CN102851408A - 一种沼气池搅拌控制方法及搅拌系统 - Google Patents

一种沼气池搅拌控制方法及搅拌系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种沼气池搅拌控制方法及搅拌系统，该方法包括：利用所述旋转阻力测试仪检测可表征所述沼气池内沼液表面的漂浮物数量的阻力值；将所述阻力值与预设阻力阈值进行比较，判断所述阻力值是否大于所述预设阻力阈值；当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机。该方法通过对沼液表面的阻力进行检测，可以在沼液表面的漂浮物的量能够影响沼气池的产气情况时，控制搅拌机搅拌，避免漂浮物影响产气情况。

Description

一种沼气池搅拌控制方法及搅拌系统
技术领域
本申请涉及沼气技术领域，特别是涉及一种沼气池搅拌控制方法及搅拌系统。 
背景技术
沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将有机物在沼气池内经过厌氧发酵处理后产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。 
在沼气池内物料发酵过程中，沼气池内沼液会出现分层现象，底部为沉积物，中部为液体，顶部为漂浮物，这种分层导致顶部漂浮的未腐熟物料无法溶于沼液并沉降到沼气池底部，影响该部分物料的分解，降低了原料的利用率，并且漂浮在顶部的未分解的物料还会形成结壳，影响出气。另外，当沼液出现分层后，各层之间的分解速率不同，进而可能导致沼气池内局部之间的温度不同、酸碱度不同，同样会对产气造成影响。 
通过对现有技术研究，申请人发现：虽然在现有的沼气池内设置有搅拌机，用于将沼气池内的沼液进行混合均匀，但搅拌机通常采用人为控制方式，操作人员依据经验或现场情况选择是否进行搅拌，或者设置预定时间间隔，使搅拌机在预设时间间隔内进行搅拌。但无论哪种方式，均无法及时有效地根据沼气池内的具体情况来进行搅拌，进而会影响沼气池的产气效果。 
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种沼气池搅拌控制方法及搅拌系统，以解决/以实现。 
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下： 
一种沼气池搅拌控制方法，在所述沼气池内设置有搅拌机，所述搅拌机垂直贯穿所述沼气池内空间，并且在沼气池内设置有可漂浮与所述沼气池内沼液表面的旋转阻力测试仪，该方法包括： 
利用所述旋转阻力测试仪检测可表征所述沼气池内沼液表面的漂浮物数量的阻力值； 
将所述阻力值与预设阻力阈值进行比较，判断所述阻力值是否大于所述预设阻力阈值； 
当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机。 
优选地，当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机，具体包括： 
将所述阻力值与由小到大的多个预设参考值进行比较，多个所述预设参考均大于所述预设阻力阈值； 
当所述阻力值位于两个预设参考值之间时，生成对应与该两个预设参考值之间预先设置的搅拌时长的搅拌信号，并发送给所述搅拌机，并且所述阻力值越大，预先设置的搅拌时长越长。 
一种沼气池搅拌系统，包括：搅拌机、漂浮平台、旋转阻力测试仪和第一控制器，其中： 
所述搅拌机垂直设置在所述沼气池中心，并且所述搅拌机垂直贯穿所述沼气池内空间； 
所述漂浮平台包括：设置在所述沼气池内壁上的滑轨和可沿所述滑轨滑动、且可漂浮在所述沼气池内沼液表面的支撑平台； 
所述旋转阻力测试仪安装在所述支撑平台上，用于检测可表征所述沼气池内沼液表面的漂浮物数量的阻力值； 
所述第一控制器分别与所述搅拌机、旋转阻力测试仪相连接，用于将所述旋转阻力测试仪检测到的阻力值与预设阻力阈值进行比较，并且当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发给所述搅拌机。 
优选地，所述第一控制器包括：第一阻力比较单元和第一信号生成单元， 其中： 
