CN106380241A - 一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统及其控制方法 - Google Patents

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周志华
何春荣
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    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/90—Apparatus therefor
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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Abstract

本发明一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统及其控制方法。其目的是提供一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统及其控制方法，能够充分利用不同菌群在不同温度状态下微生物活性的不同，提高有机物的分解处理效果。本发明温度控制系统包括物料温度传感器、供氧温度传感器、环境温度传感器、废气温度传感器、与各温度传感器对应的物料温度信号处理器、供氧温度信号处理器、环境温度信号处理器、废气温度信号处理器、物料加热器、供氧加热器、排风装置、除尘加热器和搅拌装置，各温度信号处理器的信号线分别连接至输入模块，采集的各数据信号由PLC分析处理后，通过输出模块控制温度调节组件对分解腔内温度进行调节。

Description

一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统及其控制 方法
技术领域
本发明涉及有机物分解技术领域，具体来说，是涉及一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统及其控制方法。
背景技术
生活垃圾是污染城乡环境、影响人民生活和困扰城市发展的全球性社会问题。目前，我国每年产生6600万吨餐厨垃圾，并且以每年10％增长。每年处理费用达500亿以上。餐厨垃圾处理能力严重不足，目前国内无害处理率仅为10％。餐厨垃圾诺处理不善则会对水体、土壤、大气产生污染。诺餐厨垃圾回流餐桌则会对居民身体健康造成损害。在餐厨垃圾垃圾产生源头用微生物分解方法进行处理来减容减量，从而减少垃圾收集、运输、处理过程中对土地、环境、卫生和财政上造成的影响，不但有非常显著的经济效益，还有深远的社会效益。
在我国，实现“无害化、减量化、资源化和无害化前提下的低成本化”是垃圾处理的目标。目前我国城市垃圾主要通过填埋、堆肥和焚烧进行处理，较多地区还是普遍采用直接填埋法。容易造成环境和地下水资源的二次污染。有机生活垃圾和动物粪便，在微生物作用下，可进行生物化学反应，最后形成一种类似腐殖质土壤的物质，能用作肥料或改良土壤。传统的堆肥过程一般需要3-4月以上，容易污染环境、发臭，并且时间长。近几十年来许多科学家一直至力于发展一种现代科技，纠正传统堆肥法存在的问题。
目前市场上的利用微生物分解有机物的处理设备或控制技术主要有以下两类：一类是需要附加额外的物理或化学方法，如粉碎、干燥、压缩、和化学浸泡等，才能帮助微生物完成整个有机垃圾分解过程。这种方法的缺点是：会产生污水排放，发臭。另一类是采用温度控制的方法，但目前所有采用温度控制的方法来分解有机物的处理设备和处理方法，都没有根据微生物的生长、繁殖、分解的生物规律和温度变化来进行有效设计和智能控制，基本上采用的是恒温控制，设定加热温度点进行温度开关控制，使温度保持在一个温度区域。这种方法的缺点是：不能全面反映微生物分解过程中微生物的生长、繁殖、和物料分解状态对不同温度区域的要求，造成有机物分解不充分，分解效率低、很难达到无污水排放、过程中容易发生臭味。这也是目前市场上很少使用小型化、源头化处理设备的主要原因。
本发明主要涉及的是通过微生物对有机物进行好氧分解。好氧分解是将有机物料与填充料按一定比例混合，加入菌种并搅拌均匀后，通过控制相应的温度、湿度和通风供氧条件，利用菌种释放出大量的酶，将大分子有机物分解为糖、脂肪酸和氨基酸等短链的低分子有机物，菌种以此为养分代谢出水、气体和生物热能，产生的高温杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化。
目前，大多都采用高温好氧堆肥。好氧分解温度高，一般在40-80℃，故亦称为高温堆肥。由于高温堆肥可以最大限度地杀灭病原菌，同时，对有机物的降解速度快，最终产物是水、二氧化碳、热量、腐殖质。分解过程中同时以几何级数迅速繁殖菌种。如此菌种可以周而复始地不断“吃”掉新投入的有机垃圾。随着代谢产物的累积，菌种会逐渐老化，一般经过1-3月，需要在微生物有机垃圾处理机中投入新的菌种。通常菌种对有机垃圾的分解速度为12～48小时，平均约24小时，残渣率为10％～20％。有机物被微生物处理之后产生的残渣可作为有机肥料或饲料添加剂，产生的水分可以通过表面蒸发、循环调湿或直接排出，产生的气体中可能会含有H2S、NH3等恶臭物质，可以通过高温分解除臭而使排出的气体不含恶臭物质。
