果为：颗粒物20mg/m

计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，处理器执行所述计算机程序实施如县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法。

终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序实施如县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制方法。

本发明的有益效果如下：

1）本系统通过构建县域生活垃圾焚烧处理工艺设备数字化集成控制系统，实现了功能模块的模块集成化，当某一块或者子模块出现故障时，可以直接进行模块替换，降低了维修的难度。

2）采用了垃圾处理双模块处理方式，分别对厨余垃圾和有害垃圾进行了处理，实现了农村地区，或者小型城村的垃圾高效处理。

3）通过设置脱硝塔的连接方式，实现了二噁英的高温处理裂解以及氮化物的还原，提高了脱硝塔的利用效率。

4）通过对污水的多级处理及静置检测，使得净化水符合二级标准，通过设置电解槽的复合结构，有效提高了污水处理的效率。

上述说明，仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述说明和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，特举较佳实施例，详细说明如下。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。