一种好氧堆肥智能控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种好氧堆肥智能控制系统，包括：温度探头通过驱动杆设置在好氧堆肥用翻抛机顶部，测定堆体内温度；氧含量探头设置在好氧堆肥用翻抛机顶部，能测定堆体的氧气含量；多个接近开关，沿按发酵槽对应直角坐标系x轴和y轴间隔排列，将发酵槽分隔为多个堆肥单元；多条曝气风管，沿发酵槽铺设；每条曝气风管连接一台曝气风机；控制器，分别与各接近开关、温度探头和氧含量探头通信连接，并分别与翻抛机和各曝气风机电气连接，能接近开关的信号，确定当前堆肥单元，根据堆体的温度和氧含量，对当前堆肥单元的曝气风机进行优化控制。该控制系统可以根据好氧堆体内的温度、氧含量等参数，优化曝气风机启停，降低堆肥能耗。降低堆肥能耗。降低堆肥能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种好氧堆肥智能控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及好氧堆肥领域，尤其涉及一种好氧堆肥控制系统及方法。

技术介绍

[0002]好氧发酵通常是指高温好氧发酵，是通过好氧微生物代谢作用，使粪便中有机物转化成稳定的腐殖质的过程。代谢过程中产生热量，可使堆料层温度升高至55℃以上，有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽，并蒸发水分，实现粪便稳定化、无害化。
[0003]好氧发酵技术(堆肥)，有着悠久的历史。粪便经好氧发酵处理后进行土地利用是国内外重要的一种粪便处置途径之一。我国现代好氧发酵技术起步较晚，主要是采用发酵槽+翻抛的氧化处理工艺。近几年，在北京、天津、郑州、秦皇岛等城市完成了多个大型高温好氧发酵工程，取得了显著的成果。
[0004]目前国内外发酵工艺形式多样，根据目前国内发酵技术应用状况可将发酵技术按以下几种分类：条垛式发酵、箱式好氧发酵工艺、发酵槽(池)式好氧发酵等。
[0005]发酵槽(池)式好氧发酵工艺具有机械化高，占地面积小，气候影响小，发酵质量可调控等优点，适用于大规模工业化生产。
[0006]连续高温槽式好氧发酵技术采用翻抛机(可采用大型翻抛设备)，在发酵周期内定时不断翻抛堆垛，系统配备专用曝气系统，整个发酵周期大约需要21天左右的时间。该工艺具有以下特点：
[0007](1)处理量大：该技术堆高可达3
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3.5m，单条生产线(100m*15m*3m)可容纳4500m3有机废弃物，日处理量最高可达150吨(含水率，65％)。
[0008](2)供氧系统稳定，曝气均匀：曝气系统能保证有机肥发酵所需的供氧及水分调节环境。整个系统无需换料清理供氧，真正意义上实现一次施工免维护。
[0009]但目前的连续高温槽式好氧发酵，由于堆高较高，使得曝气风机升压和风量要求较高，升压需要达到40KPa左右，风量在1000m3/h左右，风机的功率18.5KW，单个堆肥槽需要40
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50台曝气风机进行供氧。为了达到较好的堆肥效果，风机的能耗非常高，造成堆肥的运营成本升高，影响整个发酵技术的应用和推广。
[0010]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供了一种好氧堆肥智能控制系统及方法，能优化控制好氧堆肥的曝气系统的各曝气风机，降低好氧堆肥的曝气能耗，进而降低堆肥的运营成本，解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0012]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0013]本专利技术实施例提供一种好氧堆肥智能控制系统，包括：
