[发明专利]一种采用温度梯度反馈实现废物均匀降解的自动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于废弃物生物降解领域，特别是涉及到一种用于有机废物好氧生物降解的自动控制方法。

背景技术

好氧生物降解在国内外广泛应用于有机废弃物的资源化，这一技术在国外也应用于有毒有害废弃物的异位生物修复。好氧生物降解主要是通过人工调控利用好氧微生物分解有机废物、释放热量、杀灭病原菌、虫卵和杂草种子等，并且使废弃物在微生物作用下转化为稳定的类腐殖质，最终实现废弃物的无害化、减量化和资源化。

有机废物的好氧生物降解按调控手段可分为自然通气法、固定通气时间周期的无反馈通气法和控制堆体温度的温度反馈通气法；按通气方向可分为正压通气法和负压通气法。

众所周知，在微生物好氧降解过程中堆体内的微生物不断的消耗氧气、释放热量并蒸发水分，通气的主要功能是补充氧气、带走多余热量及水分。现有的好氧生物降解工艺均为通气方向不变，在这种条件下，气流将在流过堆体时沿气流方向不断得到加热，逐渐形成堆体内沿气流方向上堆体温度逐渐升高的现象，即产生了温度梯度。温度的不均匀分布，直接影响了堆体内微生物群落的分布及其降解废物的能力，导致堆体内沿气流方向废物降解程度的不均匀分布及局部低温区域，低温区域内的废物降解速度慢且致病菌无法有效杀灭，从而影响了堆肥产品的质量，降低其应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服好氧生物降解中由于废物堆体温度分布不均匀导致降解不均匀的缺陷，使得堆体内温度、水分、热量重新均匀分布，实现废物好氧降解过程的自动调控。

为实现上述目的，本发明提供一种采用温度梯度反馈实现废物好氧均匀降解的自动控制方法。具体内容如下：以堆体内的上部和下部温度差(即温度梯度)的绝对值作为反馈变量，温度梯度绝对值的限值可在0.5℃～20℃内任意设置。废物好氧降解过程启动后，实时采集堆体内上下部位的温度数据，当堆体内的温度差值超过设置温度梯度限值时，通过自动化装置变换堆体内的通气沿相反方向流动，实现堆体内高温区和低温区的热交换，到达控制堆体内温度梯度的目的。

本发明的有益效果是，利用本发明可以保持堆体内温度、水分的均匀性，避免了传统单向通风造成的局部低温区域，使得致病菌的杀灭更加彻底，堆体内的降解过程均匀，提高了堆肥产品的质量，非常适合生产绿色食品、无公害食品、有机食品以及名贵花卉的栽培。

附图说明

图1为本发明自动控制方法图。图1中，Tset为废物好氧生物降解的时间周期，t为当前的废物好氧生物降解时间，ΔTset为堆体上、下部位的温度梯度绝对值的限值，ΔT为堆体上、下部位的温度梯度绝对值。

具体实施方式

实施方式可结合图1得到说明。具体步骤如下：

(1)首先将有机废物装填入好氧生物降解自动化装置内；

(2)系统初始化：设定废物好氧生物降解的时间周期Tset，设定当前的废物好氧生物降解时间t为零；设定堆体上、下部位的温度梯度绝对值的限值ΔTset，其中ΔTset可在0.5℃～20℃内任意设置；

(3)实时采集堆体上、下部位的温度数据，计算出堆体上、下部位的温度梯度绝对值ΔT；

(4)比较ΔTset和ΔT的大小，若ΔT小于ΔTset，说明堆体上下部位的温度梯度在可控范围内，则保持当前通风方向不变；若ΔT大于ΔTset，说明堆体上下部位的温度梯度超出预定范围，则启动废物降解自动化装置，变换堆体的通风方向。实现堆体通风方向的变换可以采用阀门控制(请参见原案，申请号200510114236.9)，也可以采用其他方法。

(5)继续重复第(3)～(4)步骤，直至废物好氧生物降解时间t大于废物好氧生物降解的时间周期Tset。