CN113777225A - 一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统，系统包括培养装置、检测装置、换气装置和控制装置；培养装置用于进行可生物降解材料的培养；检测装置通过气体检测循环管路与培养装置连接，用于检测培养装置内气体含量；换气装置通过换气管路与培养装置连接，用于更换培养装置内部气体；控制装置与检测装置和换气装置电连接，用于接收检测装置的电信号并控制换气装置的启停。与现有技术相比，本发明具有适应多源物料、测试结果稳定可靠、测试时间短、测试结果接近实际、成本低廉、环境友好等优点，可以适用于各类可生物降解物料及其处理产物最终处置或资源化利用前评估生物稳定性等场景。
Description
技术领域
本发明属于环境保护和资源综合利用领域，具体涉及一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统。
背景技术
厨余垃圾等可生物降解材料通常采用厌氧消化、好氧发酵或昆虫养殖工艺进行处理。可生物降解材料的生物稳定性一方面是评价生物处理效能的重要指标，另一方面也是可生物降解材料土地利用的一个重要指标。生物稳定性是指物料在特定环境下不再能够被微生物降解，而趋于稳定的程度。在一定时间内，可生物降解材料的好氧呼吸量可以反映其生物稳定性，此外，可生物降解材料的好氧呼吸量也可以反映其生物可降解性。例如，国标《土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法》(GB/T22047-2008)中通过测定密闭呼吸计中需氧量的方法，测定土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力。
目前，生物稳定性这一指标体现在国家标准《生物质废物堆肥污染控制标准》(报批阶段)和上海市地方标准《湿垃圾处理残余物的生物稳定性评价方法》(DB31/T1208-2020)。随着这些标准的颁布实施，市场上将有大量的测试需求。
已有的好氧呼吸量测试方法通常需要配备氧气发生器，这一方面大大增加了测试系统的成本，另一方面会产生含铜离子等重金属离子的废水。而以空气为氧源的测试，通常需要手动控制气泵的开启，这将使得测试过程费时费力，手动操作也将影响测试结果的准确性。此外，上述的两个测试系统在补充氧气的过程中均未采取加湿处理，样品在测试过程中将失水变干，影响测试结果的准确性。近年来，一些研究人员针对污水提出了好氧呼吸量的测试方法。例如：中国发明专利CN102707075A公开了一种实验室自动生化耗氧量测定仪，通过软件和硬件的配合，实现试验水样的自动进样和自动清洗，减轻劳动人员工作量。然而，现行的耗氧量测定仪仅适合用于流动性好的水样，固体样品的好氧呼吸量的测试在接种方式、样品预处理方式、复氧方式、氧气浓度控制范围和湿度维持等方面均与液体样差异较大，无法照搬液体样品的好氧呼吸量的测试系统。
发明内容
本发明的目的就是提供一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统，实现了各类可生物降解物料及其处理产物最终处置或资源化利用前生物稳定性的评估。本发明成本低、操作方便，测试过程中物料含水率波动小，测试结果稳定可靠。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明第一方面提供一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，包括培养装置、检测装置、换气装置和控制装置；
所述的培养装置用于进行可生物降解材料的培养；
所述的检测装置通过气体检测循环管路与培养装置连接，用于检测培养装置内气体含量；
所述的换气装置通过换气管路与培养装置连接，用于更换培养装置内部气体；
所述的控制装置与检测装置和换气装置电连接，用于接收检测装置的电信号并控制换气装置的启停。
优选地，所述的培养装置包括培养瓶。
优选地，所述的培养装置还包括恒温培养箱，所述的培养瓶放置于恒温培养箱内部。
优选地，所述的气体检测循环管路的首端和末端均与培养装置内部空间连接，并形成循环回路。
优选地，所述的检测装置包括容积泵和气体浓度检测仪，所述的容积泵和气体浓度检测仪连接于气体检测循环管路上。
优选地，所述的气体浓度检测仪为氧气传感器或二氧化碳传感器。
