智能分层曝气堆肥反应器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能分层曝气堆肥反应器系统，其包括罐体、进料系统、出料系统、搅拌系统、曝气系统以及控制部。罐体内设有不同高度的多个支撑梁，且曝气系统包括：曝气管路，其设置在支撑梁的第一侧面并具有多个曝气孔；气体浓度传感器，其设置在支撑梁的第二侧面并用于检测罐体内的位于支撑梁的高度处的预定气体的浓度；供气岐管，其连通至各曝气管路并供气；阀门，其设置在各曝气管路内并且位于各曝气管路与供气岐管连接的连接端，能够在控制部的控制下打开和关闭。当设置于支撑梁上的气体浓度传感器检测到预定气体的浓度低于或高于预定值时，设置于同一支撑梁的曝气管路中的阀门在控制部的控制下打开，从而经由曝气孔向罐体内曝气。

Intelligent stratified aeration composting reactor system

The invention discloses an intelligent stratified aeration composting reactor system, which comprises a tank body, a feeding system, a discharging system, a stirring system, an aeration system and a control part. The tank body is provided with a plurality of different height of the supporting beam, including: aeration pipe, and aeration system is arranged in the first side of the support beam and has a plurality of aeration holes; a gas concentration sensor, which is arranged on the supporting beam and second side are used to test the concentration of tank body in the predetermined gas support height of the beam at the; gas supply pipe communicated to each aeration pipe and valve, the gas supply; set up in the aeration pipe and in the aeration pipe and air supply manifold connecting end, to open in the control of the controller and close. When the gas concentration sensor arranged on the supporting beam detects the concentration of the predetermined gas below or above the predetermined value, the valve set in the aeration pipeline of the same supporting beam is opened under the control of the control part, thereby aerating the tank body through the aeration hole.