所述第一阻力比较单元用于将所述旋转阻力测试仪检测到的阻力值与预设阻力阈值进行比较，判断所述阻力值是否大于所述预设阻力阈值； 
所述第一信号生成单元用于当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发给所述搅拌机。 
优选地，所述第一控制器还包括：第二阻力比较单元和第二信号生成单元，其中：
所述第二阻力比较单元用于将所述阻力值与由小到大的多个预设参考值进行比较，多个所述预设参考均大于所述预设阻力阈值； 
所述第二信号生成单元用于当所述阻力值位于两个预设参考值之间时，生成对应与该两个预设参考值之间预先设置的搅拌时长的搅拌信号，并发送给所述搅拌机，并且所述阻力值越大，所述搅拌的速度频率越大且搅拌的时长越长。 
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该方法，通过检测沼气池内沼液表面的阻力值，进而可以判断出漂浮在沼液表面的漂浮物的量，并且当判断出沼液表面的漂浮物的量能够影响沼气池的产气情况时，控制设置在沼气池内的搅拌机搅拌，使得漂浮在沼液表面的漂浮物在水流的作用下卷入到沼液内部，这样就可以避免漂浮物形成结壳，同时，将漂浮物卷入到沼液中，还有利于漂浮物充分与沼液中的微生物充分接触，加速漂浮物的分解过程，使得物料可以充分利用。 
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为本申请实施例提供的沼气池的结构示意图； 
图2为本申请实施例提供的一种搅拌控制方法的流程示意图； 
图3为本申请实施例提供的另一种搅拌控制方法的流程示意图； 
图4为本申请实施例提供的一种沼气池搅拌系统的结构示意图； 
图5为本申请实施例提供的另一种沼气池搅拌系统的结构示意图。 
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。 
实施例一： 
图1为本申请实施例提供的沼气池的结构示意图。 
图中1为沼气池，2为设置在沼气池顶部的出气管道，3为设置在沼气池池底的搅拌机，并且如图1所示，搅拌机3上设置有多个螺旋浆片，并且搅拌机垂直贯穿沼气池内空间，其目的是为了可以对沼气池1内的沼液均进行搅拌，使得搅拌均匀，4为旋转阻力测试仪，旋转阻力测试仪4可漂浮地设置在沼气池1内的沼液表面，即旋转阻力测试仪4可随着沼气池内的沼液的高度变化而编号，并且始终位于沼气池1内沼液的表面，旋转阻力测试仪4在工作时，可以进行转转，进而通过检测旋转阻力来检测沼气池内沼液表面的阻力大小，进而确定沼气池沼液表面的漂浮物的量。 
图2为本申请实施例提供的一种搅拌控制方法的流程示意图。 
如图2所示，本申请实施例提供的该方法包括以下步骤 
S100：利用所述旋转阻力测试仪检测可表征所述沼气池内沼液表面的漂浮物数量的阻力值。 
由于上述已经描述了旋转阻力测试仪4的安装位置，以及其工作原理，所以在此不再赘述。 
这里旋转阻力测试仪4检测得到的阻力值，可以表征沼气池内沼液表面 的漂浮物的数量，并且当沼气池内沼液表面的漂浮物的数量越多，旋转阻力测试仪4检测到的阻力值越大。 
S200：将所述阻力值与预设阻力阈值进行比较，判断所述阻力值是否大于所述预设阻力阈值。 
由于通常进入到沼气池内的物料均经过粉碎，所以沼气池内如果有固体的话，体积通常较小，不会有体积较大的物体。这些体积较小的物体如果漂浮在沼液的表面，其密度与旋转阻力测试仪检测到的阻力成正比，也就是沼液表面的漂浮物越多，旋转阻力测试仪检测到的阻力越大。 
另外，这里预设阻力阈值可以通过多次试验来得到，通常将不影响沼气池沼液出气的漂浮物的量作为预设阻力阈值即可。 
S300：当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机。 
在上述判断步骤中，当判断出阻力值大于预设阻力阈值，那么也就表明当前沼气池内沼液表明的漂浮物的量将会影响到沼气的出气进而影响沼气产气情况。此时，需要启动设置在沼气池内的搅拌机，对沼气池内的沼液进行搅拌，使得漂浮在沼液表面的漂浮物在水流的作用下卷入到沼液内部。 
