CN206157162U - 一种用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统。其目的是提供一种用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统，能够实时监控分解腔内有机物的重量变化，提高有机物的分解处理效果。包括：分别安装在四套称重平衡装置内的四套称重传感器；一称重信号处理器，与输入模块连接；物料温度传感器，设置在分解腔内与物料接触；物料温度信号处理器，与输入模块连接；湿度传感器，设置在分解腔内与物料接触；湿度信号处理器，与输入模块连接；PLC，输入模块将接收到的重量数据、温度数据和湿度数据传输至PLC，经由所述PLC分析处理后通过输出模块输出指令对调节装置进行智能控制；调节装置，用于根据PLC的指令对分解腔内物料的温度、湿度进行调节。

Description

一种用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统

技术领域

本实用新型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重量控制系统。

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。

本实用新型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中，还没有任何设备或方法采用称重传感器进行过程控制的。而不采用称重传感器采集控制的缺点是：无法了解有机垃圾解微生物分解状态，无法对分解中产生的水份有效控制。目前市场上很多是采用的水淋方法来控制进水和排水来控制湿度，结果产生大量污水排出，造成二次污染，分解过程易臭，微生物菌群寿命短。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统，能够实时监控分解腔内有机物的重量变化，提高有机物的分解处理效果。

本实用新型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重量控制系统，包括：四套称重平衡装置，分别安装在分解设备的底部框架的四个角下，每套所述称重平衡装置包括：四个平衡弹簧、四个导向螺栓和一底脚；四套称重传感器，分别安装在所述四套称重平衡装置内；一称重信号处理器，所述四套称重传感器的信号线分别连接至所述称重信号处理器，所述称重信号处理器与输入模块连接；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；物料温度信号处理器，所述物料温度传感器的信号线连接至所述物料温度信号处理器，所述物料温度信号处理器与输入模块连接；湿度传感器，设置在分解腔内与物料接触，用于采集物料的湿度数据；湿度信号处理器，所述湿度传感器的信号线连接至所述湿度信号处理器，所述湿度信号处理器与输入模块连接；PLC，输入模块将接收到的重量数据、温度数据和湿度数据传输至PLC，经由所述PLC分析处理后通过输出模块输出指令对调节装置进行智能控制；调节装置，用于根据PLC的指令对分解腔内物料的温度、湿度进行调节，包括：加热装置、搅拌装置、供氧装置、排风装置和喷淋装置。

进一步地，所述重量控制系统还包括：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；供氧温度信号处理器，所述供氧温度传感器的信号线连接至所述供氧温度信号处理器，所述供氧温度信号处理器与输入模块连接；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；环境温度信号处理器，所述环境温度传感器的信号线连接至所述环境温度信号处理器，所述环境温度信号处理器与输入模块连接。

其中，所述加热装置包括用于对分解腔内物料进行加热的物料加热装置和用于对输入空气进行加热的供氧加热装置。

进一步地，所述重量控制系统还包括：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；所述加热装置还包括除尘加热装置，设置在所述废气处理装置内。

其中，所述湿度传感器的发射极和接收极安装在分解腔的出料门上，所述发射极和接收极与分解腔内的物料接触，所述发射极和接收极形成电信号回路；所述发射极上加载5V_DC激励电压,所述接收极对地串连250Ω，形成电信号回路。

进一步地，所述发射极和接收极设置在所述出料门的绝缘板上，所述发射极和接收极之间的间距为150-250mm。

当分解后的水份没有及时排出时，需要加大排风和增加搅拌时间或打开控制加热装置，运行低温蒸发原理将物料中的水份排出。

通过与湿度的比对可以了解物料中目前含水率多少，当湿度传感器确认物料太干，喷淋装置可以补水，重量传感器可以及时采集到分解腔内加了多少水，并将本水量从总投入量内减除。

本实用新型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：本实用新型用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统通过称重传感器、温度传感器、湿度传感器来采集分解腔内有机物的重量数据、温度数据和湿度数据，以实现PLC可以通过实时采集的重量数据，结合温度数据、湿度数据对分解腔内的有机物分解状态动态监控，并控制系统进行智能调控，达到提高有机物的分解处理效果的目的。

附图说明

通过以下本实用新型的实施例并结合附图的描述，示出本实用新型的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：

