CN206052025U - 一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制*** - Google Patents
一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***。其目的是提供一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***，能够动态监测微生物基材表面湿度变化，以利于提高有机物的分解处理效果。一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***，包括：湿度传感器、湿度信号处理器、输入模块、PLC、输出模块和湿度调节结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及有机物分解技术领域，具体来说，是涉及一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***。
背景技术
生活垃圾是污染城乡环境、影响人民生活和困扰城市发展的全球性社会问题。目前，我国每年产生6600万吨餐厨垃圾，并且以每年10％增长。每年处理费用达500亿以上。餐厨垃圾处理能力严重不足，目前国内无害处理率仅为10％。餐厨垃圾诺处理不善则会对水体、土壤、大气产生污染。诺餐厨垃圾回流餐桌则会对居民身体健康造成损害。在餐厨垃圾垃圾产生源头用微生物分解方法进行处理来减容减量，从而减少垃圾收集、运输、处理过程中对土地、环境、卫生和财政上造成的影响，不但有非常显著的经济效益，还有深远的社会效益。
在我国，实现“无害化、减量化、资源化和无害化前提下的低成本化”是垃圾处理的目标。目前我国城市垃圾主要通过填埋、堆肥和焚烧进行处理，较多地区还是普遍采用直接填埋法。容易造成环境和地下水资源的二次污染。有机生活垃圾和动物粪便，在微生物作用下，可进行生物化学反应，最后形成一种类似腐殖质土壤的物质，能用作肥料或改良土壤。传统的堆肥过程一般需要3-4月以上，容易污染环境、发臭，并且时间长。近几十年来许多科学家一直至力于发展一种现代科技，纠正传统堆肥法存在的问题。
目前市场上的利用微生物分解有机物的处理设备或控制技术主要有以下两类：一类是需要附加额外的物理或化学方法，如粉碎、干燥、压缩、和化学浸泡等，才能帮助微生物完成整个有机垃圾分解过程。这种方法的缺点是：会产生污水排放，发臭。另一类是采用温度控制的方法，但目前所有采用温度控制的方法来分解有机物的处理设备和处理方法，都没有根据微生物的生长、繁殖、分解的生物规律和温度变化来进行有效设计和智能控制，基本上采用的是恒温控制，设定加热温度点进行温度开关控制，使温度保持在一个温度区域。这种方法的缺点是：不能全面反映微生物分解过程中微生物的生长、繁殖、和物料分解状态对不同温度区域的要求，造成有机物分解不充分，分解效率低、很难达到无污水排放、过程中容易发生臭味。这也是目前市场上很少使用小型化、源头化处理设备的主要原因。
本实用新型主要涉及的是通过微生物对有机物进行好氧分解。好氧分解是将有机物料与填充料按一定比例混合，加入菌种并搅拌均匀后，通过控制相应的温度、湿度和通风供氧条件，利用菌种释放出大量的酶，将大分子有机物分解为糖、脂肪酸和氨基酸等短链的低分子有机物，菌种以此为养分代谢出水、气体和生物热能，产生的高温杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化。
目前，大多都采用高温好氧堆肥。好氧分解温度高，一般在40-80℃，故亦称为高温堆肥。由于高温堆肥可以最大限度地杀灭病原菌，同时，对有机物的降解速度快，最终产物是水、二氧化碳、热量、腐殖质。分解过程中同时以几何级数迅速繁殖菌种。如此菌种可以周而复始地不断“吃”掉新投入的有机垃圾。随着代谢产物的累积，菌种会逐渐老化，一般经过1-3月，需要在微生物有机垃圾处理机中投入新的菌种。通常菌种对有机垃圾的分解速度为12～48小时，平均约24小时，残渣率为10％～20％。
有机物被微生物处理之后产生的残渣可作为有机肥料或饲料添加剂，产生的水分可以通过表面蒸发、循环调湿或直接排出，产生的气体中可能会含有H2S、NH3等恶臭物质，可以通过高温分解除臭而使排出的气体不含恶臭物质。
微生物自然生长、繁殖、分解离不开水，水对于有机物的分解至关重要，但是过量水份会影响微生物的有氧呼吸，直接阻碍有机垃圾的好氧分解过程。
实用新型内容
微生物基材是一种包含微生物菌的植物纤维，为微生物菌提供了生存空间，检测出微生物基材的湿度，也就知道了微生物菌生存的环境湿度。
本实用新型的目的是提供一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***，能够动态监测微生物基材表面湿度变化，以利于提高有机物的分解处理效果。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***，包括：
湿度传感器，所述湿度传感器的发射极和接收极安装在分解腔的出料门上，所述发射极和接收极与分解腔内的物料接触，所述发射极和接收极形成电信号回路；
湿度信号处理器，所述湿度信号处理器的信号线分别连接至所述发射极和接收极，用于监测对地电阻两端的电压差，将通过低通滤波和平均值滤波两层滤波后的数据传输至输入模块；
输入模块将接收到的湿度数据传输至PLC，经由所述PLC分析处理后通过输出模块输出指令对湿度调节结构进行智能控制；
湿度调节结构，用于根据PLC的指令对分解腔内物料湿度进行调节，包括：控制加热装置、搅拌装置、供氧装置、排风装置和喷淋装置。
其中，所述发射极上加载5V_DC激励电压,所述接收极对地串连250Ω，形成电信号回路。
进一步地，所述发射极和接收极设置在所述出料门的绝缘板上，所述发射极和接收极之间的间距为120-220mm。
