一種好氧堆肥裝置制造方法
【專利摘要】一種好氧堆肥裝置，包括：一穿孔板，將一容器分割成上下兩部分，上部分為堆肥反應(yīng)器，下部分為風(fēng)室；堆肥反應(yīng)器的頂部為可拆卸的密封蓋，且在密封蓋上設(shè)有出氣口、氨氣采樣口和溫室氣體采樣口；氨氣采樣口連接氨氣吸收裝置的進(jìn)氣口，溫室氣體采樣口連接溫室氣體收集裝置的進(jìn)氣口；堆肥反應(yīng)器的外部設(shè)有第一測溫點(diǎn)，堆肥反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有不同高度的第二測溫點(diǎn)和第三測溫點(diǎn)，由溫度傳感器實(shí)行測溫；風(fēng)室安裝有通風(fēng)管，通風(fēng)管通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)和電磁閥連接空氣壓縮機(jī)的出氣口；風(fēng)室的底部設(shè)有滲濾液排出管；溫度傳感器和電磁閥均電性連接到PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PLC控制器，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)由現(xiàn)場觸控屏操控。本發(fā)明可方便地采集樣品及氣體，容易操控。
【專利說明】一種好氧堆肥裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體有機(jī)廢棄物好氧堆肥處理領(lǐng)域，特別涉及一種基于自動(dòng)控制的好氧堆肥裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國城鎮(zhèn)污水處理發(fā)展迅速，2010年產(chǎn)污泥(含水率80902039.87萬噸，較2005年的300萬噸污泥(含水率80%)增長了近7倍。但我國過去存在“重水輕泥”現(xiàn)象，污泥無害化處理處置率遠(yuǎn)低于污水處理率，例如，2010年全國污泥無害化處理處置率僅為25.1%。同時(shí)，我國也是畜禽養(yǎng)殖大國，集約化畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生了大量的糞便，導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，據(jù)《第一次全國污染源普查公報(bào)》，2007年我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的糞便產(chǎn)生量2.43億噸。
[0003]污泥與畜禽糞便富含有機(jī)質(zhì)、氮磷養(yǎng)分，是良好的有機(jī)肥源，但也含有病原菌和有毒有害物質(zhì)(如重金屬、抗生素)。如不經(jīng)處理處置就直接進(jìn)行土地利用，不僅會(huì)污染周邊環(huán)境和地下水，而且也會(huì)導(dǎo)致病原菌的擴(kuò)散，將對周邊環(huán)境和人類健康構(gòu)成巨大的潛在威脅，備受關(guān)注。好氧堆肥廣泛應(yīng)用于污泥與畜禽糞便的處理處置與資源化，是我國有機(jī)固廢處理與資源化的主要發(fā)展趨勢，但污泥和畜禽糞便的管理、處理、處置過程也是溫室氣體和氨氣等污染氣體的重要排放源之一。
[0004]在對堆肥過程中營養(yǎng)元素變化和氣體排放特征研究時(shí)，現(xiàn)場堆肥試驗(yàn)的環(huán)境較為惡劣，對科研人員的身體健康和人身安全造成一定風(fēng)險(xiǎn)，而采用小型堆肥試驗(yàn)，需考慮堆體的比表面積大小，溫度散失，操作性等因素。可保溫的堆肥反應(yīng)器可以解決小型堆肥試驗(yàn)熱量流失過大以及現(xiàn)場堆肥試驗(yàn)采樣困難的缺點(diǎn)，滿足科研人員的堆肥試驗(yàn)研究需要。
[0005]目前，小型堆肥反應(yīng)器是為了滿足對堆肥過程的研究，如物料理化性質(zhì)變化，氣體排放特征，優(yōu)化調(diào)理劑配比而設(shè)計(jì)的，反應(yīng)器一般為上部開口的容器。針對現(xiàn)有反應(yīng)器控制性能差，氣樣采集困難等缺點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)更為有效智能的堆肥反應(yīng)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種可智能控制堆肥過程、方便采集揮發(fā)氣體的好氧堆肥裝置。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的好氧堆肥裝置，主要包括:
[0008]一穿孔板，將一容器分割成上下兩部分，上部分為堆肥反應(yīng)器，下部分為風(fēng)室；
[0009]堆肥反應(yīng)器的頂部為可拆卸的密封蓋，且在密封蓋上設(shè)有出氣口、氨氣采樣口和溫室氣體采樣口；
[0010]氨氣采樣口連接氨氣吸收裝置的進(jìn)氣口，溫室氣體采樣口連接溫室氣體收集裝置的進(jìn)氣口 ；
