[发明专利]一种餐厨垃圾单相厌氧消化系统失稳的预警方法及在线监测诊断系统

说明书

本发明公开一种餐厨垃圾单相厌氧消化系统失稳的预警方法，它含以下步骤：一，监测餐厨垃圾单相厌氧反应器的预警气相参数Q、固相参数VS和液相参数TVFA：二，根据步骤一中得到的预警气、固、液相参数的数值计算产气平衡指数GBI，产气平衡指数GBI为日产气量与进料挥发性有机物含量、总挥发性脂肪酸的比值，计算公式为GBI=Q×10³/（VS×TVFA）；三，根据（二）计算得到的GBI值的变化进行监控，进而判断反应器运行状态，当GBI达到报警阈值时，餐厨垃圾厌氧发酵过程失衡，系统报警，停止进料，直至反应器各个参数恢复到正常状态。本发明还公开在线监测诊断系统，它包括参数监测模块、计算模块、显示模块和报警模块。

技术领域

本发明涉及一种餐厨垃圾单相厌氧消化系统失稳的预警方法及在线监测诊断系统。

背景技术

餐厨垃圾有机物含量丰富，含水率高，生化产甲烷潜能大，在目前的处理技术中（填埋、焚烧、堆肥、厌氧消化等），以无害化处理和资源化利用为向导的厌氧消化技术，被认为是最有效的餐厨垃圾处理技术。相应的，我国自2010年以来启动的餐厨垃圾无害化处理和资源化利用试点项目中，90%以上选用了厌氧消化工艺。厌氧消化的过程稳定性差给厌氧消化系统的运营带来极大的经济、技术风险。这也是造成我国虽然大力推广厌氧消化技术，但试点城市的项目进展却不尽如人意的主要原因之一。由此可见，从废物处理的角度，过程稳定性控制问题是厌氧消化应用过程中亟待解决的技术瓶颈。

餐厨垃圾厌氧消化系统极易失稳，工业规模的厌氧反应器通常在低负荷下运行。但目前的餐厨垃圾厌氧消化反应器的工程仅仅限于pH、产气量及沼气成分等常规稳定性控制参数，这些参数往往有一定的滞后性，无法快速、准确的对反应器内的状况进行判断。因此，如何提供一种餐厨垃圾单相厌氧反应器在线监测诊断方法及系统，成为目前最需要解决的问题。

发明内容

本发明公开了一种餐厨垃圾单相厌氧消化系统失稳的预警方法及在线监测诊断系统，它不仅能够对稳定性参数进行监测，而且能够实现厌氧反应器状态的智能判断和自动报警，从而大大降低厌氧反应器的酸化的风险，保证其在较高负荷下运行，进而提高其产气效率。

本发明采用了以下技术方案：一种餐厨垃圾单相厌氧消化系统失稳的预警方法，它包括以下步骤：

步骤一，监测餐厨垃圾单相厌氧反应器的预警气相参数、固相参数和液相参数，其中所述的预警气相参数为反应器的日产气量Q,

所述的预警固相参数为反应器的日进料挥发性有机物含量VS，

所述的预警液相参数包括总挥发性脂肪酸TVFA；

步骤二，根据步骤一中得到的预警气相参数、固相参数和液相参数的数值计算产气平衡指数GBI，产气平衡指数GBI为日产气量与进料挥发性有机物含量、总挥发性脂肪酸的比值，计算公式为GBI=Q×10³/（VS×TVFA），Q为反应器的日产气量； VS为反应器日进料挥发性有机物含量； TVFA为总挥发性脂肪酸含量；

步骤三，根据步骤二计算得到的GBI值的变化进行监控，进而判断反应器运行状态，当GBI达到报警阈值时，餐厨垃圾厌氧发酵过程失衡，系统报警，停止进料，直至反应器各个参数恢复到正常状态。

本发明的步骤三中的报警阀值为当GBI=Q×10³/（VS×TVFA）的值小于预警下线阈值0.3时，则进行报警。