优选地，所述的换气管路包括连接于培养装置上的供气段和排气段，供气段的出气端和排气段的进气端与培养装置内部空间连接。
优选地，所述的换气装置包括沿气体流动方向依次设置于供气段上的供气设备和水洗瓶、以及设置排气段的出气端处的水封瓶。供气设备在启动状态下，气流先经过一个(清)水洗瓶再进入培养装置内，从而维持培养装置内的湿度。供气设备在启动状态下，气流经一个水封瓶(例如采用水封的广口瓶)排出。
优选地，所述的供气设备包括气泵、容积泵或电磁阀；
当供气设备为容积泵时，还包括连接于容积泵进气端的装载有空气或氧气的气袋；
当供气设备为电磁阀时，还包括连接于电磁阀进气端的装载有压缩空气或压缩氧气的压缩气罐。
优选地，所述的控制装置为PLC控制器；
所述的PLC控制器与气体浓度检测仪以及供气设备电连接，用于实时记录气体浓度检测仪测定的气体浓度值以及控制供气设备的运行；
所述的PLC控制器上还设有数据传输模块，用于外部数据的接收以及记录数据的发送。
优选地，工作过程中，PLC控制器接气体浓度检测仪发出的4-20mA电信号。
优选地，数据传输模块采用无线传输模块，可将气体浓度数据实时传给移动终端。
优选地，所述的PLC控制器上还可以设置计数器，用于记录压力设备的启动次数。
优选地，气体检测循环管路和换气管路均采用软管。
本发明第二方面提供一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，采用权利所述的系统，包括以下步骤：
S1：采集可生物降解材料样品，调节含水率后加入至培养装置中；
S2：通过检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度；
S3：当被检测气体浓度超出预设阈值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内被检测气体浓度恢复至正常大气中该被检测气体浓度水平，与此同时，培养装置中的废气排空；当被检测气体浓度恢复时，停止换气；
S4：控制装置实时记录并存储培养装置内的被检测气体浓度的值，通过被检测气体浓度的变化和培养装置顶空的体积计算得到可生物降解材料在测试时间内的好氧呼吸量的值。
优选地，步骤S1中，所述的可生物降解材料为生物质废物经厌氧消化、好氧发酵和/或昆虫养殖后的生物质废物的固态残余物；
所述的可生物降解材料为生活垃圾中的食品和/或植物残余物、农业废物中的禽畜粪便和/或作物残余物、城镇污水处理厂污泥、可降解聚合物或土壤。
优选地，步骤S1中，采集可生物降解材料样品后，调节含水率至40％-60％wt；
优选地，步骤S1中，培养装置处于20～70℃的恒温环境中。
优选地，步骤S2中，检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度时，控制培养装置内的气体在气体检测循环管路中的循环速度为0.1-0.5L/min。
优选地，步骤S2和S3中，所述的被检测气体为氧气或二氧化碳(对应的气体浓度检测仪为氧气传感器或二氧化碳传感器)；
当被检测气体为氧气时，被检测气体的预设阈值是指氧气浓度的下限值15～18％(体积百分比)，当氧气浓度降低至下限值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内氧气浓度恢复至正常大气中该氧气浓度水平；
当被检测气体为二氧化碳时，被检测气体的预设阈值是指二氧化碳浓度的值上限值6％(体积百分比)，当二氧化碳浓度升高至上限值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内二氧化碳浓度恢复至低于1％(体积百分比)。
优选地，步骤S4中，测试时间为4～7d。
本发明的工作原理为：
首先，将可生物降解材料放置于培养装置(培养瓶)内进行培养，通过气体浓度检测仪实时检测培养装置内部被检测气体(氧气或二氧化碳)浓度，并将数据传送至控制装置(PLC控制器)，控制装置判断气体浓度是否超出设定气体的范围。若培养装置中氧气浓度低于设定的下限或二氧化碳浓度高于设定的上限，控制装置则自动启动换气装置，向培养装置内充入经水洗瓶(盛有清水)湿润的空气或氧气，并由水封瓶排出培养瓶内的废气，水封瓶内盛有清水进行液封，减少排气阶段以外的空气交换，提升测试准确性。当气体浓度检测仪检测培养瓶内气体浓度恢复至指定值(氧气浓度恢复至大气中氧气水平或二氧化碳浓度低于1％)时，控制装置关闭换气装置，停止换气。