本申请实施例提供的该方法，通过检测沼气池内沼液表面的阻力值，进而可以判断出漂浮在沼液表面的漂浮物的量，并且当判断出沼液表面的漂浮物的量能够影响沼气池的产气情况时，控制设置在沼气池内的搅拌机搅拌，使得漂浮在沼液表面的漂浮物在水流的作用下卷入到沼液内部，这样就可以避免漂浮物形成结壳，同时，将漂浮物卷入到沼液中，还有利于漂浮物充分与沼液中的微生物充分接触，加速漂浮物的分解过程，使得物料可以充分利用。 
实施例二： 
在上述实施例中，虽然通过预设阻力值可以在漂浮物影响沼气池产气时进行搅拌，但其搅拌时的速度或搅拌时间均是一定的，这样，如果漂浮物的量过多，而搅拌方式均相同的话，则无法对漂浮物进行充分搅拌。 
为此，本申请实施例还提供另外一种搅拌控制方法，如图3所示，为本 申请实施例提供的另外一种搅拌控制方法的流程示意图。 
如图3所示，上述实施例中步骤S300可以包括以下步骤： 
S301：将所述阻力值与由小到大的多个预设参考值进行比较。 
这里多个预设参考值分别与不同漂浮物的量相对应，并且每个所述预设参考均大于所述预设阻力阈值。通过上述设置，可以使得当漂浮物的量影响产气情况时，可以根据漂浮物的具体的量，采用具有不同针对性的搅拌方案。 
S302：当所述阻力值位于两个预设参考值之间时，生成对应与该两个预设参考值之间预先设置的搅拌时长的搅拌信号，并发送给所述搅拌机。 
由于在前面已经描述，针对不同的漂浮物的量设置有不同的关于阻力的预设参考值，所以当检测到可表征漂浮物量的阻力值时，可以采用不同的搅拌方案来应对。这里搅拌方案是指不同的搅拌频率和搅拌时长，并且随着阻力值的增加，发送给搅拌机搅拌信号中的搅拌的速度频率越大，并且搅拌的时长越长。 
本申请实施例提供的该方法，还可以根据影响产气的漂浮物的量，有针对性的采用相应的搅拌方式进行搅拌，可以对漂浮物进行充分搅拌。 
实施例三： 
图4为本申请实施例提供的一种沼气池搅拌系统的结构示意图。 
如图4所示，图中1为沼气池，2为设置在沼气池顶部的出气管通。本申请实施例提供的该搅拌系统包括：搅拌机3、漂浮平台5、旋转阻力测试仪4和第一控制器6，其中：关于搅拌机3在实施例一中已经描述，在此不再赘述；漂浮平台5漂浮在沼液的表面，旋转阻力测试仪4设置在漂浮平台5上，第一控制器6分别与旋转阻力测试仪4、搅拌机3相连接。 
如图4所示，漂浮平台包括：滑轨7和支撑平台8在沼气池1内设置有滑轨7，支撑平台8活动固定在滑轨7上，并且可沿滑轨7上下移动，支撑平台8的密度较小，可以随着沼气池1内沼液的液面沿着滑轨7上下浮动。 
旋转阻力测试仪4安装在支撑平台8上，旋转阻力测试仪4可以以支撑平台8为基准进行转动，而支撑平台8由于与滑轨7固定，而无法转动，并且在旋转阻力测试仪4上设置有伸出去的吊臂，在吊臂的前端设置挡片，并 且通过调节吊臂的长短，使得挡片正好位于沼液的表面，这样当旋转阻力测试仪4转动时候，挡片就会与漂浮在沼液表面的漂浮物接触，进而检测吊臂的阻力，即可得到阻力大小。 
第一控制器6的输入端与旋转阻力测试仪4相连接，输出端与搅拌机3相连接。在本申请实施例中，如图4所示，第一控制器6包括：第一阻力比较单元61和第一信号生成单元62，其中： 
第一阻力比较单元61用于将旋转阻力测试仪4检测到的阻力值与预设阻力阈值进行比较，判断所述阻力值是否大于所述预设阻力阈值； 
第一信号生成单元62用于当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发给所述搅拌机。 
当搅拌机3接收到搅拌信号后，启动并开始搅拌。 
本申请实施例提供的该系统，通过检测沼气池内沼液表面的阻力值，进而可以判断出漂浮在沼液表面的漂浮物的量，并且当判断出沼液表面的漂浮物的量能够影响沼气池的产气情况时，控制设置在沼气池内的搅拌机搅拌，使得漂浮在沼液表面的漂浮物在水流的作用下卷入到沼液内部，这样就可以避免漂浮物形成结壳，同时，将漂浮物卷入到沼液中，还有利于漂浮物充分与沼液中的微生物充分接触，加速漂浮物的分解过程，使得物料可以充分利用。 
实施例四： 
在上述实施例中，虽然通过预设阻力值可以在漂浮物影响沼气池产气时进行搅拌，但其搅拌时的速度或搅拌时间均是一定的，这样，如果漂浮物的量过多，而搅拌方式均相同的话，则无法对漂浮物进行充分搅拌。 
