一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法技术

本发明专利技术涉及一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，具体为：PLC控制器采集浊度传感器对粪污水沉淀过程中的浊度变化进行监测，自动判断出沉淀终点并确定上清液和浓污水之间的浓稀分界线，然后PLC控制器先后通过控制第一进料泵和第二进料泵分别对上清液和浓污水进行抽取，抽取的过程中PLC控制器通过液位变送器监测曝气池内的液位高度，并将高度与确定的浓稀分界线的高度进行对比，以防止过量抽取，从而实现了粪污水自动分离进料的目的。本发明专利技术通过引入浊度和液位的实时自动监测，实现了粪污浓稀分离的自动判别，从而有效地避免了依靠经验进行浓稀分界线判断时所造成的较稀污水进入厌氧发酵罐的问题，保障了厌氧发酵环境的稳定，提高了沼气产率。

ANAEROBIC FEEDING METHOD FOR AUTOMATIC SEPARATION OF CONCENTRATED AND DILUTE FESTURES BY AERATION

The invention relates to an anaerobic fermentation feeding method for automatic separation of aerated concentrated and dilute feces. The method is as follows: the PLC controller collects turbidity sensor to monitor the turbidity change in the process of fecal sewage precipitation, automatically determines the end point of precipitation and determines the concentration and dilution boundary between supernatant and concentrated sewage, and then the PLC controller controls the first feeding pump and the second feeding pump respectively. The liquid level in aeration tank is monitored by the level transmitter by the PLC controller during the extraction process, and the height is compared with the height of the defined concentration-dilution boundary to prevent excessive extraction, thus realizing the purpose of automatic separation of fecal wastewater. By introducing real-time automatic monitoring of turbidity and liquid level, the invention realizes automatic discrimination of concentration and dilution separation of feces and wastewater, thus effectively avoiding the problem of dilute wastewater entering anaerobic fermentation tank when judging the concentration and dilution boundary by experience, ensuring the stability of anaerobic fermentation environment and improving the biogas production rate.