培养结束后，通过气体浓度的变化和培养瓶顶空的体积可计算得到可生物降解材料在一定时间内的好氧呼吸量。本发明利用空气做氧气来源，可以不引入纯氧或氧气发生器，降低了制造成本；利用自动反馈控制的实现气泵的开启和闭合，可以提高反应速率，节省测试时间；将氧气浓度的阈值设定在一个合适的范围，可使得测试结果具有更高的可重复性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、通过使用本发明装置可用于村镇有机垃圾、农场禽畜粪便、园林绿化垃圾等多类可生物降解材料的生物稳定性的评估，为这类可生物降解材料的最终处置方式或资源化利用途径提供判据；
2、本发明利用可生物降解材料生物活性高的特性，不需引入外源接种物，避免了外源接种物对测试精准度的影响；
3、本发明技术方案利用空气作为氧源，可以降低制造、测试成本，还可适应不同的应用场景；
4、本发明中氧气浓度可实现自动记录和存储并可实现实时在线监控，测试结果具有更高的可重复性；
5、本发明通过气体浓度反馈控制来维持反应器内氧气浓度，可以节省测试时间，减少人为操作带来的测试误差；
6、本发明利用自动反馈控制，实现气泵的开启和闭合，可以提高系统反应速率，节省测试时间；
7、采用的好氧呼吸量的结果更能反映可生物降解材料土地利用过程中的生物稳定性，以及可生物降解材料在土地利用过程中带来的活性有机质对植物的影响。
附图说明
图1为本发明自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统的结构示意图；
图2为实施例1至实施例4中可生物降解材料好氧呼吸量测试过程累积耗氧量随时间的变化示意图；
图3为实施例4中沼渣好氧呼吸量测试过程中氧气浓度随时间的变化示意图；
图中：1-培养瓶；2-可生物降解材料；3-容积泵；4-气体浓度检测仪；5-PLC控制器；6-供气设备；7-水洗瓶；8-水封瓶。
具体实施方式
一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，如图1所示，包括培养装置、检测装置、换气装置和控制装置，其中：培养装置用于进行可生物降解材料2的培养；检测装置通过气体检测循环管路9与培养装置连接，用于检测培养装置内气体含量；换气装置通过换气管路10与培养装置连接，用于更换培养装置内部气体；控制装置与检测装置和换气装置电连接，用于接收检测装置的电信号并控制换气装置的启停。
更具体地：
本发明中培养装置包括培养瓶1；进一步优选培养装置还包括恒温培养箱，培养瓶1放置于恒温培养箱内部，用于进行恒温培养。本实施例中，优选培养瓶1瓶口设置有瓶盖，防止空气进入培养瓶1中，影响好氧呼吸量的检测。
本发明中气体检测循环管路9的首端和末端均与培养装置内部空间连接，并形成循环回路；优选检测装置包括容积泵3和气体浓度检测仪4，容积泵3和气体浓度检测仪4连接于气体检测循环管路9上；优选气体浓度检测仪4为氧气传感器或二氧化碳传感器。更具体地，容积泵3分别通过管道与培养瓶1和气体浓度检测仪4进口端相连接，用于将培养瓶1内的气体输送至气体浓度检测仪4中进行气体浓度的检测，特别地，连接于培养瓶1与容积泵3之间的管道在培养瓶1内的伸入深度靠近培养瓶1顶端。气体浓度检测仪4的出口端再通过管道伸入培养瓶1内，形成回路。利用循环回路的形式对培养瓶1内的气体进行浓度检测，不会改变培养瓶1内的气体成分和气体量，从而提高了好氧呼吸量的检测准确性。
本发明中，换气管路10包括连接于培养装置上的供气段101和排气段102，供气段101的出气端和排气段102的进气端与培养装置内部空间连接；优选换气装置包括沿气体流动方向依次设置于供气段101上的供气设备6和水洗瓶7、以及设置排气段102的出气端处的水封瓶8；优选供气设备6包括气泵、容积泵或电磁阀，当供气设备6为气泵时，气源为空气；当供气设备6为容积泵时，还包括连接于容积泵进气端的装载有空气或氧气的气袋；当供气设备6为电磁阀时，还包括连接于电磁阀进气端的装载有压缩空气或压缩氧气的压缩气罐(钢瓶或压缩气体存放罐)；优选气泵作为供气设备6，空气作为气源。供气设备6通过管道经水洗瓶7(盛有清水)润湿后将气源中的氧气或空气输送至培养瓶1中，并将培养瓶1中原有的废气由水封瓶8(采用水封的广口瓶)中排出，以达到更换培养瓶1中气体的效果。特别地，供气设备6接出的管道伸入水洗瓶7液面下方，使送进培养瓶1的气体均匀润湿，保证培养瓶1中的湿度；由水洗瓶7接出的管道伸入培养瓶1内部下方靠近可生物降解材料2上表面的位置，以保证完全排出培养瓶1内的气体；由培养瓶1接出的管道伸入水封瓶8液面下方，以减少外部空气与培养瓶1内气体的交换，降低测量误差，而培养瓶1端的伸入深度要高于连接水洗瓶7管道的伸入深度，提高排气时的效率。
