專利名稱：一種采用溫度梯度反饋實現(xiàn)廢物均勻降解的自動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢棄物生物降解領(lǐng)域，特別是涉及到一種用于有機廢物好氧生物降解的自動 控制方法。
技術(shù)背景好氧生物降解在國內(nèi)外廣泛應用于有機廢棄物的資源化，這一技術(shù)在國外也應用于有毒 有害廢棄物的異位生物修復。好氧生物降解主要是通過人工調(diào)控利用好氧微生物分解有機廢 物、釋放熱量、殺滅病原菌、蟲卵和雜草種子等，并且使廢棄物在微生物作用下轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定 的類腐殖質(zhì)，最終實現(xiàn)廢棄物的無害化、減量化和資源化。有機廢物的好氧生物降解按調(diào)控手段可分為自然通氣法、固定通氣時間周期的無反饋通 氣法和控制堆體溫度的溫度反饋通氣法；按通氣方向可分為正壓通氣法和負壓通氣法。眾所周知，在微生物好氧降解過程中堆體內(nèi)的微生物不斷的消耗氧氣、釋放熱量并蒸發(fā) 水分，通氣的主要功能是補充氧氣、帶走多余熱量及水分?，F(xiàn)有的好氧生物降解工藝均為通 氣方向不變，在這種條件下，氣流將在流過堆體時沿氣流方向不斷得到加熱，逐漸形成堆體 內(nèi)沿氣流方向上堆體溫度逐漸升高的現(xiàn)象，即產(chǎn)生了溫度梯度。溫度的不均勻分布，直接影 響了堆體內(nèi)微生物群落的分布及其降解廢物的能力，導致堆體內(nèi)沿氣流方向廢物降解程度的不均勻分布及局部低溫區(qū)域，低溫區(qū)域內(nèi)的廢物降解速度慢且致病菌無法有效殺滅，從而影響了堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量，降低其應用價值。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服好氧生物降解中由于廢物堆體溫度分布不均勻?qū)е陆到獠痪鶆虻?缺陷，使得堆體內(nèi)溫度、水分、熱量重新均勻分布，實現(xiàn)廢物好氧降解過程的自動調(diào)控。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種采用溫度梯度反饋實現(xiàn)廢物好氧均勻降解的自動控制 方法。具體內(nèi)容如下以堆體內(nèi)的上部和下部溫度差(即溫度梯度)的絕對值作為反饋變量，溫度梯度絕對值的限值可在o.5t: 2(rc內(nèi)任意設置。廢物好氧降解過程啟動后，實時采集堆體內(nèi)上下部位的溫度數(shù)據(jù)，當堆體內(nèi)的溫度差值超過設置溫度梯度限值時，通過自動化裝置 變換堆體內(nèi)的通氣沿相反方向流動，實現(xiàn)堆體內(nèi)高溫區(qū)和低溫區(qū)的熱交換，到達控制堆體內(nèi) 溫度梯度的目的。本發(fā)明的有益效果是，利用本發(fā)明可以保持堆體內(nèi)溫度、水分的均勻性，避免了傳統(tǒng)單 向通風造成的局部低溫區(qū)域，使得致病菌的殺滅更加徹底，堆體內(nèi)的降解過程均勻，提高了 堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量，非常適合生產(chǎn)綠色食品、無公害食品、有機食品以及名貴花丼的栽培。


圖1為本發(fā)明自動控制方法圖。圖1中，Tset為廢物好氧生物降解的時間周期，t為當前 的廢物好氧生物降解時間，ATset為堆體上、下部位的溫度梯度絕對值的限值，AT為堆體 上、下部位的溫度梯度絕對值。
具體實施方式
實施方式可結(jié)合圖1得到說明。具體步驟如下(1) 首先將有機廢物裝填入好氧生物降解自動化裝置內(nèi)；(2) 系統(tǒng)初始化設定廢物好氧生物降解的時間周期Tset，設定當前的廢物好氧生物 降解時間t為零；設定堆體上、下部位的溫度梯度絕對值的限值ATset，其中ATset 可在0.5。C 2(TC內(nèi)任意設置；(3) 實時采集堆體上、下部位的溫度數(shù)據(jù)，計算出堆體上、下部位的溫度梯度絕對值△ T;(4) 比較ATset和AT的大小，若AT小于ATset，說明堆體上下部位的溫度梯度在可 控范圍內(nèi)，則保持當前通風方向不變；若AT大于ATset，說明堆體上下部位的溫度梯度超出預定范圍，則啟動廢物降解自動化裝置，變換堆體的通風方向。實現(xiàn) 堆體通風方向的變換可以采用閥門控制(請參見原案，申請?zhí)?00510114236.9)， 也可以采用其他方法。(5)繼續(xù)重復第(3) (4)步驟，直至廢物好氧生物降解時間t大于廢物好氧生物 降解的時間周期Tset。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)廢物均勻降解的自動控制方法，其特征在于以廢物堆體上下部位的溫度梯度為反饋變量，設定該溫度梯度絕對值的限值為ΔTset；實時采集堆體上下部的溫度，計算堆體上下部的溫度梯度絕對值ΔT，比較ΔTset和ΔT的數(shù)值，若ΔT大于ΔTset，則變換堆體內(nèi)氣流方向，從而降低堆體內(nèi)溫度梯度，實現(xiàn)廢物的均勻降解。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述實現(xiàn)廢物均勻降解的自動控制方法，其特征在于設定的廢物堆 體上下部位溫度梯度絕對值的限值ATset為0.5 20°C;
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述實現(xiàn)廢物均勻降解的自動控制方法，其特征在于變換堆體內(nèi)氣 流方向的裝置可以采用若干閥門的開閉組合，也可以采用調(diào)整風機的旋轉(zhuǎn)方向；
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述實現(xiàn)廢物均勻降解的自動控制方法，其特征在于所述廢棄物中 可生物降解部分為20% 卯％，含水率為40% 75%。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于廢棄物生物降解范圍，提供一種實現(xiàn)廢物均勻降解的自動控制方法，以廢物堆體內(nèi)上下部溫度梯度絕對值的限值為反饋控制參數(shù)，根據(jù)廢物好氧降解過程中廢物堆體內(nèi)上下部溫度梯度的情況自動控制通氣的氣流方向，調(diào)控廢棄物生物降解過程。溫度梯度絕對值的限值可在0.5℃～20℃任意設定，能促進堆體內(nèi)上下部位物料降解、溫度分布等的均勻程度，提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，降低其應用的風險。
文檔編號G05B19/04GK101246360SQ200810084229
公開日2008年8月20日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者張相鋒, 楊志峰, 陳家軍 申請人:北京師范大學