[發明專利]一種好氧發酵過程的數值模擬試驗系統

在審

• 申請號: 201911374639.5
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111072412A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 周海賓;孟海波;沈玉君;丁京濤;程紅勝;張曦;宋立秋
• 申請（專利權）人: 農業農村部規劃設計研究院
• 主分類號: C05F17/90
• 分類號: C05F17/90;C05F17/993
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

本發明涉及一種好氧發酵過程的數值模擬試驗系統，其特征在于，包括發酵罐體、廢氣處理系統、翻拋裝置、曝氣系統、噴淋裝置、采集裝置和控制系統；發酵罐體采用頂部開口的罐體結構，發酵罐體頂部設置有密封蓋和廢氣處理系統；發酵罐體內縱向設置有翻拋裝置，發酵罐體內側的底部設置有斜板，斜板上方設置有篩板；位于斜板與篩板之間，發酵罐體內還設置有曝氣系統；發酵罐體一側的下部設置有滲液管，滲液管一端與斜板的底部末端相對應，滲液管另一端連接集液箱；發酵罐體一側的上部設置有噴淋裝置，發酵罐體的一側還開設有若干取樣口；位于密封蓋與篩板之間，發酵罐體另一側陣列式間隔設置有若干采集裝置，本發明可廣泛用于模擬試驗裝置技術領域中。

技術領域

本發明是關于一種好氧發酵過程的數值模擬試驗系統，屬于模擬試驗裝置技術領域。

背景技術

據統計，中國2016年畜禽糞便的產量高達38億噸，秸稈產量高達10.2億噸，這些農業有機廢棄物的不當處理，導致廣泛的環境污染與嚴重的生態破壞。農業有機廢棄物富含多種微量元素和營養元素，好氧發酵處理可有效實現有機廢棄物的資源化、無害化與減量化處理，生產的有機肥是實現農業綠色發展不可或缺的肥料來源，因此，好氧發酵處理是農業有機廢棄物處理利用的主要方式。好氧發酵過程中，物料溫度和含水率等理化性質以及氣體遷移轉化和分布的不均勻，導致不同發酵階段堆體內物料理化特性、氣體遷移轉化具有明顯空間性，影響發酵物料的腐熟均一性。通過數值模擬和仿真計算，對好氧發酵過程進行分析和預測，對于指導工藝設計和技術、提高研究效率和節約試驗成本等具有重要意義。

現有技術公開了一種寒地好氧堆肥發酵環境因子遠程監控系統，采用采集裝置、AD轉換模塊換和數據庫服務器等，僅實現了堆肥的環境參數數據的采集和監控。現有技術還公開了一種好氧堆肥模型建立及模擬方法，通過建立好氧堆肥模型，實現好氧堆肥反應過程中溫度、氧氣濃度的空間分布預測。但是，現有技術均未對好氧發酵模擬值和實測值實現可視化，也未對誤差進行分析對比，無法確定優化的發酵物料的理化特性。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠對好氧發酵模擬值和實測值實現可視化，并能夠確定優化的發酵物料的理化特性的好氧發酵過程的數值模擬試驗系統。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種好氧發酵過程的數值模擬試驗系統，其特征在于，包括發酵罐體、廢氣處理系統、翻拋裝置、曝氣系統、噴淋裝置、采集裝置和控制系統；所述發酵罐體采用頂部開口的罐體結構，所述發酵罐體的頂部設置有密封蓋和所述廢氣處理系統；所述發酵罐體內縱向設置有所述翻拋裝置，所述發酵罐體內側的底部設置有斜板，所述斜板的上方設置有篩板；位于所述斜板與所述篩板之間，所述發酵罐體內還設置有所述曝氣系統；所述發酵罐體一側的下部設置有滲液管，所述滲液管的一端與所述斜板的底部末端相對應，所述滲液管的另一端連接集液箱；所述發酵罐體一側的上部設置有所述噴淋裝置，所述發酵罐體的一側還開設有若干取樣口；位于所述密封蓋與所述篩板之間，所述發酵罐體的另一側陣列式間隔設置有若干所述采集裝置，所述采集裝置用于實時采集所述發酵罐體內對應位置的溫度、濕度和/或含氧量數據；所述控制系統分別電連接所述廢氣處理系統、翻拋裝置、曝氣系統、噴淋裝置和采集裝置。

優選地，所述曝氣系統包括布氣管、空氣泵、加溫加濕器和流量計；位于所述斜板上方，所述發酵罐體內設置有若干所述布氣管，每一所述布氣管的一端均穿出所述發酵罐體與所述空氣泵連接；每一所述布氣管位于所述發酵罐體內側的部分均開設有若干出氣孔；每一所述布氣管位于所述發酵罐體外側的部分均設置有所述加溫加濕器和流量計；所述控制系統分別電連接所述空氣泵、加溫加濕器和流量計。

優選地，每一所述出氣孔內均設置有單向閥。

優選地，所述發酵罐體另一側的內壁上縱向間隔設置有若干支撐架，每一所述支撐架上均間隔設置有若干所述采集裝置。