本发明中，控制装置为优选为PLC控制器5；PLC控制器5与气体浓度检测仪4(接收气体浓度检测仪4发出的4-20mA电信号)以及供气设备6电连接，用于实时记录气体浓度检测仪4测定的气体浓度值以及控制供气设备6的运行。PLC控制器5上还设置有数据传输模块，优选为无线传输模块，可以将记录到的数据发送给外部设备，或接收来自外部设备的指令。优选地，在PLC控制器5上还可以设置计数器，用于记录压力设备6的启动次数，并将数据存储在PLC控制器5中。
本发明中，气体检测循环管路和换气管路均优选采用软管。
一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法采用上述系统，包括以下步骤：
S1：采集可生物降解材料2样品，调节含水率后加入至培养装置中；
S2：通过检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度；
S3：当被检测气体浓度超出预设阈值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内被检测气体浓度恢复至正常大气中该被检测气体浓度水平，与此同时，培养装置中的废气排空；当被检测气体浓度恢复时，停止换气；
S4：控制装置实时记录并存储培养装置内的被检测气体浓度的值，通过被检测气体浓度的变化和培养装置顶空的体积计算得到可生物降解材料2在测试时间内的好氧呼吸量的值。
步骤S1中，可生物降解材料2为生物质废物经厌氧消化、好氧发酵和/或昆虫养殖后的生物质废物的固态残余物，可生物降解材料2为生活垃圾中的食品和/或植物残余物、农业废物中的禽畜粪便和/或作物残余物、城镇污水处理厂污泥、可降解聚合物或土壤中的一种或几种；优选采集可生物降解材料2样品后，调节含水率至40％-60％wt；优选培养装置处于20～70℃的恒温环境中。
步骤S2中，优选检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度时，控制培养装置内的气体在气体检测循环管路9中的循环速度为0.1-0.5L/min。
步骤S2和S3中，优选被检测气体为氧气或二氧化碳；当被检测气体为氧气时，被检测气体的预设阈值是指氧气浓度的下限值15～18％，当氧气浓度降低至下限值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内氧气浓度恢复至正常大气中该氧气浓度水平；当被检测气体为二氧化碳时，被检测气体的预设阈值是指二氧化碳浓度的值上限值6％，当二氧化碳浓度升高至上限值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内二氧化碳浓度恢复至低于1％。
本发明中，当被检测气体为氧气时，对于被检测气体限定15％-18％的氧气浓度范围是至关重要的，其保证了好氧呼吸量测试时的准确性。在上述范围内氧气浓度阈值的取值接近18％时，适用于生物稳定性较好的可生物降解材料(易降解有机质含量低，如经过二次发酵的堆肥产品、聚乳酸基可生物降解塑料和泥炭等)，当氧气浓度阈值的取值接近15％时适用于生物稳定性较差(易降解有机质含量高，如原生餐厨垃圾、机械快速堆肥产品和厌氧消化沼渣等)的物料。当设置氧气浓度的下限高于18％，培养瓶内仍然有足够的氧气供微生物好氧呼吸，若启动气泵恢复氧气浓度至21％，氧气浓度差过小，不利于好氧呼吸量的准确测定；当设置氧气浓度的下限低于15％，可生物降解材料中局部厌氧导致产甲烷微生物活动加强，可能产生甲烷气体，对结果产生干扰，综上所述，采用15％-18％的氧气浓度范围。
本发明中，对于被检测气体为二氧化碳时，当培养装置内气体二氧化碳浓度达到6％时，PLC发出指令，换气装置开始工作，直至二氧化碳浓度低于1％，换气装置停止工作，如此循环。
上述氧气及二氧化碳的百分比均是指体积百分比。
步骤S4中，优选测试时间为4～7d。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