[0014]温度探头、氧含量探头、多个接近开关、多条曝气风管、多个曝气风机和控制器；其中，
[0015]所述温度探头设置在好氧堆肥用翻抛机顶部，能测定堆体内的温度；
[0016]所述氧含量探头通过驱动杆设置在好氧堆肥用翻抛机顶部，能通过所述驱动杆驱动插入好氧堆肥的堆体内，测定所翻动堆体的氧气含量；
[0017]所述多个接近开关，沿着按好氧堆肥用发酵槽对应的直角坐标系的x轴和y轴间隔排列设置，将所述发酵槽分隔为呈行列布置的多个堆肥单元；
[0018]所述多条曝气风管，沿着发酵槽对应的直角坐标系的y轴在所述发酵槽底部间隔铺设，每条曝气风管与沿y轴间隔排列的多列堆肥单元一一对应；每条曝气风管连接一台曝气风机；
[0019]所述控制器，分别与各接近开关、所述温度探头和氧含量探头通信连接，并分别与所述翻抛机和各曝气风机电气连接，在预设时长的初始控制阶段，该控制器按各温度反应分区对应的初始间歇曝气控制时长对各台曝气风机进行曝气控制，并在对各堆肥单元进行翻堆时，根据翻抛机上设置的温度探头测定的堆体温度，调整各堆肥单元所属的温度反应分区，对调整后的各堆肥单元的曝气风机按调整后温度反应分区对应的初始间歇曝气控制时长进行控制；在预设的初始控制阶段之后的优化控制阶段，该控制器根据温度探头测定的当前堆肥单元的堆体温度，确定当前堆肥单元所属的温度反应分区，对当前堆肥单元的曝气风机按利用翻抛机上设置的氧含量探头预先确定的各堆肥单元对应的优化间歇曝气控制时长进行控制。
[0020]本专利技术实施例还提供一种好氧堆肥智能控制方法，采用本专利技术所述的系统，包括以下步骤：
[0021]将按所述发酵槽对应的直角坐标系的x轴和轴分隔，将所述发酵槽内的堆肥区域分隔为呈行列布置的多个堆肥单元；
[0022]沿x轴从前至后根据物料反应温度将多个堆肥单元依次划分为不同温度反应分区；
[0023]将多条曝气风管，沿着发酵槽对应的直角坐标系的y轴在所述发酵槽底部间隔铺设，每条曝气风管与沿y轴间隔排列的多列堆肥单元一一对应；每条曝气风管连接一台曝气风机；
[0024]在预设时长的初始控制阶段，所述系统的控制器按各温度反应分区对应的初始间歇曝气控制时长对各台曝气风机进行曝气控制，并在对各堆肥单元进行翻堆时，根据翻抛机上设置的温度探头测定的堆体温度，调整各堆肥单元所属的温度反应分区，对调整后的各堆肥单元的曝气风机按调整后温度反应分区对应的初始间歇曝气控制时长进行控制；
[0025]在预设的初始控制阶段之后进行优化控制阶段，所述控制器根据温度探头测定的当前堆肥单元的堆体温度，确定当前堆肥单元所属的温度反应分区，对当前堆肥单元的曝气风机按用氧含量探头预先确定的各堆肥单元对应的优化间歇曝气控制时长进行控制。
[0026]与现有技术相比，本专利技术所提供的好氧堆肥智能控制系统及方法，其有益效果包括：
[0027]通过在翻抛机上分别设置温度探头和氧含量探头，并通过设置多个接近开关的方式将发酵槽按x、y轴分为多个堆肥单元，由接近开关即能方便的确定翻抛机所处理堆体的当前处于哪个堆肥单元，再根据温度探头测定好氧堆体内的温度，以及通过氧含量探头测定氧含量确定的优化曝气控制参数，实现按温度和氧含量更精确的控制应堆肥单元曝气风
机的启停，进而优化各曝气风机启停控制时长，降低能耗。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的好氧堆肥智能控制系统的构成示意图。
[0030]图2为本专利技术实施例提供的好氧堆肥智能控制系统的发酵槽进行堆肥单元划分示意图。