[0011]堆肥反應(yīng)器的外部設(shè)有第一測溫點(diǎn)，堆肥反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有不同高度的第二測溫點(diǎn)和第三測溫點(diǎn)，由溫度傳感器實(shí)行測溫；[0012]風(fēng)室安裝有通風(fēng)管，通風(fēng)管通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)和電磁閥連接空氣壓縮機(jī)的出氣口 ；
[0013]風(fēng)室的底部設(shè)有滲濾液排出管；
[0014]溫度傳感器和電磁閥均電性連接到PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PLC控制器，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)由現(xiàn)場觸控屏操控。
[0015]所述的好氧堆肥裝置，其中，穿孔板安裝在容器壁上的承托支架上。
[0016]所述的好氧堆肥裝置，其中，穿孔板的孔隙率為3~6%，孔徑為5~8mm。
[0017]所述的好氧堆肥裝置，其中，堆肥反應(yīng)器的外壁安裝有保溫層。
[0018]所述的好氧堆肥裝置，其中，現(xiàn)場觸控屏的操控包括:
[0019]顯示第一測溫點(diǎn)、第二測溫點(diǎn)、第三測溫點(diǎn)的溫度曲線以及實(shí)時(shí)溫度；
[0020]設(shè)置溫度采集頻率；
[0021]調(diào)整通風(fēng)時(shí)間及停止時(shí)間；
[0022]顯示當(dāng)前時(shí)間和總運(yùn)行時(shí)間。
[0023]所述的好氧堆肥裝置，其中，多個(gè)堆肥反應(yīng)器可并聯(lián)運(yùn)行，由PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)分別進(jìn)行控制。
[0024]本發(fā)明進(jìn)行好氧堆肥反應(yīng)，可實(shí)時(shí)記錄堆體內(nèi)部溫度并反饋至PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)場觸控屏設(shè)定的通風(fēng)策略，自動(dòng)控制通風(fēng)時(shí)間；同時(shí)，可方便的采集堆肥物料樣品及堆肥過程中釋放氣體。堆肥反應(yīng)裝置操控方便，且多個(gè)堆肥反應(yīng)器可并聯(lián)運(yùn)行，分別設(shè)置通風(fēng)策略，提高試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可操作性和效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0026]附圖中的符號(hào)標(biāo)記說明:
[0027]I空氣壓縮機(jī)，2通風(fēng)管，3電磁閥，4轉(zhuǎn)子流量計(jì)，5穿孔板，6風(fēng)室，7滲濾液排出管，8保溫層，9溫度傳感器，10氨氣吸收裝置，11溫室氣體收集裝置，12第一測溫點(diǎn)，13第二測溫點(diǎn)，14第三測溫點(diǎn)，15PLC控制器，16PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，17現(xiàn)場觸控屏，18堆肥反應(yīng)器，19承托支架，20出氣口，21氨氣采樣口，22溫室氣體采樣口。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明的好氧堆肥裝置如圖1所示，包括:反應(yīng)器系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和監(jiān)測控制系統(tǒng)。上述各系統(tǒng)通過管路與電纜連接組成。
[0029]反應(yīng)器系統(tǒng)由堆肥反應(yīng)器18、穿孔板5、保溫層8、滲濾液排出管7組成。
[0030]通風(fēng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)1、通風(fēng)管2、電磁閥3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)4、風(fēng)室6組成。
[0031]監(jiān)測控制系統(tǒng)由溫度傳感器9、氨氣吸收裝置10、溫室氣體收集裝置11、第一測溫點(diǎn)12、第二測溫點(diǎn)13、第三測溫點(diǎn)14以及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)16，其中PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)16是由PLC控制器15和現(xiàn)場觸控屏17組成。
[0032]具體地，本發(fā)明的好氧堆肥裝置是由一穿孔板5將一容器(如圓筒形容器)分割成上下兩部分，上部分為堆肥反應(yīng)器18，下部分為風(fēng)室6。
[0033]穿孔板5安裝在容器壁上的承托支架19上；穿孔板5的孔隙率為3~6%，孔徑為5 ~8mm ο[0034]堆肥反應(yīng)器18的頂部設(shè)有可拆卸的密封蓋，且在密封蓋上設(shè)有出氣口 20、氨氣采樣口 21和溫室氣體采樣口 22 ;氨氣吸收裝置10的進(jìn)氣口通過管道與氨氣采樣口 21連通，溫室氣體收集裝置11的進(jìn)氣口通過管道與溫室氣體采樣口 22連通。