本实用新型通过在出料门上设置湿度传感器来采集分解腔内的物料湿度变化数据，以实现PLC可以通过实时采集的湿度数据对分解腔内湿度状态的动态监控，并控制湿度调节结构对分解腔内湿度进行智能调控，达到实现分解过程中微生物含水率的动态平衡，模拟出微生物分解含水需要的自然状态，保证了微生物快速生长、繁殖、分解活性的持续性，进而延长了微生物的活性周期，提高微生物的分解效率。
附图说明
通过以下本实用新型的实施例并结合附图的描述，示出本实用新型的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：
图1为本实用新型一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***的一个较优实施例的***结构示意图。
图2为图1所示实施例中出料门的内壁的示意图。
图3为图1所示实施例中出料门的外壁的示意图。
图4为图1所示实施例在运行过程中的一个具体案例的微生物分解有机物的过程中湿度和时间的关系走势图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***，包括湿度传感器1、湿度信号处理器2、输入模块3、PLC4、输出模块5和湿度调节结构6。
其中湿度调节结构6用于根据PLC的指令对分解腔内物料湿度进行调节，包括：控制加热装置61、搅拌装置62、供氧装置63、排风装置64和喷淋装置65。
结合图2、图3所示，湿度传感器1的发射极11和接收极12安装在分解腔的出料门7的绝缘板71上，与分解腔内的物料接触，发射极11和接收极12之间的间距为150-250mm，发射极11上加载5V_DC激励电压，接收极12对地串连250Ω，发射极11和接收极12形成电信号回路。
湿度信号处理器2的信号线21分别连接至湿度传感器1的发射极11和接收极12用于监测对地电阻两端的电压差。
输入模块3接收湿度信号处理器2收集的湿度传感器1采集的湿度数据，并将湿度数据传输至PLC4，PCL对湿度数据进行分析处理后通过输出模块5发出指令对湿度调节结构6进行智能控制。
上述用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***的湿度控制方法包括以下步骤：
(1)通过湿度传感器实时采集分解腔内物料的湿度数据；
(2)湿度信号处理器通过低通滤波和平均值滤波两层滤波后的数据按3次/分的频率提供给PLC；
(3)PLC换算出微生物表面湿度值；
(4)***根据预设的微生物菌群的湿度-活性曲线变化数据(图4)，确定当前分解状态的最佳湿度值；
(5)计算当前湿度与当前分解状态的最佳湿度值的差异量；
(6)对分解腔内物料湿度进行调控。
当前湿度高于当前分解状态的最佳湿度，控制加热装置、搅拌装置、供氧装置运行，使物料中水分加快蒸发，并通过排风机将水汽排出分解腔外，直至当前湿度与当前分解状态最佳湿度一致；
当前湿度低于当前分解状态的最佳湿度，控制喷淋装置对物料进行喷淋，直至当前湿度与当前分解状态最佳湿度一致；
当前湿度与当前分解状态最佳湿度一致，湿度调节结构停止或不启动。
虽然本实用新型已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本实用新型的范围只局限于上述的结构，只要本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本实用新型之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本实用新型专利范围之内。
Claims (3)
1.一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***，其特征在于，包括：
湿度传感器，所述湿度传感器的发射极和接收极安装在分解腔的出料门上，所述发射极和接收极与分解腔内的物料接触，所述发射极和接收极形成电信号回路；
湿度信号处理器，所述湿度信号处理器的信号线分别连接至所述发射极和接收极，用于监测对地电阻两端的电压差，将通过低通滤波和平均值滤波两层滤波后的数据传输至输入模块；
输入模块将接收到的湿度数据传输至PLC，经由所述PLC分析处理后通过输出模块输出指令对湿度调节结构进行智能控制；
湿度调节结构，用于根据PLC的指令对分解腔内物料湿度进行调节，包括：控制加热装置、搅拌装置、供氧装置、排风装置和喷淋装置。
2.如权利要求1所述的湿度控制***，其特征在于：所述发射极上加载5V_DC激励电压,所述接收极对地串连250Ω，形成电信号回路。
3.如权利要求1所述的湿度控制***，其特征在于：所述发射极和接收极设置在所述出料门的绝缘板上，所述发射极和接收极之间的间距为120-220mm。
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| CN201620958923.2U CN206052025U (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制*** |
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|---|---|---|---|---|
| CN106367331A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-01 | 上海壹柯环境科技有限公司 | 一种用于有机物的微生物分解工艺的湿度控制***和方法 |
| CN113956965A (zh) * | 2021-09-13 | 2022-01-21 | 北京大学口腔医学院 | 一种模拟口腔综合治疗台水路的装置及生物膜形成方法 |
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