[發(fā)明專利]一種餐廚垃圾厭氧消化智能監(jiān)控和安全預(yù)警系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011032984.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN112250481A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅博;楊菊平;王生;何婧嫻;康一駿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶市環(huán)衛(wèi)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C05F9/02
• 分類號(hào): C05F9/02
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

本發(fā)明公開一種餐廚垃圾厭氧消化智能監(jiān)控和安全預(yù)警系統(tǒng)和方法，包括S1：采集餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)器工作過(guò)程中的參數(shù)并保存；S2：根據(jù)采集的參數(shù)計(jì)算穩(wěn)定化指數(shù)SI，并設(shè)置第一報(bào)警閾值和第二報(bào)警閾值；S3：當(dāng)穩(wěn)定化指數(shù)SI達(dá)到第一報(bào)警閾值時(shí)，安全預(yù)警子系統(tǒng)發(fā)出第一報(bào)警信號(hào)；當(dāng)穩(wěn)定化指數(shù)SI達(dá)到第二報(bào)警閾值時(shí)，安全預(yù)警子系統(tǒng)發(fā)出第二報(bào)警信號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)停止工作。通過(guò)本發(fā)明對(duì)反應(yīng)器工作參數(shù)的監(jiān)控和計(jì)算，當(dāng)穩(wěn)定化指數(shù)達(dá)到預(yù)警閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警指令，從而保證了餐廚垃圾厭氧消化的穩(wěn)定運(yùn)行，提高厭氧消化反應(yīng)系統(tǒng)預(yù)警的精確度和及時(shí)性，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)異常情況做出反饋，實(shí)現(xiàn)了對(duì)餐廚垃圾發(fā)酵過(guò)程的調(diào)控，提升系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及垃圾處理監(jiān)控預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種餐廚垃圾厭氧消化智能監(jiān)控和安全預(yù)警系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高，推動(dòng)各城市的餐飲業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，但同時(shí)也使城市面臨“垃圾圍城”的境況，我國(guó)每年產(chǎn)生的餐廚垃圾量在7000萬(wàn)噸以上，大量的廚余垃圾嚴(yán)重影響城市環(huán)境，不僅阻礙了城市化發(fā)展，而且危害人類健康。然而餐廚垃圾中有機(jī)物含量高，易降解，研究人員利用厭氧消化技術(shù)將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化成生物可燃?xì)猓l(fā)酵殘?jiān)鳛橛袡C(jī)肥料和土壤改良劑，既降低污染性和致病危害性，也實(shí)現(xiàn)了資源的有效回收利用。

我國(guó)餐廚垃圾組分復(fù)雜，油脂含量高，厭氧消化過(guò)程中極易在降解初期產(chǎn)生大量的揮發(fā)性脂肪酸，打破產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌之間的平衡，抑制甲烷生成，促使厭氧反應(yīng)器運(yùn)行崩潰，因此對(duì)厭氧消化過(guò)程的參數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)控就顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)厭氧消化設(shè)備自動(dòng)化程度差，過(guò)程監(jiān)控不完善，對(duì)于預(yù)警指標(biāo)的滯后，無(wú)法快速、準(zhǔn)確的診斷過(guò)程變化，造成厭氧消化準(zhǔn)確控制難的問(wèn)題，因此，開發(fā)消化過(guò)程基礎(chǔ)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確的反饋實(shí)現(xiàn)消化過(guò)程的智能監(jiān)控，對(duì)系統(tǒng)異常提前預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的及時(shí)調(diào)控，保證餐廚垃圾厭氧消化的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中厭氧消化反應(yīng)系統(tǒng)預(yù)警精確度較低和及時(shí)性較差的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種餐廚垃圾厭氧消化智能監(jiān)控和安全預(yù)警系統(tǒng)和方法，通過(guò)結(jié)合多種參數(shù)得到穩(wěn)定化指數(shù)以對(duì)消化系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，當(dāng)穩(wěn)定化指數(shù)達(dá)到預(yù)警范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警指令，提高預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，有利于餐廚垃圾的監(jiān)控。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種餐廚垃圾厭氧消化智能監(jiān)控和安全預(yù)警系統(tǒng)，包括餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)器、智能監(jiān)控子系統(tǒng)和安全預(yù)警子系統(tǒng)；

餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)器，用于對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行消化處理；

智能監(jiān)控子系統(tǒng)，用于對(duì)餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)器工作過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)參數(shù)計(jì)算得到穩(wěn)定化指數(shù)；

安全預(yù)警子系統(tǒng)，用于設(shè)置報(bào)警閾值，當(dāng)穩(wěn)定化指數(shù)達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選的,所述餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)器包括參數(shù)檢測(cè)模塊、厭氧消化主體發(fā)酵罐和控制模塊；

參數(shù)檢測(cè)模塊，用于對(duì)餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)器工作過(guò)程的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；

控制模塊，用于調(diào)節(jié)厭氧消化主體發(fā)酵罐內(nèi)攪拌的轉(zhuǎn)速、溫度和進(jìn)料量。

優(yōu)選的，所述參數(shù)檢測(cè)模塊包括酸堿滴定單元、氣體分析單元、PH計(jì)和溫度傳感器。

優(yōu)選的，所述酸堿滴定單元采用粗、細(xì)過(guò)濾并聯(lián)合稀釋法，以對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行分層次逐步過(guò)濾和稀釋。

優(yōu)選的，所述智能監(jiān)控子系統(tǒng)包括參數(shù)收集模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊和指數(shù)顯示模塊；

所述參數(shù)收集模塊，用于收集餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)器工作過(guò)程中的參數(shù)，并將參數(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)計(jì)算模塊；

所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)參數(shù)收集模塊的參數(shù)計(jì)算穩(wěn)定化指數(shù)SI，穩(wěn)定化指數(shù)SI的計(jì)算函數(shù)為SI＝∑f(TA、BA、VFA、Q)；