本发明专利技术公开了属于环境保护城市生活垃圾处理技术领域的一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置及方法。该方法借助多参数反馈，协同调控垃圾堆体含水率和氧浓度，实现垃圾填埋堆体中氧浓度和含水率均匀分布，同时实现氧浓度、含水率和温度时时在线监测，并自动保存数据和输出变化趋势图。该方法有效解决了老垃圾填埋场好氧生物反应器填埋修复技术中垃圾堆体气体和含水率分布不均、抑制微生物活性、降低有机物降解速率和能耗高的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护生活垃圾处理
，具体涉及一种好氧生物反应器多参 数反馈气水联合自动调控装置及方法。
技术介绍
直至目前，填埋技术一直是我国城市生活垃圾的最主要处理技术。我国的城市生 活垃圾填埋经历了分散填坑填沟、集中堆放、简单填埋、准卫生填埋到卫生填埋的发展阶 段。我国各大城市中或城市周围普遍存在大量的垃圾集中堆放场或简易填埋场，达不到卫 生填埋标准，甚至没有任何污染防控设施，已造成较严重的地下水污染，其中大部分目前尚 未达到稳定化、仍在不断地对环境造成污染。随着我国城市化进程加快，城市的迅速扩展往 往导致城市工业、商业、居民区越来越逼近甚至包围这些原本位于郊区的老垃圾堆场和简 易填埋场，使其成为制约该地区发展的“毒瘤”，长期环境和健康风险很大，必须进行修复治 理。但是，由于我国在老垃圾堆场治理方面的研究基础较为薄弱，缺乏适用技术和规范。一 些老垃圾堆场采用了搬迁的方法，成本很高，而且未从根本上解决问题。为此，亟需研究经 济实用的老垃圾堆场原位修复快速稳定化和封场治理技术。好氧生物反应器填埋加速垃圾稳定化技术被认为是用于老垃圾填埋场生物修复 治理的重要技术。好氧生物反应器填埋技术旨在通过主动调控手段为垃圾堆体内微生物创 造最佳生存环境，强化微生物活性，提高垃圾降解速率，加速垃圾稳定化进程。好氧生物反 应器填埋技术主要包括利用鼓气系统向垃圾堆体内鼓入新鲜空气为好氧微生物生长提供 充足的氧气；利用渗滤液回灌或外补自来水以维持垃圾含水率在45% 60% ；通过调节通 风量和渗滤液回灌量以保证垃圾堆体适宜温度。适宜的含水率45% 60%、充足的供气量和适宜的温度是为垃圾堆体内微生物 提供最佳生存环境需要解决的关键条件因素。这些条件因素是相互影响、相互制约的当供 气量较大时，势必造成含水率和温度降低，同时会造成更高的能耗；当含水率过高，会增大 气体扩散阻力和降低堆体温度；堆体温度过高会使含水率降低和增大耗氧量。相反，供气量 不足或含水率低会严重制约微生物活性。可见，多参数反馈气水联合调控至关重要。另外，由于垃圾堆体的高度非均质性，存在日覆盖及中间覆盖层，垃圾压实密度沿 堆体垂直深度分布极为不均，堆体内不同部位的透气性能、透水性能和持水性能差异较大， 实现垃圾堆体内氧气浓度和含水率均勻分布成为老垃圾填埋场修复治理的技术“瓶颈”。总之，利用好氧生物反应器填埋修复技术加速垃圾稳定化技术能实现老垃圾填埋 场快速稳定化与封场治理，利用多参数反馈气水联合调控技术能实现垃圾堆体内氧气浓度 和含水率均勻分布。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置及 方法，解决老垃圾填埋场好氧生物修复快速稳定化技术中垃圾堆体气体分布和含水率分布不均，抑制微生物活性，降低有机物降解速率和能耗高的问题。一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置，其特征在于，该装置由 好氧填埋生物反应器1、传感器2、数据变送器3、逻辑判断系统4、电脑5、空气泵6和渗滤 液循环计量隔膜泵7构成；传感器2置于好氧生物反应器1控制单元内，依次与数据变送器 3、逻辑判断系统4、电脑5相连，逻辑判断系统4分别与第一电磁阀(VI)、第二电磁阀(V2)、 第三电磁阀(V； )、空气泵6和渗滤液循环计量隔膜泵7相连。所述好氧填埋生物反应器分为3个独立的控制单元，每个控制单元由一组传感器 控制，单独鼓气。所述传感器包括第一氧传感器(OSl)、第二氧传感器(OS》、第三氧传感器(0S3)、 第一含水率传感器(MSl)、第二含水率传感器(MS2)、第三含水率传感器(MS3)、第一温度传 感器(TSl)、第二温度传感器(TS2)、第三温度传感器(TS3)。