[发明专利]一种厨余物好氧堆肥装置及多参数控制方法

说明书

技术领域：

本发明属于有机固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种厨余物好氧堆肥的耗氧量-湿度-温度联合控制的方法及其装置。

背景技术：

随着人类生活质量的提高，厨余物的数量也在猛增，由于其水分及有机质含量很高而不同于城市垃圾，能够在较短的时间内腐烂、降解。如果厨余物与其他城市垃圾混合进行焚烧，整体发热量达不到发点要求的热量；如果与其他的城市垃圾混合进行填埋，其含水率高，会产生大量的垃圾渗滤液，而且焚烧和填埋又会浪费厨余物中大量的有机质及养分。因此，有必要对厨余垃圾进行单独处理。

堆肥技术是国内外应用最广泛的有机固体废弃物处理方法之一，这种技术简便易行，能杀死其中大部分病源微生物。好氧堆肥因为拥有资源化程度高、处理后对环境危害小、处理成本低工艺简单等优点，成为比较常用的生物处理法，其主要是给堆体供给一定量的气体使堆体保持一定的氧气浓度，是有机废弃物在好养堆肥条件下发酵、升温，达到灭菌、除臭、稳定化等目的。

由于好氧堆肥是一个复杂的生物化学反应过程，其发酵过程受多种因素的影响，如含水率、温度、通气量等，各影响因素都可能成为好氧堆肥化总过程中微生物存活、生长、反应的主要限制因素。湿度太高会导致堆料的压实度增加，孔隙率降低，氧气供应不足，有机物降解速率降低，堆肥周期延长；湿度过低会限制微生物新陈代谢，导致微生物活性下降，堆肥物料腐熟困难。经过实验测定，最适宜的湿度为50％-60％，高于或低于此湿度范围都将严重影响堆肥系统的成功和产物的质量。温度是堆料中微生物生命活动的重要标志，直接影响反应速率，是堆肥能否顺利进行的决定因素。一方面，温度直接决定着优势微生物的种类和发酵类型，在不同的阶段，有着不同的最适宜温度；与此同时，微生物反应也影响反应体系的温度。因此，在各个时段调节反应器温度至相应的适宜温度对堆肥的成功是至关重要的。

但是由于调节方法的局限，导致传统的堆肥工艺历有如下几个缺点：其一，堆肥耗时长；其二，堆肥效率低。以往的堆肥反应器对于湿度和温度的调节都是通过调节通气量。通气可以提供充足的氧气，移除多余的二氧化碳。但是通气量过大会造成热量、水蒸汽损失，使得NH₃释放量增加，影响堆肥速率，降低堆肥产物质量。问题在于，一般很难通过仅仅调节通气量来同时满足耗氧量、湿度、温度的要求。以往的调节机制为单因素反馈机制，以湿度或者温度为反馈条件来控制风机的启动和关闭。往往另一因素则处于抑制堆肥反应的水平。另外的，如果反馈得到的通气量过低，还可能导致耗氧量过低不满足微生物最低需氧量，影响微生物反应。以上因素直接影响到堆肥的成败和产品的质量。因此，现阶段针对改进堆肥工艺、提高堆肥成品质量的研究主要集中于如何加快堆肥进程，从而提高厨余堆肥效果、保证肥料肥效，同时也减少由于氨的释放造成的难闻气味以及对环境的污染。

发明内容

针对现有工艺调节机制单一的不足，本发明提供了一种厨余物好氧堆肥的耗氧量-湿度-温度联合控制的装置，以及对耗氧量、湿度、温度联合调控的多参数控制方法。

一种厨余物好氧堆肥的耗氧量-湿度-温度联合控制装置，该装置包括反应桶和反应桶盖，反应桶内装有厨余物，反应桶外部包覆一层隔热材料、堆肥过程产生的废气由反应桶盖上的废弃导管排出、堆肥过程渗出的液体由反应桶底部的渗滤液导出管排出、反应桶内设置有温度/湿度计，空气导入管和空压泵用于向反应桶内提供空气，该装置还包括水循环热交换器、空气流量计、水箱和氧气检测器，其中，反应桶的底部设置布气盘；空气通过空气导入管经空压泵、空气流量计和水箱进入反应桶的底部，并通过反应桶底部的布气盘进入反应桶内部；所述水循环热交换器是位于反应桶和隔热材料之间的一个夹层，水循环加热装置和水循环冷却装置向水循环热交换器提供水，通过水循环热交换器中水的水浴作用来调节反应桶内的温度，水箱用于调节反应桶的湿度；氧气检测器用于检测堆肥过程的耗氧量。

所述水循环热交换器的出口与第一三通阀相连，入口与第二三通阀相连，第一三通阀还与水循环加热装置和水循环冷却装置的入水口相连，第二三通阀还与水循环加热装置和水循环冷却装置的出水口相连；所述温度/湿度计与安装在反应桶外的温度/湿度传感器相连，温度/湿度传感器中湿度传感器的一端与空压泵相连，温度传感器的一端与第一三通阀及第二三通阀连接，空压泵通过湿度数值调节通气量的大小，第一三通阀及第二三通阀通过温度数值选择水浴的水源。

所述水循环加热装置通常把水加热到80℃，所述水循环冷却装置水温通常为室温。