[發明專利]一種采用溫度梯度反饋實現廢物均勻降解的自動控制方法

無效

• 申請號: 200810084229.2
• 申請日: 2005-10-21
• 公開（公告）號: CN101246360A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 張相鋒;楊志峰;陳家軍
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于廢棄物生物降解領域，特別是涉及到一種用于有機廢物好氧生物降解的自動控制方法。

背景技術

好氧生物降解在國內外廣泛應用于有機廢棄物的資源化，這一技術在國外也應用于有毒有害廢棄物的異位生物修復。好氧生物降解主要是通過人工調控利用好氧微生物分解有機廢物、釋放熱量、殺滅病原菌、蟲卵和雜草種子等，并且使廢棄物在微生物作用下轉化為穩定的類腐殖質，最終實現廢棄物的無害化、減量化和資源化。

有機廢物的好氧生物降解按調控手段可分為自然通氣法、固定通氣時間周期的無反饋通氣法和控制堆體溫度的溫度反饋通氣法；按通氣方向可分為正壓通氣法和負壓通氣法。

眾所周知，在微生物好氧降解過程中堆體內的微生物不斷的消耗氧氣、釋放熱量并蒸發水分，通氣的主要功能是補充氧氣、帶走多余熱量及水分。現有的好氧生物降解工藝均為通氣方向不變，在這種條件下，氣流將在流過堆體時沿氣流方向不斷得到加熱，逐漸形成堆體內沿氣流方向上堆體溫度逐漸升高的現象，即產生了溫度梯度。溫度的不均勻分布，直接影響了堆體內微生物群落的分布及其降解廢物的能力，導致堆體內沿氣流方向廢物降解程度的不均勻分布及局部低溫區域，低溫區域內的廢物降解速度慢且致病菌無法有效殺滅，從而影響了堆肥產品的質量，降低其應用價值。

發明內容

本發明的目的在于克服好氧生物降解中由于廢物堆體溫度分布不均勻導致降解不均勻的缺陷，使得堆體內溫度、水分、熱量重新均勻分布，實現廢物好氧降解過程的自動調控。

為實現上述目的，本發明提供一種采用溫度梯度反饋實現廢物好氧均勻降解的自動控制方法。具體內容如下：以堆體內的上部和下部溫度差(即溫度梯度)的絕對值作為反饋變量，溫度梯度絕對值的限值可在0.5℃～20℃內任意設置。廢物好氧降解過程啟動后，實時采集堆體內上下部位的溫度數據，當堆體內的溫度差值超過設置溫度梯度限值時，通過自動化裝置變換堆體內的通氣沿相反方向流動，實現堆體內高溫區和低溫區的熱交換，到達控制堆體內溫度梯度的目的。

本發明的有益效果是，利用本發明可以保持堆體內溫度、水分的均勻性，避免了傳統單向通風造成的局部低溫區域，使得致病菌的殺滅更加徹底，堆體內的降解過程均勻，提高了堆肥產品的質量，非常適合生產綠色食品、無公害食品、有機食品以及名貴花卉的栽培。

附圖說明

圖1為本發明自動控制方法圖。圖1中，Tset為廢物好氧生物降解的時間周期，t為當前的廢物好氧生物降解時間，ΔTset為堆體上、下部位的溫度梯度絕對值的限值，ΔT為堆體上、下部位的溫度梯度絕對值。

具體實施方式

實施方式可結合圖1得到說明。具體步驟如下：

(1)首先將有機廢物裝填入好氧生物降解自動化裝置內；

(2)系統初始化：設定廢物好氧生物降解的時間周期Tset，設定當前的廢物好氧生物降解時間t為零；設定堆體上、下部位的溫度梯度絕對值的限值ΔTset，其中ΔTset可在0.5℃～20℃內任意設置；

(3)實時采集堆體上、下部位的溫度數據，計算出堆體上、下部位的溫度梯度絕對值ΔT；

(4)比較ΔTset和ΔT的大小，若ΔT小于ΔTset，說明堆體上下部位的溫度梯度在可控范圍內，則保持當前通風方向不變；若ΔT大于ΔTset，說明堆體上下部位的溫度梯度超出預定范圍，則啟動廢物降解自動化裝置，變換堆體的通風方向。實現堆體通風方向的變換可以采用閥門控制(請參見原案，申請號200510114236.9)，也可以采用其他方法。

(5)繼續重復第(3)～(4)步驟，直至廢物好氧生物降解時間t大于廢物好氧生物降解的時間周期Tset。