图1为本实用新型一种用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统的系统结构示意图。

图2为本实用新型的一个实施例中微生物分解有机物过程的预设的重量、温度、湿度与时间的变化曲线。

图3为图1所示实施例中底部框架的局部图(示出了称重传感器的安装结构)。

图4为图1所示实施例中出料门的内壁的示意图。

具体实施方式

如图1所示的用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统，包括以下结构：

四套称重平衡装置13，结合图3所示，分别安装在分解设备的底部框架的四个角下，每套称重平衡装置13包括：四个平衡弹簧、四个导向螺栓和一底脚；四套称重传感器11，分别安装在四套称重平衡装置13内；一称重信号处理器12，四套称重传感器11的信号线分别连接至称重信号处理器12，称重信号处理器12与输入模块4连接。

物料温度传感器211、物料温度信号处理器212、供氧温度传感器221、供氧温度信号处理器222、环境温度传感器231、环境温度信号处理器232废气温度传感器241、废气温度信号处理器242；其中物料温度传感器211设置在分解腔内与物料接触，供氧温度传感器221设置在供氧风管内，环境温度传感器231设置在设备底部的进风口处，废气温度传感器241设置在废气处理装置内；各信号处理器分别与输入模块4连接。

湿度传感器31、湿度信号处理器32，湿度传感器31设置在分解腔内与物料接触，湿度信号处理器32与输入模块4连接。

可编程逻辑控制器(PLC)5，输入模块4将接收到的重量数据、温度数据和湿度数据传输至PLC，经由PLC分析处理后通过输出模块6输出指令对调节装置7进行智能控制。

调节装置7用于根据PLC的指令对分解腔内物料的温度、湿度进行调节，包括：加热装置71、搅拌装置72、供氧装置73、排风装置74和喷淋装置75。

其中，加热装置71包括用于对分解腔内物料进行加热的物料加热装置711、用于对输入空气进行加热的供氧加热装置712和除尘加热装置713。

结合图4所示，湿度传感器31的发射极311和接收极312安装在分解腔的出料门8的绝缘板81上，与分解腔内的物料接触，发射极311和接收极312之间的间距为150-250mm，发射极311上加载5V_DC激励电压，接收极312对地串连250Ω，发射极311和接收极312形成电信号回路。湿度信号处理器32的信号线分别连接至湿度传感器31的发射极311和接收极312用于监测对地电阻两端的电压差。

虽然本实用新型已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本实用新型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，在不脱离本实用新型之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本实用新型专利范围之内。

Claims (8)

1.一种用于有机物的微生物分解工艺的重量控制系统，其特征在于，该系统包括：

四套称重平衡装置，分别安装在分解设备的底部框架的四个角下，每套所述称重平衡装置包括：四个平衡弹簧、四个导向螺栓和一底脚；

四套称重传感器，分别安装在所述四套称重平衡装置内；

一称重信号处理器，所述四套称重传感器的信号线分别连接至所述称重信号处理器，所述称重信号处理器与输入模块连接；

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；

物料温度信号处理器，所述物料温度传感器的信号线连接至所述物料温度信号处理器，所述物料温度信号处理器与输入模块连接；

湿度传感器，设置在分解腔内与物料接触，用于采集物料的湿度数据；

湿度信号处理器，所述湿度传感器的信号线连接至所述湿度信号处理器，所述湿度信号处理器与输入模块连接；

PLC，输入模块将接收到的重量数据、温度数据和湿度数据传输至PLC，经由所述PLC分析处理后通过输出模块输出指令对调节装置进行智能控制；

调节装置，用于根据PLC的指令对分解腔内物料的温度、湿度进行调节，包括：加热装置、搅拌装置、供氧装置、排风装置和喷淋装置。

2.如权利要求1所述的重量控制系统，其特征在于，还包括：

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；

供氧温度信号处理器，所述供氧温度传感器的信号线连接至所述供氧温度信号处理器，所述供氧温度信号处理器与输入模块连接；

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；

环境温度信号处理器，所述环境温度传感器的信号线连接至所述环境温度信号处理器，所述环境温度信号处理器与输入模块连接。

3.如权利要求2所述的重量控制系统，其特征在于：所述加热装置包括：用于对分解腔内物料进行加热的物料加热装置和用于对输入空气进行加热的供氧加热装置。

4.如权利要求2或3所述的重量控制系统，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所述的重量控制系统，其特征在于：所述加热装置还包括除尘加热装置，设置在所述废气处理装置内。

6.如权利要求1所述的重量控制系统，其特征在于：所述湿度传感器的发射极和接收极安装在分解腔的出料门上，所述发射极和接收极与分解腔内的物料接触，所述发射极和接收极形成电信号回路。

7.如权利要求6所述的重量控制系统，其特征在于：所述发射极上加载5V_DC激励电压,所述接收极对地串连250Ω，形成电信号回路。

8.如权利要求6所述的重量控制系统，其特征在于：所述发射极和接收极设置在所述出料门的绝缘板上，所述发射极和接收极之间的间距为150-250mm。