下列实施例中，累积氧气消耗量计算说明：
根据记录的氧气浓度数值，可以计算出每个复氧周期(如图3所示)内氧气消耗量(根据理想气体状态方程PV＝nRT)。比如实施例1中氧气浓度上限是20.7％，氧气浓度下限是18％，那么每个复氧周期内消耗的氧气量为
其中，P为大气压，101325Pa；V顶空为顶空体积，培养瓶的体积与样品体积差值，m3；R为热力学常数,为8.314J/(mol·K)；T为培养瓶内的热力学温度，K。
将各个复氧周期内的氧气消耗量累加即得到一定时间内总累积氧气消耗量(单位，mg-O2)，除以样品的干重(单位，g-干基)，得到好氧呼吸量，单位mg-O2/g-干基。注意：最后一个复氧周期内氧气浓度应按实验停止时的氧气浓度计算(可能未达到氧气浓度下限)。
实施例1
取厨余垃圾机械堆肥反应器产生的堆肥，记为C1。调节堆肥含水率至50％，将调节过含水率的300g堆肥注入培养瓶中，将培养瓶置于20℃培养箱中培养。设置氧气浓度上限为20.7％，氧气浓度下限为18％。启动PLC控制器5控制氧气浓度和记录数据。堆肥好氧呼吸量测试系统如图1所示。经过96小时的培养，C1反应器消耗的氧气量为37.6mg-O2/g-干基，累积耗氧量随时间的变化如图2所示。按相同的操作重复测试两次，该物料96小时消耗的氧气量为37.9mg-O2/g-干基和36.5mg-O2/g-干基。测试结果可重复性高。
实施例2
取农村阳光堆肥房产生的堆肥，记为C2。调节堆肥含水率至50％，将调节过含水率的40g堆肥注入培养瓶中，将培养瓶置于20℃培养箱中培养。设置氧气浓度上限为20.5％，氧气浓度下限为18％。启动PLC控制器5控制氧气浓度和记录数据。堆肥好氧呼吸量测试系统如图1所示。经过96小时的培养，C2反应器消耗的氧气量为35.6mg-O2/g-干基，累积耗氧量随时间的变化如图2所示。
实施例3
取经过二次发酵腐熟的堆肥产品，记为C3。调节堆肥含水率至50％，将调节过含水率的40g堆肥注入培养瓶中，将培养瓶置于20℃培养箱中培养。设置氧气浓度上限为20.5％，氧气浓度下限为18％。启动PLC控制器5控制氧气浓度和记录数据。堆肥好氧呼吸量测试系统如图1所示。经过96小时的培养，C3反应器消耗的氧气量为23.0mg-O2/g-干基，累积耗氧量随时间的变化如图2所示。
实施例4
取城市厨余垃圾干式厌氧消化产生的沼渣，记为D1。调节堆肥含水率至60％，将调节过含水率的40g沼渣注入培养瓶中，将培养瓶置于20℃培养箱中培养。设置氧气浓度上限为20.75％，氧气浓度下限为15％。启动PLC控制器5控制氧气浓度和记录数据。沼渣好氧呼吸量测试系统如图1所示。经过96小时的培养，D1反应器消耗的氧气量为58.2mg-O2/g-干基，累积耗氧量随时间的变化如图2所示。测试过程中氧气浓度随时间的实时变化图如图3所示。
由实施例1至4中堆肥和沼渣好氧呼吸量测试流程可见，通过利用氧气浓度控制系统的特性，不需引入人工操作，可提高测试结果的可重复性；并利用空气作为氧气来源，不但可以节省测试成本，还可适应不同应用场景。
在测试的可重复性上进行考量，培养瓶内氧气浓度实时记录，测试结果具有更高的可重复性。
在测试的准确性上进行考量，采用的好氧呼吸量的结果更能反映可生物降解材料土地利用过程中的生物稳定性，好氧呼吸量结果能准确反映可生物降解材料在土地利用过程中带来的活性有机质对植物的影响。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，包括培养装置、检测装置、换气装置和控制装置；
所述的培养装置用于进行可生物降解材料(2)的培养；
所述的检测装置通过气体检测循环管路(9)与培养装置连接，用于检测培养装置内气体含量；
所述的换气装置通过换气管路(10)与培养装置连接，用于更换培养装置内部气体；
所述的控制装置与检测装置和换气装置电连接，用于接收检测装置的电信号并控制换气装置的启停。
2.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的培养装置包括培养瓶(1)；优选所述的培养装置还包括恒温培养箱，所述的培养瓶(1)放置于恒温培养箱内部。
3.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的气体检测循环管路(9)的首端和末端均与培养装置内部空间连接，并形成循环回路；优选所述的检测装置包括容积泵(3)和气体浓度检测仪(4)，所述的容积泵(3)和气体浓度检测仪(4)连接于气体检测循环管路(9)上；优选所述的气体浓度检测仪(4)为氧气传感器或二氧化碳传感器。
