CN116769581A - 一种沼气厌氧发酵状态监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种沼气厌氧发酵状态监测系统，属于沼气厌氧发酵状态预警技术领域。包括沼气厌氧发酵池、PH传感器、沼气流量传感器、隔膜泵、阀门、电子鼻检测控制箱和控制平台；所述PH传感器、沼气流量传感器和电子鼻检测控制箱分别与控制平台连接；所述阀门与电子鼻检测控制箱连接；所述沼气厌氧发酵池侧壁上安装有PH传感器；所述沼气流量传感器安装在所述沼气厌氧发酵池输出端的沼气管道上；所述电子鼻检测控制箱输入端的沼气管道上安装有所述阀门；所述电子鼻检测控制箱输出端的沼气管道上安装有所述隔膜泵；所述隔膜泵输出端的沼气管道上安装有所述阀门。解决沼气监测不及时，影响沼气工程的安全性与经济性的问题。
Description
技术领域
本申请涉及一种沼气厌氧发酵状态监测系统，属于沼气厌氧发酵状态预警技术领域。
背景技术
实施节能减排、发展生物质能具有现实和长远需求，也有丰富的资源保障。可再生能源是可持续发展的重要物质基础和社会进步的必要条件。提高风能、水能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等可再生能源利用，增加可再生能源在能源消费中的比重，相对于其他可再生能源，生物质能源因其分布广泛、资源丰富、种类多样等优点成为最具有开发价值和应用前景的可再生能源，已成为继传统三大化石燃料之后的第四大能源，具有巨大的发展潜力。
目前农业生物质资源由于收集损失及其他利用方式的竞争，有绝大部分的农作物秸秆直接被焚烧或丢弃，不但没有有效的开发利用失去了能源价值，还因为随意燃烧生成大量的废气和烟尘颗粒物，造成资源巨大浪费和环境严重污染。猪、牛和家禽的养殖粪便产量近几年急剧增加，但由于大部分畜禽粪便没有得到资源化方式利用、无害化处理，严重威胁到土壤、水和空气以及牲畜和家禽的生长。因此，禽畜粪便合理资源化利用方式对于改善空气环境质量、促进规模集约化畜禽养殖业的长足发展具有重要意义。餐厨垃圾，呈固、液混合态，化学成分主要为有机酸、无机盐、各种大分子有机化合物，富含钾、钙、镁、铁、磷等多种微量元素，其主要危害有变质散发恶臭、导致大气、环境等污染问题，且易滋生蚊蝇、霉菌毒素、病原微生物等有害物质。
沼气工程的运行稳定性也是严重制约厌氧消化技术在固体废弃物处理与资源化领域的应用。厌氧消化技术运行的稳定性，一直是环境科学研究人员关注和研究的重要方向。关于商业运行厌氧消化系统因超负荷，氨抑制、泡沫、竞争性抑制以及毒性抑制等造成厌氧消化系统失稳的报道也是屡见不鲜。尽管厌氧消化在降解有机污染物的同时，可回收能源和营养物质，产生附加的经济效益，但是厌氧消化系统在环境条件的变化，负荷冲击，竞争抑制性物质的引入，毒性物质的入侵等，均会引起厌氧消化系统的失稳，若不及时调整或处理不当，最终导致厌氧消化系统的失败，这些也严重制约了厌氧消化技术的广泛应用。
现在对沼气厌氧发酵状态监测普遍对压力、温度、PH值、CH4、H2S等性能指标进行离线或在线采集，监测手段也是靠取样后测量，然后根据测量结果去调整设备运行状态。由于仪表的准确性差并且非连续性监测，设备运行状态调整慢，常导致发酵的不稳定，严重沼气监测不及时，影响沼气工程的安全性与经济性。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于此，为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种沼气厌氧发酵状态监测系统。
方案一、一种沼气厌氧发酵状态监测系统，包括沼气厌氧发酵池、PH传感器、沼气流量传感器、隔膜泵、阀门、电子鼻检测控制箱和控制平台；
所述PH传感器、沼气流量传感器和电子鼻检测控制箱分别与控制平台连接；
所述阀门与电子鼻检测控制箱连接；
所述沼气厌氧发酵池侧壁上安装有PH传感器；
所述沼气流量传感器安装在所述沼气厌氧发酵池输出端的沼气管道上；
所述电子鼻检测控制箱输入端的沼气管道上安装有所述阀门；
所述电子鼻检测控制箱输出端的沼气管道上安装有所述隔膜泵；
所述隔膜泵输出端的沼气管道上安装有所述阀门。
优选的，所述阀门为电磁阀。
优选的，所述电子鼻检测控制箱4包括气敏检测模块、调理电路板、转换模块和触摸屏；所述气敏检测模块模块与调理电路板、转换模块和触摸屏依次连接。
