一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法及其系统。其目的是提供一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法，能够将空气送达至物料内部，使得微生物对有机物的分解更加充分，提高分解效率，避免分解过程中产生臭味。一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法，该方法根据环境变化和分解腔内温度的需要，采用供氧风机将定量风量通过旋转主轴将氧气送入物料内部。本发明专利技术还提供了一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制系统，包括：供氧风机、旋转主轴、均匀安装在所述旋转主轴上的搅拌带、螺旋状分布在旋转主轴上的供氧喷头、管路加热器、环境温度传感器、管内温度传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机物分解
，具体来说，是涉及一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法及其系统。
技术介绍
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。本专利技术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好氧分解设备的送氧方式主要采用腔内送风。这种供氧方式无法送达物料内部，同时没有对送氧风量和送氧时间进行控制，容易造成微生物分解不充分，也会影响分解速度，使得分解过程中容易产生臭味。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法，能够将空气送达至物料内部，使得微生物对有机物的分解更加充分，提高分解效率，避免分解过程中产生臭味。本专利技术的另一目的是提供一种基于上述供氧控制方法的用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制系统。本专利技术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供氧控制方法，该方法根据环境变化和分解腔内温度的需要，采用供氧风机将定量风量通过旋转主轴将氧气送入物料内部。具体地，该方法包括以下步骤：(1)采集分解腔内物料的分解率、温度和湿度数据，并根据预设的微生物菌群的活性曲线，判断分解腔内物料分解状态；(2)系统根据预设的微生物菌群的温度-活性曲线变化数据，确定当前分解状态的最佳温度T目标和最佳风量W目标，将当前分解腔内的设定温度T设定更新为最佳温度T目标；(3)供氧风机将风量为W目标的空气以风压不高于10KPa、风机风量不低于0.8m3/min送入空气管道内，所述W目标＝0.2m3/min×8.5×当前有机物料重量(吨)×运行时间(min)；(4)温度传感器采集环境温度T环境和进风加热器后端的管内温度T管内，自动控制进风加热器的启动和关闭，调节并控制所述T管内维持在T设定，采集所述管内温度的温度传感器设置在所述进风加热器的后端管内；(5)经调节温度后的空气通过旋转接头从所述空气管道送入旋转主轴内，并通过供氧喷头送入物料内部。其中，所述步骤(4)包括：利用温度传感器采集环境温度T环境并与预设定温度T设定进行比较，当环境温度T环境＜T设定时，进风加热器开启，同时通过温度传感器采集进风加热器后端的管内进风温度T管内，当T管内≥T设定时，进风加热器关闭。本专利技术还提供了一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制系统，该系统包括：供氧风机，设于分解腔的外部，用于将空气送入空气管路中；旋转主轴，水平安装在分解腔的中心轴上，所述空气管路通过旋转接头联接至旋转主轴的端部使空气被送入旋转主轴内；至少内外两层搅拌带，均匀安装在所述旋转主轴上，所述搅拌带为螺旋式板片，内层搅拌带和外层搅拌带的旋向不同。这样在运行时，内层搅拌带和外层搅拌带赶料的方向不同，通过内外层搅拌带宽度设计，保证物料的平均分布和均匀搅拌；管路加热器，设置在所述空气管路内，用于加热送入空气管路中的空气；环境温度传感器，设置在供氧风机的进风管之前，用于采集送入空气管路中的空气在经过管路加热器之前的温度数据；管内温度传感器，设置在所述旋转接头前端的空气管路中，用于采集送入空气管路中的空气在经过管路加热器之后的温度数据；若干供氧喷头，所述供氧喷头螺旋状分布在所述旋转主轴上；根据环境变化和分解腔内温度的需要，所述供氧风机将定量风量送入所述空气管路内，空气经所述管路加热器调节温度后送入所述旋转主轴，再从所述供氧喷头送入物料内部。其中，所述根据环境变化和分解腔内温度的需要，所述供氧风机将定量风量送入所述空气管路内，空气经所述管路加热器调节温度后送入所述旋转主轴，再从所述供氧喷头送入物料内部，包括以下步骤：(1)采集分解腔内物料的分解率、温度和湿度数据，并根据预设的微生物菌群的活性曲线，判断分解腔内物料分解状态；(2)系统根据预设的微生物菌群的温度-活性曲线变化数据，确定当前分解状态的最佳温度T目标和最佳风量W目标，将当前分解腔内的设定温度T设定更新为最佳温度T目标；(3)供氧风机将风量为W目标的空气以风压不高于10KPa、风机风量不低于0.8m3/min送入空气管道内，所述W目标＝0.2m3/min×8.5×当前有机物料重量(吨)×运行时间(min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法，其特征在于，该方法根据环境变化和分解腔内温度的需要，采用供氧风机将定量风量通过旋转主轴将氧气送入物料内部。

【技术特征摘要】
1.一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制方法，其特征在于，该方法根据环境变化和分解腔内温度的需要，采用供氧风机将定量风量通过旋转主轴将氧气送入物料内部。2.如权利要求1所述的供氧控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)采集分解腔内物料的分解率、温度和湿度数据，并根据预设的微生物菌群的活性曲线，判断分解腔内物料分解状态；(2)系统根据预设的微生物菌群的温度-活性曲线变化数据，确定当前分解状态的最佳温度T目标和最佳风量W目标，将当前分解腔内的设定温度T设定更新为最佳温度T目标；(3)供氧风机将风量为W目标的空气以风压不高于10KPa、风机风量不低于0.8m3/min送入空气管道内，所述W目标＝0.2m3/min×8.5×当前有机物料重量(吨)×运行时间(min)；(4)温度传感器采集环境温度T环境和进风加热器后端的管内温度T管内，自动控制进风加热器的启动和关闭，调节并控制所述T管内维持在T设定，采集所述管内温度的温度传感器设置在所述进风加热器的后端管内；(5)经调节温度后的空气通过旋转接头从所述空气管道送入旋转主轴内，并通过供氧喷头送入物料内部。3.如权利要求2所述的供氧控制方法，其特征在于：所述步骤(4)包括：利用温度传感器采集环境温度T环境并与预设定温度T设定进行比较，当环境温度T环境＜T设定时，进风加热器开启，同时通过温度传感器采集进风加热器后端的管内进风温度T管内，当T管内≥T设定时，进风加热器关闭。4.一种用于有机物的微生物分解工艺的供氧控制系统，其特征在于，该系统包括：供氧风机，设于分解腔的外部，用于将空气送入空气管路中；旋转主轴，水平安装在分解腔的中心轴上，所述空气管路通过旋转接头联接至旋转主轴的端部使空气被送入旋转主轴内；至少内外两层搅拌带，均匀安装在所述旋转主轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建强，周志华，陈诚，
申请(专利权)人：上海壹柯环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31