[实用新型]厌氧发酵罐pH值自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种厌氧发酵罐pH值自动监测和自动调控系统，具体地说，涉及大中型沼气发酵罐pH值自动控制系统。

背景技术

随着城镇工业和农村集约化养殖业的发展，生产过程中排出的各种有机废弃物的污染治理及其资源的综合利用.已成为当今国际社会普遍关注的问题。在过去20多年里，我国利用厌氧消化技术处理工农业有机废弃物取得了较好的能源、环保和经济效益，并逐步形成了沼气一能源环保工程规模。据报道，全国现有大中型沼气工程600多处，总池容21万多m³，年产沼气3678万m³，年处理工业废水和禽畜粪便能力达500多万t。

厌氧消化一般分成发酵、产乙酸化和甲烷化3个阶段。发酵包括水解和酸化，水解酸化被认为是颗粒态有机物厌氧消化的主要限速步骤，酸化产物的组成分布则会影响其后续利用(如甲烷化、合成聚乳酸或作为废水深度处理的碳源)的可行性。水解酸化均由发酵细菌完成，外界环境因素、水解及酸化产物的组成和浓度均会对两者产生影响。发酵液的pH值是调控发酵过程的主要环境因素，pH值除影响功能酶的活性外，还会导致发酵细菌代谢途径的选择，表现在酸化产物的种类和产生量的变化，并进一步反馈抑制水解过程，另外pH值会使酸化产物以不同形态(分子态或离子态)存在，从而形成不同程度的产物抑制。因此，所以在酸化相中保持合适的酸碱度对提高厨余垃圾的厌氧消化效率尤为重要。

研究表明，pH值对厨余垃圾酸化过程的酸化效果及酸化产物的组成有明显的影响。厨余垃圾酸化的最佳pH值为7，此条件下，VFA产量和酸化率最大。因此，在餐厨废弃物的厌氧发酵过程中，需要监测和调节发酵液pH值。

目前，发酵罐pH值监测和调控的常用方法为人工定时监测，监测、记录、加调节液全部人工完成，自动化程度低，费工费力，成本高。因此，亟需开发沼气厌氧发酵罐pH值自动监测和自动调控系统。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种pH值控制准确、能耗低，全自动控制的发酵罐pH值自动控制系统，可用于各种形式的发酵罐。

为解决所述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种厌氧发酵罐pH值自动控制系统，其特征在于：包括发酵罐(1)、酸阀(2)、碱阀(3)、蠕动泵(4)、喷淋器(5)、探头保护器(6)、pH计探头(7)、pH值监测仪(8)、pH值控制仪(9)、声音报警器(10)和光报警器(11)。一种厌氧发酵罐pH值自动控制系统，包括：

发酵罐(1)；

酸阀(2)，酸阀为自动阀，设于酸液输入部与喷淋器(5)的连接管道上，控制酸液输入；

碱阀(3)，碱阀为自动阀，设于碱液输入部与喷淋器(5)的连接管道上，控制碱液输入；

喷淋器(5)，喷淋器设置于发酵罐体(1)顶部，喷淋器压力和孔径可根据需要调整，采用惰性塑料制成，控制碱液和酸液喷淋的密度和通量。

探头保护网(6)，探头保护网内置pH计探头(7)，探头可以在罐体上螺旋式上中下部分别设置一个并深入发酵罐内部，用于探测发酵罐内温度，网孔径可以根据物料粒径调节，阻止物料沉积包裹探头，提高探头灵敏度和延长使用寿命。

pH值监测仪(8)，pH值监测仪(8)连接罐体pH计探头(7)与pH值控制仪(9)，由罐体pH计探头将酸碱度信号传输至pH值监测仪，监测仪通过对比设定pH值与罐体内料液的pH值，来传输信号至pH值控制仪。如果料液pH值高于设定pH值，则pH值控制仪打开碱液自动控制阀，泵将碱液提升并均匀喷淋到料液中；如果料液pH值低于设定pH值，则pH值控制仪打开酸液自动控制阀，泵将酸液提升并均匀喷淋到料液中。

可选的，所述用于汲取酸碱溶液的蠕动泵(4)，设有三个pH值监测位，。

可选的，设有三个pH值监测位以及探头设置的分布方式与设置位置。

可选的，该系统设有声音报警器和灯光报警器，报警器连接pH值监测仪和pH值控制仪，如pH值高于或低于设定pH值都将报警。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点：

1、可连续监测罐内料液的pH值变化情况，并自动控制酸液和碱液阀门，通过加入碱液和酸液的通量、密度调节罐内料液pH值，使发酵罐内pH值稳定，有效提高产品质量。

2、实现人工监测调控向自动监测调控转变，大量节省人力和物力，降低工作强度。

3、pH值多点监测，探头设置保护网，酸碱液喷淋方式加入，实现精确监测和计量，探头寿命长，节省资源和降低能耗。