【技术实现步骤摘要】
智能分层曝气堆肥反应器系统
本专利技术涉及一种智能堆肥反应器系统，属于有机废弃物资源化利用

技术介绍
随着畜牧业朝着集约化、规模化方向发展，畜禽粪便产生量大且集中，每年产生的畜禽总量高达40亿吨。抗生素的大量使用导致畜禽粪便中农业集约化发展导致了作物秸秆及畜禽粪便的大量集中产生，大大增加了农业废弃物的处理难度，加剧了土壤，水体和大气污染的风险，给环境的综合治理带来了巨大的挑战。因此，利用生物技术——尤其是堆肥化技术成为了世界各国实现有机废弃物减量化，无害化和资源化的重要途径之一。其中，处理种养废弃物和生产有机肥的多维系统，不仅能够解决有机固体废弃物的环境污染问题，而且还为农业生产提供优质有机肥，从而形成有机废弃物质“资源”回归种植业的良性循环体系。然而，现有条垛式和槽式堆肥技术在处理过程中臭气无法有效控制，堆肥过程中超过50％的氮素以氨气形态损失，不仅降低了产品的肥料效益，同时也诱发了雾霾的产生。而且，占地面积大，制约了我国集约化养殖场的使用。因此，研制高效，无臭气排放，占地面积小的处理设备是解决养殖场畜禽粪便处理及资源化利用的关键。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种智能分层曝气堆肥反应器系统，该反应器系统能够进行连续进样，并根据发酵仓内不同部位温度和氧气浓度进行分层曝气控制，科学降低能耗，提高处理效率，发酵仓与尾气回收利用装置相连，对尾气进行有效回收利用及处理，解决现有堆肥反应器系统存在的能耗高，处理效率低，臭气释放严重等问题。此外，通过对物料空间分布的实时在线监测实现了对堆肥过程的智能监控。根据本专利技术，提供了一种智能分层曝气堆肥反应器系统，其包括反应器罐体、用于将物料供应至所述反应器罐体内的进料系统、用于将所述物料从所述反应器罐体中排出的出料系统、对所述反应器罐体中的物料进行搅拌的搅拌系统、用于在所述反应器罐体内进行曝气的曝气系统以及对上述各系统进行控制的控制部。在所述反应器罐体内的不同高度处设置有多个支撑梁，并且所述曝气系统包括：曝气管路，其设置在所述支撑梁的第一侧面并且具有多个曝气孔；气体浓度传感器，其设置在所述支撑梁的第二侧面并且用于检测所述反应器罐体内的位于相应的所述支撑梁的高度处的预定气体的浓度；供气岐管，其连通至各所述曝气管路，用于向各所述曝气管路供气；阀门，其分别设置在各所述曝气管路内并且分别位于各所述曝气管路与所述供气岐管连接的连接端，各所述阀门能够在所述控制部的控制下打开和关闭。当设置于任意所述支撑梁上的所述气体浓度传感器检测到所述预定气体的浓度低于或高于预定值时，设置于同一所述支撑梁的所述曝气管路中的所述阀门在所述控制部的控制下被打开，从所述供气岐管经由所述曝气管路的所述曝气孔向所述反应器罐体内曝气。优选地，所述支撑梁具有包括第一支撑梁和第二支撑梁的工字型构造，所述曝气管路设置在所述第一支撑梁的内侧，所述气体浓度传感器设置在所述第二支撑梁的内侧。优选地，所述曝气孔沿所述曝气管路的长度方向均匀地分布。此外，所述曝气孔优选地被设置成朝向所述反应器罐体下部开口。每个所述曝气孔还可以设置有防护罩。优选地，所述曝气系统还包括设置于各所述曝气管路内的用于监测曝气量的气体流量计，当所述气体流量计监测到曝气量达到预定值时，所述控制部控制对应的所述阀门关闭。优选地，自所述阀门被打开起经过预定的时间之后，所述控制部控制所述阀门关闭。优选地，所述曝气系统还包括设置于所述罐体内部的测温传感器，以监测所述罐体内的温度。例如，所述搅拌系统可以包括位于所述罐体内部的搅拌装置和位于罐体底部的用于驱动所述搅拌装置旋转的液压传动装置。其中，所述搅拌装置可以包括一个主轴和固定地连接至所述主轴的至少一个桨叶，所述支撑梁的中心部经由轴承支撑所述主轴。例如，所述液压传动装置可以包括一个棘轮和用于驱动所述棘轮旋转的至少一个驱动单元，所述主轴穿过所述棘轮的中心并与其同轴固定连接，并且所述驱动单元包括：推臂板，其一端以可绕轴转动的方式连接至所述主轴；棘爪，其以可旋转的方式设置在所述推臂板上并且与所述棘轮的棘齿啮合；弹簧回位装置，其连接至所述棘爪以使所述棘爪与所述棘轮的棘齿始终啮合；以及油缸，其具有传动杆，所述推臂板的另一端以可枢转的方式连接至所述传动杆。优选地，所述驱动单元设置有多个并且交替地驱动所述棘轮旋转。优选地，所述气体浓度传感器是氧气浓度传感器，并且当设置于任意所述支撑梁上的所述氧气浓度传感器检测到氧气的浓度低于所述预定值时，设置于同一所述支撑梁的所述曝气管路中的所述阀门在所述控制部的控制下被打开。优选地，所述气体浓度传感器是氨气浓度传感器，并且当设置于任意所述支撑梁上的所述氨气浓度传感器检测到氨气的浓度高于所述预定值时，设置于同一所述支撑梁的所述曝气管路中的所述阀门在所述控制部的控制下被打开。根据本专利技术的实施例的智能分层曝气堆肥反应器系统能够实现对养殖场产生的粪便进行连续处理，并且根据反应器罐体各部反应情况进行分层独立曝气，并且能够实现温度和氧浓度自动监测，从而实现曝气的智能控制。因而，具有如下优点：1)能够通过进料系统，实现物料的连续自动添加；2)能够实现对反应器内堆体的不同高度处的温度及氧浓度的实时监测，满足了通过温度和氧浓度含量的情况对反应器进行调控的需要；3)分层曝气系统可根据时间及氧浓度含量实现自动化控制；4)通过多层搅拌结构，充分实现对物料的搅拌；5)主轴支撑结构，缓解了主轴承重，延长了主轴使用寿命；6)罐体与尾气处理及氨气回收装置相连，可减少臭气的排放，实现氮素的回收利用；7)能够通过控制部，对各部实现自动化控制。附图说明图1是示出了根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的示意图；图2的a和b分别是示出了根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的进料系统的侧视图和相应的俯视图；图3是根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的出料系统的结构示意图；图4的a和b分别是示出了根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的搅拌系统的侧视图和俯视图；图5是示出了根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的曝气系统的具体布置示例的局部放大图；图6是根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的尾气回收处理系统的示意图。具体实施方式下面，将参照附图详细说明根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的各实施例。图1示出了根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的优选实施例的示意图。例如，根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统包括堆肥反应器、进料系统、出料系统、搅拌系统、曝气系统、尾气回收处理系统以及控制部。控制部例如是可编程逻辑控制器(PLC)，控制部与上述各系统连接，并且对它们的操作进行控制。具体地，堆肥反应器包括罐体1、设置于罐体1的顶部的进料口2和设置于罐体1的底部的出料口(未示出)。注意，进料口2和出料口均设置有盖体(未示出)，这些盖体在系统进行发酵时是关闭的，并且在进料或出料时被打开。在控制部的控制下，进料系统通过进料口2将物料供应至堆肥反应器的罐体1中；搅拌系统对罐体1中的物料进行搅拌；曝气系统通过向罐体1内输入空气来供氧，以调节罐体内的氧气浓度；出料系统通过出料口将发酵后的物料排出；且尾气回收处理系统对反应尾气进行回收处理。根据本专利技术的智能分层曝气堆肥反应器系统的进料系统能够根据控制部的指示向罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能分层曝气堆肥反应器系统，其包括反应器罐体(1)、用于将物料供应至所述反应器罐体(1)内的进料系统、用于将所述物料从所述反应器罐体(1)中排出的出料系统、对所述反应器罐体(1)中的物料进行搅拌的搅拌系统、用于在所述反应器罐体(1)内进行曝气的曝气系统以及对上述各系统进行控制的控制部，其特征在于，在所述反应器罐体(1)内的不同高度处设置有多个支撑梁(17)，并且所述曝气系统包括：曝气管路(18)，分别设置在所述支撑梁(17)的第一侧面并且具有多个曝气孔(24)；气体浓度传感器(20)，其设置在所述支撑梁(17)的第二侧面并且用于检测所述反应器罐体(1)内的位于相应的所述支撑梁(17)的高度处的预定气体的浓度；供气岐管(22)，其连通至各所述曝气管路(18)，用于向各所述曝气管路(18)供气；阀门，其分别设置在各所述曝气管路(18)内并且分别位于各所述曝气管路(18)与所述供气岐管(22)连接的连接端，各所述阀门能够在所述控制部的控制下打开和关闭，其中，当设置于任意所述支撑梁(17)上的所述气体浓度传感器(20)检测到所述预定气体的浓度低于或高于预定值时，设置于同一所述支撑梁(17)的所述曝气管路(18)中的所述阀门在所述控制部的控制下被打开，从所述供气岐管(22)经由所述曝气管路(18)的所述曝气孔(24)向所述反应器罐体(1)内曝气。...