现有技术中的利用微生物分解有机物的设备，温度传感器主要是安装在分解腔上部的空腔内，不与物料接触，因此也不能达到对物料温度状态的准确反映；并且也无法对进风温度进行控制，无法满足微生物分解过程中对热能需要动态平衡要求。因此，现有的利用微生物分解有机物的设备无法提高微生物分解速度和分解程度，容易降低微生物分解活性、减少分解量、容易产生臭味。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统，能够充分利用不同菌群在不同温度状态下微生物活性的不同，提高有机物的分解处理效果。
本发明的另一目的是提供一种基于上述温度控制方法的用于有机物的微生物分解工艺的温度控制方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统，该系统包括：
多个温度传感器，所述温度传感器至少包括：一物料温度传感器，设置在分解腔内与物料接触，用于采集物料的温度数据；一供氧温度传感器，设置在供氧风管内，用于采集供氧风的温度数据；一环境温度传感器，设置在设备底部的进风口处，用于采集环境温度数据；
多个温度信号处理器，分别对应所述多个温度传感器，各温度信号处理器的信号线分别连接至PLC输入模块；
PLC输入模块，用于接收各温度信号处理器收集的温度传感器采集的温度数据，所述温度传感器采集的温度数据通过PLC分析后对温度调节结构进行智能控制；
温度调节组件，用于根据PLC的指令对分解腔内温度进行调节，包括：物料加热装置、供氧加热装置、排风装置、供氧装置和搅拌装置。
其中，所述物料加热装置设置在分解腔内侧底部，用于对物料进行加热。
其中，所述供氧加热器设置在供氧风管内，用于对供氧风进行加热。
进一步地，所述温度控制系统还包括：废气温度传感器和废气温度信号处理器，所述废气温度传感器设置在废气处理装置内，用于采集废气处理装置的温度数据。
进一步地，所述温度控制系统还包括：除尘加热器，设置在所述废气处理装置内。
一种适用于上述温度控制系统的温度控制方法，该方法是通过温度传感器分别采集分解腔内的物料温度、供氧系统的供氧风温度和环境温度的变化数据，确定有机物的分解状态，并根据当前分解状态下微生物所需的温度要求，调节分解腔内温度变化。
具体地，所述方法包括以下步骤：
(1)通过温度传感器采集分解腔内物料的当前温度T当前；
(2)将采集的当前温度T当前与预设的微生物菌群的温度-时间关系数据中的该时间最佳温度T预设进行对比；
(3)当T当前＜T预设时，启动温度调节组件对系统进行加热；当T当前＞T预设时，启动温度调节组件对系统进行降温。
其中，所述温度调节组件包括：物料加热装置、供氧加热装置、排风装置、供氧装置和搅拌装置。
本发明由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有以下有益效果：本发明一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制方法通过充分利用不同菌群在不同温度状态下微生物活性的不同，保证了微生物快速生长、繁殖、分解活性的持续性，达到微生物菌群分解过程所需热量的动态平衡，模拟出符合微生物分解工艺运行需要的自然状态；充分利用了微生物分解过程中产生的热能，又保证水的低温蒸发要求，大大降低了有机垃圾分解所需的能耗。
附图说明
通过以下本发明的实施例并结合附图的描述，示出本发明的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：
图1为本发明一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统的系统结构示意图。
图2为本发明的一个实施例中微生物分解有机物过程的温度变化曲线。
具体实施方式
一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统，如图1所示，包括：物料温度传感器11、供氧温度传感器12、环境温度传感器13、废气温度传感器14、与各温度传感器对应的物料温度信号处理器21、供氧温度信号处理器22、环境温度信号处理器23、废气温度信号处理器24、物料加热器4、供氧加热器5、排风装置6、除尘加热器7和搅拌装置8。各温度信号处理器的信号线分别连接至输入模块3。
其中，物料温度传感器11设置在分解腔的出料门内壁上与物料接触，供氧温度传感器12设置在供氧风管内，环境温度传感器13设置在设备底部的进风口处，废气温度传感器14设置在废气处理装置内。物料加热器4设置在分解腔的外侧底部，供氧加热器5设置在供氧风管内，除尘加热器7设置在废气处理装置内。
系统启动时，首先在系统中预输入微生物菌群的温度-时间关系数据(图2)。安装在出料门上的物料温度传感器1与分解过程中的物料接触，实时采集分解腔内物料温度，并通过信号线传输至输入模块，经过PLC内的温度信号滤波处理后，同时与其它温度传感器采集的温度数据、湿度数据、重量数据进行比对，得出相应控制要求，通过输出模块控制控制物料加热器4、供氧加热器5、排风装置6、除尘加热器7和搅拌装置8的运行，以达到满足分解腔内微生物分解需要的动态温度。
废气温度传感器14通过实时采集排出的废气温度，通过信号线与PLC输入模块3连接，并通过PLC内设计的温度滤波处理后，比对设定温度，输出控制信号，通过PLC输出模块9控制除尘加热器7的运行，达到对废气的高温除臭。
虽然本发明已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本发明的范围只局限于上述的结构，只要本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本发明之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明专利范围之内。