[0035]堆肥反應(yīng)器18的外壁安裝有保溫層8，堆肥反應(yīng)器18的外部設(shè)有第一測溫點(diǎn)12，堆肥反應(yīng)器18內(nèi)設(shè)有不同高度的第二測溫點(diǎn)13和第三測溫點(diǎn)14，由溫度傳感器9實(shí)行測溫。
[0036]風(fēng)室6的一側(cè)安裝有所述的通風(fēng)管2，通風(fēng)管2通過管道與轉(zhuǎn)子流量計(jì)4的出氣口連通，轉(zhuǎn)子流量計(jì)4的進(jìn)氣口通過管道與電磁閥3連通，電磁閥3通過管道與空氣壓縮機(jī)I的出氣口連接；風(fēng)室6的底部設(shè)有滲濾液排出管7。
[0037]溫度傳感器9和電磁閥3均電性連接到PLC控制器15，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)16運(yùn)行時(shí)間控制模式或溫度控制模式，時(shí)間控制模式由PLC控制器15控制電磁閥3開閉，溫度控制模式由LC控制器15接收第三測溫點(diǎn)14的溫度反饋，按照設(shè)定的溫度范圍控制電磁閥3開閉。根據(jù)實(shí)際操作情況，可以將PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)16設(shè)定為優(yōu)先運(yùn)行溫度控制模式，其次運(yùn)行時(shí)間控制模式。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)16由現(xiàn)場觸控屏17操控，通過現(xiàn)場觸控屏17可設(shè)定好氧堆肥裝置的通風(fēng)條件。通風(fēng)條件分為時(shí)間控制和溫度控制，時(shí)間控制即控制電磁閥3的開閉；溫度控制即第三測溫點(diǎn)的溫度大于60°C時(shí)，電磁閥3打開，當(dāng)?shù)谌郎y溫點(diǎn)的溫度降至小于55°C時(shí)，電磁閥3關(guān)閉；在執(zhí)行溫度控制時(shí)，時(shí)間控制停止。
[0038]現(xiàn)場觸控屏17可顯示好氧堆肥裝置的操作運(yùn)行情況，包括:
[0039]1)可顯示第一測溫點(diǎn)、第二測溫點(diǎn)、第三測溫點(diǎn)的溫度曲線以及實(shí)時(shí)溫度；
[0040]2 )可設(shè)置溫度采集頻率；
[0041]3)可顯示通風(fēng)策略界面，并在現(xiàn)場觸控屏上調(diào)整通風(fēng)時(shí)間及停止時(shí)間；
[0042]4)可顯示當(dāng)前時(shí)間和總運(yùn)行時(shí)間等。
[0043]以下舉一具體實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。
[0044]一圓柱形容器(有效容積47.4L，圓柱體形的高徑比是1.17)，由穿孔板5分割成上下兩部分，上部分為堆肥反應(yīng)器18，下部分為風(fēng)室6。圓柱形容器使用材料為耐腐蝕材料，本實(shí)施例使用的是316不銹鋼材質(zhì)。
[0045]穿孔板5是安裝在容器壁上的承托支架19上，本實(shí)施例的穿孔板的孔隙率為3~6%,孔徑為5~8mm。
[0046]堆肥反應(yīng)器18的頂部設(shè)有可拆卸密封蓋，連接方式為法蘭連接，且在密封蓋上設(shè)有出氣口 20、氨氣采樣口 21、溫室氣體采樣口 22。出氣口 20直徑為10~15cm，堆肥過程中揮發(fā)的水分通過該口排出。當(dāng)氣體采集時(shí)，可用橡皮塞將出氣口 20封住。氨氣采樣口 21為不銹鋼卡套直通穿板式接頭，直徑為2~5_。氨氣吸收裝置10 (QCS-6000，鹽城銀河科技有限公司)的進(jìn)氣口通過聚四氟乙烯管與氨氣采樣口 21連接。溫室氣體采樣口 22為不銹鋼卡套直通穿板式接頭，直徑為2~5mm。溫室氣體收集裝置11 (50ML，上海治宇醫(yī)療器械有限公司)的進(jìn)氣口通過聚四氟乙烯管與溫室氣體采樣口 22連接。通過上述氨氣吸收裝置和溫室氣體收集裝置，可方便的將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室分析測樣。
[0047]在堆肥反應(yīng)器18外部安裝有所述的保溫層8，保溫層8的材料為橡塑保溫板，上述保溫層可減少外界環(huán)境對堆肥過程的影響，減少堆體熱量散失。溫度傳感器9(KZW/P-221，北京昆侖中大工控技術(shù)發(fā)展有限公司)在堆肥反應(yīng)器18的外部設(shè)有第一測溫點(diǎn)12，在堆肥反應(yīng)器18的中部設(shè)有第二測溫點(diǎn)13，在堆肥反應(yīng)器的底部設(shè)有第三測溫點(diǎn)14。
[0048]風(fēng)室6的一側(cè)安裝有通風(fēng)管2，通風(fēng)管2的進(jìn)氣口通過管路與轉(zhuǎn)子流量計(jì)4的出氣口連通，轉(zhuǎn)子流量計(jì)4的進(jìn)氣口通過管路與電磁閥3連通，電磁閥3通過管路與空氣壓縮機(jī)I (Z-550-24L，上海羅迪空壓機(jī)有限公司)的出氣口連接，在風(fēng)室6的另一側(cè)底部安裝有滲濾液排出管7。