【技术实现步骤摘要】
一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法
本专利技术涉及厌氧沼气发酵
，具体涉及一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法。
技术介绍
利用养殖粪污作为原料的沼气工程，一般通过将养殖粪污通入厌氧发酵罐中，在厌氧微生物新陈代谢的作用下经中温发酵，将大部分有机质去除的同时得到大量沼气。基于上述消除有机污染和产生清洁二次能源的特点，沼气工程被广泛推广和应用。但是，由于畜禽养殖的特点，为保证养殖环境的清洁，会定期用水冲洗圈含，并产生大量的冲洗废水。同时，由于畜禽的生理原因，不定期会有清粪产生。通常，养殖场不会针对两者进行分离处理，而是将之与正常粪污直接混合，这就导致了粪污整体浓度不高，其中干物质浓度一般仅在1％左右。有机质含量低，直接造成经厌氧发酵的沼气产量过低、沼气生产成本升高。此外，较稀的粪污水大量进入到厌氧发酵罐中，还会影响到罐内正常的微生物体系以及发酵状态，进而影响到沼气的生产效率，甚至破坏发酵环境。中国专利CN200910058472.1中公开了将猪场粪污进行沉淀处理后分离为浓、稀两种污水，浓污水经中温或近中温发酵生成沼气，稀污水经好氧处理或经常温厌氧发酵处理生成沼气，能够提高猪场粪污处理以及沼气生产效率。在粪污发酵生产沼气的工艺中，由于浓污水的有机质含量明显高于稀污水，故其产生沼气的效率以及产量均有着明显的优势。该专利中提到了将粪污分离为浓稀两个部分，然后分别采用不同的发酵工艺进行发酵处理并产生沼气，避免了浓稀粪污不分时粪污整体有机质浓度偏低，既能够提高发酵效率并增大沼气产量，还能够对发酵环境起到一定的保护作用，有利于粪污沼气工程的连续化生产。但是，依靠自然沉淀分离后在通过水泵从底部抽取浓污水的进料控制手段较为落后，不能实时测量分离状态，只能依靠操作人员的经验进行浓污水进料终点的判断。这种情况下，仍会造成部分浓度较稀的污水进入厌氧发酵罐，影响浓稀分离效果，进而影响到发酵以沼气生成的效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，目的在于提供一种能够实现畜禽粪污浓稀自动分离进料方法，以解决现有人工监控进料所出现的进料终点判断不准确的问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，包括以下步骤：1)向曝气池中通入一定量的粪污水，然后周期性地利用浊度检测装置对曝气池竖直方向上的浊度分布进行逐层检测，并以相邻两层之间的浊度出现最大差值且稳定为沉淀终点，并将浊度出现最大差值的点所对应的液位高度作为粪污水的浓稀分界线的高度，而浓稀分界线的上方液体即为上清液，下方液体即为浓污水；其中，浊度检测装置的控制以及对应数据的采集和分析均通过控制系统自动完成；2)从曝气池的顶部抽取上清液；3)当曝气池内液位的实际高度等于步骤1中所得到的浓稀分界线的高度时，停止抽取上清液，然后从曝气池的底部抽取浓污水；3)当曝气池内液位的实际高度为0时，浓污水抽取完毕。进一步的，步骤2具体为，使用液位检测装置监测曝气池的液位高度，然后将第一进料泵的进料端以软管延长并可浮动地设置于曝气池内液面的顶部，抽取上清液并输送至二次发酵池；步骤3具体为，当液位检测装置检测出来的液位实际高度等于步骤1中得到的浓稀分界线高度时，使第一进料泵停止工作，然后将第二进料泵与曝气池底部连通，抽取浓污水并输送至厌氧发酵罐；步骤4具体为，当液位检测装置检测出来的液位实际高度为0，使第二进料泵停止工作；其中，液位检测装置检测、第一进料泵、第二进料泵的控制以及对应数据的采集和分析均通过步骤1所述的控制系统自动完成。进一步的，步骤1中：所述浊度检测装置由竖直设立的升降机构和固定在升降机构上的浊度传感器组成；所述控制系统控制升降机构以恒定速度作反复升降运动，以带动升降机构上的浊度传感器在曝气池中作竖直往复运动；所述浊度传感器在作竖直往复运动的同时，等时间间隔地测量所述浊度传感器所在实时位置的液体浊度值，并将测量数据上传给控制系统。更进一步的，所述升降机构的升降速度为0.6～1.2m/min。更进一步的，所述浊度传感器相邻两次测量之间的时间间隔不大于5s。进一步的，步骤2中软管漂浮设置于曝气池内液面的顶部的方式为：在曝气池液面上放置一漂浮装置，然后将软管自上而下穿过所述漂浮装置并与所述漂浮装置固定连接；所述软管的底端突出于所述漂浮装置底面不超过10cm。进一步的，步骤2和步骤3中：所述液位检测装置由液位变送器组成；所述液位变送器以等时间间隔测量曝气池内的液位高度，并将测量到的液位高度值传输至控制系统。进一步的，步骤2和步骤3中：在第一送料泵将上清液输送至二次发酵池的过程中通过在管路上设置第一流量计和第一进料阀门来控制向二次发酵池进料的进料速度；在第二送料泵将浓污水输送至厌氧发酵罐的过程中通过在管路上设置第二流量计和第二进料阀门来控制向厌氧发酵罐进料的进料速度。更进一步的，将第一流量计、第一进料阀、第二流量计和第二流量阀接入控制系统，并通过控制系统对相应的进料流量进行自动监控和调整。进一步的，所述控制系统由PLC控制器组成和与PLC控制器直接电连接工业触控屏组成；通过所述PLC控制器进行粪污水浓稀分界线和曝气池液位的判定以及系统内所有设备的控制和信号采集，同时将所述PLC控制器将采集到的信号通过工业触控屏显示。综上所述，本专利技术相较于现有技术的有益效果是：(1)通过引入浊度和液位的实时自动监测，实现了粪污浓稀分离的自动判别，从而有效地避免了依靠经验进行浓稀分界线判断时所造成的较稀污水进入厌氧发酵罐，进而保障了厌氧发酵环境的稳定，提高了厌氧发酵的效率以及沼气的产率；(2)在本领域中创新地采用可浮动进料口，通过漂浮设置的上清液抽取端口，实现了上清液的独立抽取而不会额外抽取到浓污水，从而更加充分地利用了粪污水中的有机质，提高了资源利用率；(3)上清液和浓污水分段进料，不会影响到其各自的微生物发酵处理体系，从而提高了粪污水整体的处理效率；(4)通过PLC控制器及其预编程序，实现了粪污浓稀分离后的自动进料，减少了人工劳动，提高了操作的效率和准确度。附图说明图1是本专利技术中一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法的流程示意图图2是实施例1所述曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法所对应的系统装置的结构示意图图3是实施例1所述曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法所对应的系统装置的的设备电路连接关系示意图图中标记为：1-控制装置，2-工业触控屏，3-浊度传感器，4-曝气池，5-液位变送器，6-第二进料泵，7-第二流量计，8-第二进料阀，9-厌氧发酵罐，10-二次发酵池，11-第一进料阀，12-第一流量计，13-第一进料泵，14-升降机构，15-漂浮装置，16-液位检测装置，17-第一输料装置，18-第二输料装置，19-浊度检测装置，20-软管。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体的实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，包括以下步骤：1)向曝气池4中通入一定量的粪污水，然后周期性地利用浊度检测装置19对曝气池4竖直方向上的浊度分布进行逐层检测，并以相邻两层之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，其特征在于，包括以下步骤：1)向曝气池中通入一定量的粪污水，然后周期性地利用浊度检测装置对曝气池竖直方向上的浊度分布进行逐层检测，并以相邻两层之间的浊度出现最大差值且稳定为沉淀终点，并将浊度出现最大差值的点所对应的液位高度作为粪污水的浓稀分界线的高度，而浓稀分界线的上方液体即为上清液，下方液体即为浓污水；其中，浊度检测装置的控制以及对应数据的采集和分析均通过控制系统自动完成；2)从曝气池的顶部抽取上清液；3)当曝气池内液位的实际高度等于步骤1中所得到的浓稀分界线的高度时，停止抽取上清液，然后从曝气池的底部抽取浓污水；3)当曝气池内液位的实际高度为0时，浓污水抽取完毕。