为此，本申请实施例还提供另外一种搅拌控制系统，如图5所示，为本申请实施例提供的一种沼气池搅拌系统的结构示意图。 
如图5所示，本申请实施例提供的该搅拌控制系统中的第一控制器还可以包括：第二阻力比较单元63和第二信号生成单元64，其中： 
第二阻力比较单元63用于将所述阻力值与由小到大的多个预设参考值进行比较，多个所述预设参考均大于所述预设阻力阈值。 
这里多个预设参考值分别与不同漂浮物的量相对应，并且每个所述预设参考均大于所述预设阻力阈值。通过上述设置，可以使得当漂浮物的量影响产气情况时，可以根据漂浮物的具体的量，采用具有不同针对性的搅拌方案。 
第二信号生成单元64用于当所述阻力值位于两个预设参考值之间时，生成对应与该两个预设参考值之间预先设置的搅拌时长的搅拌信号，并发送给所述搅拌机。 
由于在前面已经描述，针对不同的漂浮物的量设置有不同的关于阻力的预设参考值，所以当检测到可表征漂浮物量的阻力值时，可以采用不同的搅拌方案来应对。这里搅拌方案是指不同的搅拌频率和搅拌时长，并且随着阻力值的增加，发送给搅拌机搅拌信号中的搅拌的速度频率越大，并且搅拌的时长越长。 
本申请实施例提供的该系统，还可以根据影响产气的漂浮物的量，有针对性的采用相应的搅拌方式进行搅拌，可以对漂浮物进行充分搅拌。 
以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (5)

1.一种沼气池搅拌控制方法，其特征在于，在所述沼气池内设置有搅拌机，所述搅拌机垂直贯穿所述沼气池内空间，并且在沼气池内设置有可漂浮与所述沼气池内沼液表面的旋转阻力测试仪，该方法包括：
利用所述旋转阻力测试仪检测可表征所述沼气池内沼液表面的漂浮物数量的阻力值；
将所述阻力值与预设阻力阈值进行比较，判断所述阻力值是否大于所述预设阻力阈值；
当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机，具体包括：
将所述阻力值与由小到大的多个预设参考值进行比较，多个所述预设参考均大于所述预设阻力阈值；
当所述阻力值位于两个预设参考值之间时，生成对应与该两个预设参考值之间预先设置的搅拌时长的搅拌信号，并发送给所述搅拌机，并且所述阻力值越大，预先设置的搅拌时长越长。
3.一种沼气池搅拌系统，其特征在于，包括：搅拌机、漂浮平台、旋转阻力测试仪和第一控制器，其中：
所述搅拌机垂直设置在所述沼气池中心，并且所述搅拌机垂直贯穿所述沼气池内空间；
所述漂浮平台包括：设置在所述沼气池内壁上的滑轨和可沿所述滑轨滑动、且可漂浮在所述沼气池内沼液表面的支撑平台；
所述旋转阻力测试仪安装在所述支撑平台上，用于检测可表征所述沼气池内沼液表面的漂浮物数量的阻力值；
所述第一控制器分别与所述搅拌机、旋转阻力测试仪相连接，用于将所述旋转阻力测试仪检测到的阻力值与预设阻力阈值进行比较，并且当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发给所述搅拌机。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一控制器包括：第一阻力比较单元和第一信号生成单元，其中：
所述第一阻力比较单元用于将所述旋转阻力测试仪检测到的阻力值与预设阻力阈值进行比较，判断所述阻力值是否大于所述预设阻力阈值；
所述第一信号生成单元用于当所述阻力值大于所述预设阻力阈值时，生成搅拌信号并发给所述搅拌机。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还包括：第二阻力比较单元和第二信号生成单元，其中：
所述第二阻力比较单元用于将所述阻力值与由小到大的多个预设参考值进行比较，多个所述预设参考均大于所述预设阻力阈值；
所述第二信号生成单元用于当所述阻力值位于两个预设参考值之间时，生成对应与该两个预设参考值之间预先设置的搅拌时长的搅拌信号，并发送给所述搅拌机，并且所述阻力值越大，所述搅拌的速度频率越大且搅拌的时长越长。
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