优选的，所述气敏检测模块数量与电子鼻检测控制箱输入端的沼气管道数量相同。
优选的，所述阀门数量与电子鼻检测控制箱输入端的沼气管道数量相同。
本发明的有益效果如下：
(1)实时在线监测厌氧消化生物制取沼气过程的失稳与酸化预警，为有效解决沼气发酵状态预警严重滞后稳定奠定基础；
(2)为大型沼气工程真正做成精细化、标准化管理的可复制现代化产业夯实基础；
(3)建立基于PH传感器、气味检测及沼气产量等多种检测手段融合，有效弥补发酵罐监测预警手段不足的问题，更好的实现沼气厌氧发酵过程的健康判断，促进沼气工程的又好又快的发展。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为一种沼气厌氧发酵状态监测系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1、参照图1说明本实施方式，一种沼气厌氧发酵状态监测系统，包括沼气厌氧发酵池1、PH传感器2、沼气流量传感器3、隔膜泵6、阀门5、电子鼻检测控制箱4和控制平台；所述PH传感器2、沼气流量传感器3、阀门5和电子鼻检测控制箱4分别与控制平台连接；
所述PH传感器2、沼气流量传感器3和电子鼻检测控制箱4分别与控制平台连接；
所述阀门5与电子鼻检测控制箱4连接；
所述PH传感器2用于测量沼气厌氧发酵池1的PH值，并将实时PH值传输至控制平台，根据PH值波动幅度判断沼气厌氧发酵状态；
所述阀门5依据程序设置时间依次实施开启动作，将待测沼气通过指定沼气管路输入至电子鼻检测控制箱4，其电子鼻检测控制箱4内部的对应传感阵列识别气体信息，并将气体信息传输至控制平台，并依据气体信息计算、判断沼气厌氧发酵状态。
所述沼气厌氧发酵池1侧壁上安装有PH传感器2；
所述沼气流量传感器3安装在所述沼气厌氧发酵池1输出端的沼气管道上；
具体的，所述沼气流量传感器3用于测量沼气厌氧发酵池1瞬时沼气产量，并将瞬时沼气产量传输至控制平台，控制平台记录每次瞬时沼气产量，并根据瞬时沼气产量计算出日沼气产量。
所述电子鼻检测控制箱4输入端的沼气管道上安装有所述阀门5；
所述电子鼻检测控制箱4输出端的沼气管道上安装有所述隔膜泵6；
所述电子鼻检测控制箱4具体为：所述的电子鼻检测控制箱4包括气敏检测模块、调理电路板、转换模块和触摸屏；
所述气敏检测模块模块与调理电路板、转换模块和触摸屏依次连接；
具体为：气敏检测模块的表面与待测的沼气进行反应，产生模拟信号，模拟信号经调理电路板对模拟信号进行滤波和放大处理，经过转换模块将模拟信号转换为数字信号后传送至触摸屏中进行实时显示并记录，并将记录传输至控制平台。
所述隔膜泵6输出端的沼气管道上安装有所述阀门5。
所述阀门5为电磁阀。
所述气敏检测模块数量与电子鼻检测控制箱4输入端的沼气管道数量相同。
所述阀门5数量与电子鼻检测控制箱4输入端的沼气管道数量相同。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种沼气厌氧发酵状态监测系统，其特征在于，包括沼气厌氧发酵池、PH传感器、沼气流量传感器、隔膜泵、阀门、电子鼻检测控制箱和控制平台；
所述PH传感器、沼气流量传感器和电子鼻检测控制箱分别与控制平台连接；
所述阀门与电子鼻检测控制箱连接；
所述沼气厌氧发酵池侧壁上安装有PH传感器；
所述沼气流量传感器安装在所述沼气厌氧发酵池输出端的沼气管道上；
所述电子鼻检测控制箱输入端的沼气管道上安装有所述阀门；
所述电子鼻检测控制箱输出端的沼气管道上安装有所述隔膜泵；
所述隔膜泵输出端的沼气管道上安装有所述阀门。
2.根据权利要求1所述一种沼气厌氧发酵状态监测系统，其特征在于，所述阀门为电磁阀。
3.根据权利要求2所述一种沼气厌氧发酵状态监测系统，其特征在于，所述所述电子鼻检测控制箱4包括气敏检测模块、调理电路板、转换模块和触摸屏；所述气敏检测模块模块与调理电路板、转换模块和触摸屏依次连接。
4.根据权利要求3所述一种沼气厌氧发酵状态监测系统，其特征在于，所述气敏检测模块数量与电子鼻检测控制箱输入端的沼气管道数量相同。
5.根据权利要求4所述一种沼气厌氧发酵状态监测系统，其特征在于，所述阀门数量与电子鼻检测控制箱输入端的沼气管道数量相同。
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