【技术特征摘要】
1.一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，其特征在于，包括以下步骤：1)向曝气池中通入一定量的粪污水，然后周期性地利用浊度检测装置对曝气池竖直方向上的浊度分布进行逐层检测，并以相邻两层之间的浊度出现最大差值且稳定为沉淀终点，并将浊度出现最大差值的点所对应的液位高度作为粪污水的浓稀分界线的高度，而浓稀分界线的上方液体即为上清液，下方液体即为浓污水；其中，浊度检测装置的控制以及对应数据的采集和分析均通过控制系统自动完成；2)从曝气池的顶部抽取上清液；3)当曝气池内液位的实际高度等于步骤1中所得到的浓稀分界线的高度时，停止抽取上清液，然后从曝气池的底部抽取浓污水；3)当曝气池内液位的实际高度为0时，浓污水抽取完毕。2.根据权利要求1所述的一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，其特征在于：步骤2具体为，使用液位检测装置监测曝气池的液位高度，然后将第一进料泵的进料端以软管延长并可浮动地设置于曝气池内液面的顶部，抽取上清液并输送至二次发酵池；步骤3具体为，当液位检测装置检测出来的液位实际高度等于步骤1中得到的浓稀分界线高度时，使第一进料泵停止工作，然后将第二进料泵与曝气池底部连通，抽取浓污水并输送至厌氧发酵罐；步骤4具体为，当液位检测装置检测出来的液位实际高度为0，使第二进料泵停止工作；其中，液位检测装置检测、第一进料泵、第二进料泵的控制以及对应数据的采集和分析均通过步骤1所述的控制系统自动完成。3.根据权利要求1所述的一种曝气浓稀粪污自动分离的厌氧发酵进料方法，其特征在于，步骤1中：所述浊度检测装置由竖直设立的升降机构和固定在升降机构上的浊度传感器组成；所述控制系统控制升降机构以恒定速度作反复升降运动，以带动升降机构上的浊度传感器在曝气池中作竖直往复运动；所述浊度传感器在作竖直往复运动的同时，等时间间隔地测量所述浊度传感器所在实时位置的液体浊度值，并将测量数据上传给控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵云飞，张新宇，王荣芳，谢雨，常刘伟，卢凤娟，
申请(专利权)人：河南省图天新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41