4.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的换气管路(10)包括连接于培养装置上的供气段(101)和排气段(102)，供气段(101)的出气端和排气段(102)的进气端与培养装置内部空间连接；优选所述的换气装置包括沿气体流动方向依次设置于供气段(101)上的供气设备(6)和水洗瓶(7)、以及设置排气段(102)的出气端处的水封瓶(8)；优选所述的供气设备(6)包括气泵、容积泵或电磁阀，当供气设备(6)为容积泵时，还包括连接于容积泵进气端的装载有空气或氧气的气袋，当供气设备(6)为电磁阀时，还包括连接于电磁阀进气端的装载有压缩空气或压缩氧气的压缩气罐。
5.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的控制装置为PLC控制器(5)；
所述的PLC控制器(5)与气体浓度检测仪(4)以及供气设备(6)电连接，用于实时记录气体浓度检测仪(4)测定的气体浓度值以及控制供气设备(6)的运行；
所述的PLC控制器(5)上还设有数据传输模块，用于外部数据的接收以及记录数据的发送。
6.一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，采用权利要求1～5任一所述的系统，包括以下步骤：
S1：采集可生物降解材料(2)样品，调节含水率后加入至培养装置中；
S2：通过检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度；
S3：当被检测气体浓度超出预设阈值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内被检测气体浓度恢复至正常大气中该被检测气体浓度水平，与此同时，培养装置中的废气排空；当被检测气体浓度恢复时，停止换气；
S4：控制装置实时记录并存储培养装置内的被检测气体浓度的值，通过被检测气体浓度的变化和培养装置顶空的体积计算得到可生物降解材料(2)在测试时间内的好氧呼吸量的值。
7.根据权利要求6所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，步骤S1中，包括以下条件中的任一项或多项：
(i)所述的可生物降解材料(2)为生物质废物经厌氧消化、好氧发酵和/或昆虫养殖后的生物质废物的固态残余物，
所述的可生物降解材料(2)为生活垃圾中的食品和/或植物残余物、农业废物中的禽畜粪便和/或作物残余物、城镇污水处理厂污泥、可降解聚合物或土壤；
(ii)采集可生物降解材料(2)样品后，调节含水率至40％-60％wt；
(iii)培养装置处于20～70℃的恒温环境中。
8.根据权利要求6所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，步骤S2中，检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度时，控制培养装置内的气体在气体检测循环管路(9)中的循环速度为0.1-0.5L/min。
9.根据权利要求6所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，步骤S2和S3中，所述的被检测气体为氧气或二氧化碳；
当被检测气体为氧气时，被检测气体的预设阈值是指氧气浓度的下限值15～18％，当氧气浓度降低至下限值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内氧气浓度恢复至正常大气中该氧气浓度水平；
当被检测气体为二氧化碳时，被检测气体的预设阈值是指二氧化碳浓度的值上限值6％，当二氧化碳浓度升高至上限值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内二氧化碳浓度恢复至低于1％。
10.根据权利要求6所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，步骤S4中，测试时间为4～7d。
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