Claims (8)

1.一种用于有机物的微生物分解工艺的温度控制系统，其特征在于，该系统包括：
多个温度传感器，所述温度传感器至少包括：一物料温度传感器，设置在分解腔内与物料接触，用于采集物料的温度数据；一供氧温度传感器，设置在供氧风管内，用于采集供氧风的温度数据；一环境温度传感器，设置在设备底部的进风口处，用于采集环境温度数据；
多个温度信号处理器，所述温度信号处理器至少包括：一物料温度信号处理器、一供氧温度信号处理器、一环境温度信号处理器，分别对应所述多个温度传感器，各温度信号处理器的信号线分别连接至输入模块；
输入模块，用于接收各温度信号处理器收集的温度传感器采集的温度数据，所述温度传感器采集的温度数据通过PLC分析处理后对温度调节组件进行智能控制；
温度调节组件，用于根据PLC的指令对分解腔内温度进行调节，包括：物料加热装置、供氧加热装置、排风装置、供氧装置和搅拌装置。
2.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于：所述物料加热装置设置在分解腔的外侧底部，用于对物料进行加热。
3.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于：所述供氧加热器设置在供氧风管内，用于对供氧进风进行加热。
4.如权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，还包括：废气温度传感器和废气温度信号处理器，所述废气温度传感器设置在废气处理装置内，用于采集废气处理装置的温度数据。
5.如权利要求4所述的温度控制系统，其特征在于，还包括：除尘加热器，设置在所述废气处理装置内。
6.一种适用于权利要求1所述的温度控制系统的温度控制方法，其特征在于，该方法是通过温度传感器分别采集分解腔内的物料温度、供氧系统的供氧风温度和环境温度的变化数据，确定有机物的分解状态，并根据当前分解状态下微生物所需的温度要求，调节分解腔内温度变化。
7.如权利要求6所述的温度控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)通过温度传感器采集分解腔内物料的当前温度T当前；
(2)将采集的当前温度T当前与预设的微生物菌群的温度-时间关系数据中的该时间最佳温度T预设进行对比；
(3)当T当前＜T预设时，启动温度调节组件对系统进行加热；当T当前＞T预设时，启动温度调节组件对系统进行降温。
8.如权利要求7所述的温度控制方法，其特征在于：所述温度调节组件包括：物料加热装置、供氧加热装置、排风装置、供氧装置和搅拌装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109883559A (zh) * 2019-01-31 2019-06-14 中国航空规划设计研究总院有限公司 一种生活垃圾池中实时调控垃圾堆的温度的方法和系统
CN109976416A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 上海创净生物环保科技有限公司 有机垃圾处理机的环境控制系统和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1552645A (zh) * 2003-06-06 2004-12-08 贵州工业大学 发酵技术处理有机废物的方法及其装置
CN102807395A (zh) * 2012-09-03 2012-12-05 北京机电院高技术股份有限公司 一种生活垃圾生物堆肥成套装置及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1552645A (zh) * 2003-06-06 2004-12-08 贵州工业大学 发酵技术处理有机废物的方法及其装置
CN102807395A (zh) * 2012-09-03 2012-12-05 北京机电院高技术股份有限公司 一种生活垃圾生物堆肥成套装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109976416A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 上海创净生物环保科技有限公司 有机垃圾处理机的环境控制系统和方法
CN109883559A (zh) * 2019-01-31 2019-06-14 中国航空规划设计研究总院有限公司 一种生活垃圾池中实时调控垃圾堆的温度的方法和系统

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