[實用新型]用于堆肥好氧發酵的通風智能控制系統

有效

• 申請號: 201220249094.2
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN202576273U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 張海紅;武占銀;詹志彪;武嘉薇;張冬;朱曉紅;馬少斌;陳睿
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: C05F17/02
• 分類號: C05F17/02;C05F9/04
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本實用新型涉及一種用于堆肥好氧發酵的通風智能控制系統。

背景技術

堆肥化是有機固體廢棄物實現無害化、減量化和資源化的有效途徑。如何加快物料分解，提早堆肥化進程，降低處理成本，而減少養分損失等是堆肥化應用于環境治理和生產優質有機肥亟待解決的重大課題。好氧發酵是目前堆肥發酵的最主要手段。好氧發酵是利用好氧微生物在好氧狀態下對有機質進行的快速降解，因此，通風供氧是保證好氧發酵順利進行的重要因素。通風可供給微生物新陳代謝所需的氧氣，帶走部分水分，同時可調整控制堆體溫度。然而，由于在整個發酵過程中溫度在不斷變化，而隨著溫度的變化，微生物類群也處在一個不斷進行的動態變化之中，這樣微生物類群的需氧量也隨之發生變化。如果通氣量不足將抑制好氧微生物的活動，使發酵周期變長，影響生物有機肥的質量。如果通氣太旺，微生物活動旺盛，有機質分解加劇，腐殖質積累減少，同時通氣過于旺盛還會帶走大量的熱量，影響發酵溫度。

目前的好氧發酵強制通風主要是人工控制方式，或以定時器控制風機的(風機)運行，或通過對溫度的監測，控制通風量。這些控制方式無法滿足不同微生物種群、不同階段對氧氣的需求，難以做到生產過程通氣量的適量適時供給，無法保證發酵過程的最優化操作。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種結構簡單、成本低，能夠對堆肥發酵過程進行通風，實現智能化控制的用于堆肥好氧發酵的通風智能控制系統。

一種用于堆肥好氧發酵的通風智能控制系統，其特別之處在于：包括插在堆肥體內的至少1個氧氣傳感器、至少1個溫度傳感器和至少1個水分傳感器，所有傳感器均通過數據采集模塊與計算機電連接，而計算機通過控制器與風機電連接從而控制風機啟動或停止。

其中計算機采用帶有人機界面的工控機，控制器采用PLC。

本實用新型的系統專門針對堆肥好氧發酵過程中，無法實現通風量適量適時供給的缺陷而提出的，旨在根據微生物種群在不同發酵時期的生長特性，利用數學模型科學控制堆肥發酵過程中可供氣量，優化生產過程。該控制系統結構簡單、成本低，可對單個堆肥發酵倉以及多個群體式發酵倉進行智能化整體控制、無人化操作，提高堆肥發酵效率，提高有機肥產品品質。從而為農業廢棄物的合理有效利用，堆肥發酵的精細化生產操作創造了條件。本實用新型的系統可根據堆肥原料的成分，微生物的種群，通過調整參數實現適量適時供氣，實現最優化操作，也可通過參數的調整，將其應用于污泥發酵系統以及城市固體廢棄物的減量化處理。

附圖說明

附圖1為本實用新型的工作原理示意圖；

附圖2為本實用新型的邏輯原理框圖；

附圖3為本實用新型的主控制流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖來對本實用新型作進一步詳細的說明：

如圖1所示，本實用新型包括插在堆肥體內的1個氧氣傳感器、1個溫度傳感器和1個水分傳感器。傳感器的數量以及探頭所插位置可根據發酵倉內堆體的寬度、高度、進氣位置、測定精度等自行調整。還包括與所有傳感器連接的數據采集模塊，該數據采集模塊與計算機電連接，計算機具體可采用帶有人機界面的工控機，計算機通過PLC控制器與風機電連接從而根據采集到的信息和預設程序控制風機的啟動和停止。

本實用新型的控制系統由1個或多個氧氣傳感器、溫度傳感器、水分傳感器、數據采集模塊、計算機及運算控制軟件、邏輯電路系統、控制器、執行機構(風機)等部分組成。可根據不同發酵時期優勢菌群的生長特性，生長需氧量，確定堆體溫度、水分等關鍵參數控制范圍，通過智能化控制風機的運行、起停時間，調整供氧量，滿足菌體生長需求。至于具體關鍵參數可采用現有常規的堆肥好氧發酵技術。本系統實現了自動化控制方式，與常規的溫度監控反饋控制系統不同，組成了溫度-氧反饋控制系統，通過監測氧氣濃度，換算氧濃度變化速率，然后通過模型估算，發出控制信號。

實施例1：

1、將鼓風機或抽風機與通風管道連接，發酵期內通風方式采用肥堆溫度-氧氣反饋裝置自動調節。以監測氧氣濃度與溫度為主，進行風機的啟停控制。在發酵期內，根據升溫、高溫、降溫階段的需氧量，(通過監測氣體氧濃度的變化速率，即氣體氧濃度速度梯度，其值反映了微生物生長快慢)及時調整控制風機啟動停止時間片段，滿足供氧需求。控制發酵溫度不高于70℃。