[0049]溫度傳感器和電磁閥均通過電纜連接到所述的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)16，通過現(xiàn)場觸控屏17MCGS，北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司)可設(shè)定好氧堆肥反應(yīng)裝置的通風(fēng)條件，通風(fēng)條件分為時(shí)間控制和溫度控制。時(shí)間控制和溫度控制是由PLC控制器15(S7-200CN，德國西門子公司)控制電磁閥3的開閉，如打開IOs/停止lOmin。溫度控制時(shí)，是當(dāng)?shù)谌郎y溫點(diǎn)的溫度大于預(yù)設(shè)值(比如60°C)時(shí)，電磁閥3打開，當(dāng)?shù)谌郎y溫點(diǎn)的溫度降至小于55°C時(shí)，電磁閥3關(guān)閉。在執(zhí)行溫度控制時(shí)，時(shí)間控制停止。 [0050]現(xiàn)場觸控屏可顯示堆肥反應(yīng)裝置的操作運(yùn)行情況，包括:可顯示所述的第一測溫點(diǎn)、第二測溫點(diǎn)、第三測溫點(diǎn)的溫度曲線以及實(shí)時(shí)溫度；可設(shè)置溫度采集頻率；可顯示通風(fēng)策略界面，并在所述的現(xiàn)場觸控屏上調(diào)整通風(fēng)時(shí)間及停止時(shí)間；可顯示當(dāng)前時(shí)間和總運(yùn)行時(shí)間等。
[0051]基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本發(fā)明進(jìn)行好氧堆肥過程，能提供高效直觀的操作方式，自動(dòng)運(yùn)行可靠，方便采集堆肥物料樣品及堆肥過程中釋放氣體，且多個(gè)堆肥反應(yīng)器可并聯(lián)運(yùn)行，分別設(shè)置通風(fēng)策略，提高試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可操作性和效率。
【權(quán)利要求】
1.一種好氧堆肥裝置，包括: 一穿孔板，將一容器分割成上下兩部分，上部分為堆肥反應(yīng)器，下部分為風(fēng)室； 堆肥反應(yīng)器的頂部為可拆卸的密封蓋，且在密封蓋上設(shè)有出氣口、氨氣采樣口和溫室氣體采樣口； 氨氣采樣口連接氨氣吸收裝置的進(jìn)氣口，溫室氣體采樣口連接溫室氣體收集裝置的進(jìn)氣口 ； 堆肥反應(yīng)器的外部設(shè)有第一測溫點(diǎn)，堆肥反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有不同高度的第二測溫點(diǎn)和第三測溫點(diǎn)，由溫度傳感器實(shí)行測溫； 風(fēng)室安裝有通風(fēng)管，通風(fēng)管通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)和電磁閥連接空氣壓縮機(jī)的出氣口 ； 風(fēng)室的底部設(shè)有滲濾液排出管； 溫度傳感器和電磁閥均電性連接到PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PLC控制器，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)由現(xiàn)場觸控屏操控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧堆肥裝置，其中，穿孔板安裝在容器壁上的承托支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的好氧堆肥裝置，其中，穿孔板的孔隙率為3~6%，孔徑為5 ~8mm ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧堆肥裝置，其中，堆肥反應(yīng)器的外壁安裝有保溫層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧堆肥裝置，其中，現(xiàn)場觸控屏的操控包括: 顯示第一測溫點(diǎn)、第二測溫點(diǎn)、第三測溫點(diǎn)的溫度曲線以及實(shí)時(shí)溫度； 設(shè)置溫度采集頻率； 調(diào)整通風(fēng)時(shí)間及停止時(shí)間； 顯示當(dāng)前時(shí)間和總運(yùn)行時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧堆肥裝置，其中，多個(gè)堆肥反應(yīng)器可并聯(lián)運(yùn)行，由PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)分別進(jìn)行控制。
【文檔編號(hào)】C05F17/02GK103708868SQ201410009454
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】魏源送, 葛振 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心