一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控方法，其特征在于，包括以下 步骤(1)首先，将生活垃圾装填到生物反应器，按深度由上到下分3个控制单元，在回 填垃圾过程中每个控制单元预埋一组传感器；(2)其次，设定生活垃圾好氧生物反应器填埋处理微生物繁殖氧浓度值、垃圾含水 率和温度值；(3)最后，由传感器获取相应的参数的电信号，并传递给数据变送器，将电信号转 变成数字信号，即实测的氧浓度值、含水率值和温度值，实测参数与设定参数经逻辑判断系 统逻辑判断后，发出应对指令，控制电磁阀、空气泵和渗滤液循环计量隔膜泵，自动调控好 氧填埋生物反应器内氧气浓度和含水率。所述逻辑判断过程为当实测参数等于或低于设定参数下限值时，逻辑判断系统将指令启动渗滤液循环 计量隔膜泵或相应电磁阀及空气泵完成渗滤液回灌或鼓气；当实测值高于相应设定上限 值时，逻辑判断系统将指令停止渗滤液循环计量隔膜泵或相应电磁阀及空气泵，停止向反 应器进行渗滤液回灌或鼓气；温度值与氧浓度值协同调控，在好氧消化高温期实测温度值 过高时，提高氧浓度上限，增大氧浓度控制范围，以延长鼓气时间，达到降温目的；高温期过 后，降低氧浓度上限，缩小氧浓度控制范围，以缩短鼓气时间，维持堆体温度。本专利技术的有益效果1、该多参数反馈气水联合调控技术的研究目的明确，完成多 参数反馈，实现各参数间协同作用。2、该多参数反馈气水联合调控技术有利于突破垃圾堆 体气水均勻分布的技术“瓶颈”，实现垃圾堆体气水均勻分布，为微生物创造最佳繁殖环境， 增强微生物活性，加速垃圾稳定化。3、该多参数反馈气水联合调控技术利用传感器准确获 取垃圾堆体内部各参数的实际数值，借助逻辑判断系统精确控制渗滤液回灌量和鼓气量， 相对手动调控和简易自动调控节约大量电能。附图说明图1好氧生物反应器多参数反馈气水联合调控系统图；其中，1-好氧填埋生物 反应器数；2-传感器；3-数据变送器；4-逻辑判断系统；5-电脑；6-空气泵；7-渗滤液循 环计量隔膜泵；Vl-第一电磁阀；V2-第二电磁阀；V3-第三电磁阀；OSl-第一氧传感器；0S2-第二氧传感器；0S3-第三氧传感器；MSl-第一含水率传感器；MS2-第二含水率传感 器；MS3-第三含水率传感器；TSl-第一温度传感器；TS2-第二温度传感器；TS3-第三温度 传感器。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步详述实施例1本专利技术所述一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置，由好氧填埋 生物反应器1、传感器2、数据变送器3、逻辑判断系统4、电脑5、空气泵6和渗滤液循环计量 隔膜泵7构成；传感器2置于好氧生物反应器1控制单元内，依次与数据变送器3、逻辑判 断系统4、电脑5相连；逻辑判断系统4分别与第一电磁阀(VI)、第二电磁阀(V2)、第三电 磁阀(V3)、空气泵6和渗滤液循环计量隔膜泵7相连。(如图1所示)，工作时具体步骤如 下首先，将好氧生物反应器1由上到下分成三个控制单元，回填垃圾过程中第一氧 传感器(OSl)、第二氧传感器(0S2)、第三氧传感器(0S3)、第一含水率传感器(MSl)、第二 含水率传感器(MS2)、第三含水率传感器(MS3)、第一温度传感器(TSl)、第二温度传感器 (TS2)、第三温度传感器(TS;3)预埋在各控制单元中部的半径中间位置。其次，设定微生物生存所需氧浓度为5% 18%、含水率为50%、温度为30°C 70 "C。最后，运行程序，利用氧浓度、含水率和温度等参数在线监本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置，其特征在于，该装置由好氧填埋生物反应器１、传感器２、数据变送器３、逻辑判断系统４、电脑５、空气泵６和渗滤液循环计量隔膜泵７构成；传感器２置于好氧生物反应器１控制单元内，依次与数据变送器３、逻辑判断系统４、电脑５相连，逻辑判断系统４分别与第一电磁阀（Ｖ１）、第二电磁阀（Ｖ２）、第三电磁阀（Ｖ３）、空气泵６和渗滤液循环计量隔膜泵７相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，薛玉伟，岳东北，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
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