[0031]图3为本专利技术实施例提供的好氧堆肥智能控制系统的发酵槽进行不同温度反应分区的划分示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种好氧堆肥智能控制系统，其特征在于，包括：温度探头、氧含量探头、多个接近开关、多条曝气风管、多个曝气风机和控制器；其中，所述温度探头设置在好氧堆肥用翻抛机顶部，能测定堆体内的温度；所述氧含量探头通过驱动杆设置在好氧堆肥用翻抛机顶部，能通过所述驱动杆驱动插入好氧堆肥的堆体内，测定所翻动堆体的氧气含量；所述多个接近开关，沿着按好氧堆肥用发酵槽对应的直角坐标系的x轴和y轴间隔排列设置，将所述发酵槽分隔为呈行列布置的多个堆肥单元；所述多条曝气风管，沿着发酵槽对应的直角坐标系的y轴在所述发酵槽底部间隔铺设，每条曝气风管与沿y轴间隔排列的多列堆肥单元一一对应；每条曝气风管连接一台曝气风机；所述控制器，分别与各接近开关、所述温度探头和氧含量探头通信连接，并分别与所述翻抛机和各曝气风机电气连接，在预设时长的初始控制阶段，该控制器按各温度反应分区对应的初始间歇曝气控制时长对各台曝气风机进行曝气控制，并在对各堆肥单元进行翻堆时，根据翻抛机上设置的温度探头测定的堆体温度，调整各堆肥单元所属的温度反应分区，对调整后的各堆肥单元的曝气风机按调整后温度反应分区对应的初始间歇曝气控制时长进行控制；在预设的初始控制阶段之后的优化控制阶段，该控制器根据温度探头测定的当前堆肥单元的堆体温度，确定当前堆肥单元所属的温度反应分区，对当前堆肥单元的曝气风机按用氧含量探头预先确定的各堆肥单元对应的优化间歇曝气控制时长进行控制。2.根据权利要求1所述的好氧堆肥智能控制系统，其特征在于，所述多个接近开关的设置方式为：按发酵槽对应的直角坐标系，沿x轴从0到100，每隔2.5米设置一个接近开关，沿y轴从0到15，每隔2.5米设置一个接近开关，将所述发酵槽内分为横40列，竖5行，共200个2.5
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2.5米的堆肥单元；能根据物料反应温度从前至后将多个堆肥单元依次划分为不同温度反应区。3.根据权利要求1或2所述的好氧堆肥智能控制系统，其特征在于，还包括：总控制系统，与所述控制器通信连接，能在线监测、获取所述控制器的相关数据。4.根据权利要求1或2所述的好氧堆肥智能控制系统，其特征在于，所述控制器利用氧含量探头预先确定的所处温度反应区对应的优化间歇曝气控制时长为：在开启每一列堆肥单元的曝气风机状态下，利用翻抛机上设置的氧含量探头从前至后对每一列堆肥单元堆体顶部的氧气含量进行测定，测定方式为：当某一列堆肥单元的堆体顶部测定氧气含量达到20％时，停止这一列的曝气风机，测定堆体顶部氧气含量降低到10％以下所需的时长记为t1分钟，开启这一列的曝气风机，测定堆体顶部氧气含量达到20％所需时长记为t2分钟，将t1分钟作为这一列优化间歇曝气控制时长的优化间隔时长，将t2分钟作为这一列优化间歇曝气控制时长的优化持续运行时间。5.根据权利要求1或2所述的好氧堆肥智能控制系统，其特征在于，还包括：气体成分仪，设置在翻抛机顶部，与所述控制器通信连接，能在翻抛机对一列堆肥单元的堆体进行翻抛过程中，对堆体顶部的有害气体浓度进行测定，若确认有害气体超过预设值，则通过所述控制器控制这一列堆肥单元对应的曝气风...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛芳州，彭光霞，王江萍，杨海燕，王立勇，邹德志，李彩斌，
申请(专利权)人：北京中持绿色能源环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：