【技术特征摘要】
1.一种智能分层曝气堆肥反应器系统，其包括反应器罐体(1)、用于将物料供应至所述反应器罐体(1)内的进料系统、用于将所述物料从所述反应器罐体(1)中排出的出料系统、对所述反应器罐体(1)中的物料进行搅拌的搅拌系统、用于在所述反应器罐体(1)内进行曝气的曝气系统以及对上述各系统进行控制的控制部，其特征在于，在所述反应器罐体(1)内的不同高度处设置有多个支撑梁(17)，并且所述曝气系统包括：曝气管路(18)，分别设置在所述支撑梁(17)的第一侧面并且具有多个曝气孔(24)；气体浓度传感器(20)，其设置在所述支撑梁(17)的第二侧面并且用于检测所述反应器罐体(1)内的位于相应的所述支撑梁(17)的高度处的预定气体的浓度；供气岐管(22)，其连通至各所述曝气管路(18)，用于向各所述曝气管路(18)供气；阀门，其分别设置在各所述曝气管路(18)内并且分别位于各所述曝气管路(18)与所述供气岐管(22)连接的连接端，各所述阀门能够在所述控制部的控制下打开和关闭，其中，当设置于任意所述支撑梁(17)上的所述气体浓度传感器(20)检测到所述预定气体的浓度低于或高于预定值时，设置于同一所述支撑梁(17)的所述曝气管路(18)中的所述阀门在所述控制部的控制下被打开，从所述供气岐管(22)经由所述曝气管路(18)的所述曝气孔(24)向所述反应器罐体(1)内曝气。2.如权利要求1所述的智能分层曝气堆肥反应器系统，其特征在于，所述支撑梁(17)具有包括第一支撑梁和第二支撑梁的工字型构造，所述曝气管路(18)设置在所述第一支撑梁的内侧，所述气体浓度传感器(20)设置在所述第二支撑梁的内侧。3.如权利要求1所述的智能分层曝气堆肥反应器系统，其特征在于，所述曝气孔(24)沿所述曝气管路(18)的长度方向均匀地分布。4.如权利要求1所述的智能分层曝气堆肥反应器系统，其特征在于，所述曝气孔(24)被设置成朝向所述反应器罐体(1)下部开口。5.如权利要求1所述的智能分层曝气堆肥反应器系统，其特征在于，每个所述曝气孔(24)设置有防护罩。6.如权利要求1-5中任一项所述的智能分层曝气堆肥反应器系统，其特征在于，所述曝气系统还包括设置于各所述曝气管路(18)内的用于监测曝气量的气体流量计，当所述气体流量计监测到曝气量达到预定值时，所述控制部使对应的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王选，唐子贵，马林，柏兆海，
申请(专利权)人：江苏中科纽克生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32