[发明专利]一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统

说明书

本发明涉及一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统，系统包括培养装置、检测装置、换气装置和控制装置；培养装置用于进行可生物降解材料的培养；检测装置通过气体检测循环管路与培养装置连接，用于检测培养装置内气体含量；换气装置通过换气管路与培养装置连接，用于更换培养装置内部气体；控制装置与检测装置和换气装置电连接，用于接收检测装置的电信号并控制换气装置的启停。与现有技术相比，本发明具有适应多源物料、测试结果稳定可靠、测试时间短、测试结果接近实际、成本低廉、环境友好等优点，可以适用于各类可生物降解物料及其处理产物最终处置或资源化利用前评估生物稳定性等场景。

技术领域

本发明属于环境保护和资源综合利用领域，具体涉及一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统。

背景技术

厨余垃圾等可生物降解材料通常采用厌氧消化、好氧发酵或昆虫养殖工艺进行处理。可生物降解材料的生物稳定性一方面是评价生物处理效能的重要指标，另一方面也是可生物降解材料土地利用的一个重要指标。生物稳定性是指物料在特定环境下不再能够被微生物降解，而趋于稳定的程度。在一定时间内，可生物降解材料的好氧呼吸量可以反映其生物稳定性，此外，可生物降解材料的好氧呼吸量也可以反映其生物可降解性。例如，国标《土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法》(GB/T22047-2008)中通过测定密闭呼吸计中需氧量的方法，测定土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力。

目前，生物稳定性这一指标体现在国家标准《生物质废物堆肥污染控制标准》(报批阶段)和上海市地方标准《湿垃圾处理残余物的生物稳定性评价方法》(DB31/T1208-2020)。随着这些标准的颁布实施，市场上将有大量的测试需求。

已有的好氧呼吸量测试方法通常需要配备氧气发生器，这一方面大大增加了测试系统的成本，另一方面会产生含铜离子等重金属离子的废水。而以空气为氧源的测试，通常需要手动控制气泵的开启，这将使得测试过程费时费力，手动操作也将影响测试结果的准确性。此外，上述的两个测试系统在补充氧气的过程中均未采取加湿处理，样品在测试过程中将失水变干，影响测试结果的准确性。近年来，一些研究人员针对污水提出了好氧呼吸量的测试方法。例如：中国发明专利CN102707075A公开了一种实验室自动生化耗氧量测定仪，通过软件和硬件的配合，实现试验水样的自动进样和自动清洗，减轻劳动人员工作量。然而，现行的耗氧量测定仪仅适合用于流动性好的水样，固体样品的好氧呼吸量的测试在接种方式、样品预处理方式、复氧方式、氧气浓度控制范围和湿度维持等方面均与液体样差异较大，无法照搬液体样品的好氧呼吸量的测试系统。

发明内容

本发明的目的就是提供一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统，实现了各类可生物降解物料及其处理产物最终处置或资源化利用前生物稳定性的评估。本发明成本低、操作方便，测试过程中物料含水率波动小，测试结果稳定可靠。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，包括培养装置、检测装置、换气装置和控制装置；

所述的培养装置用于进行可生物降解材料的培养；

所述的检测装置通过气体检测循环管路与培养装置连接，用于检测培养装置内气体含量；

所述的换气装置通过换气管路与培养装置连接，用于更换培养装置内部气体；

所述的控制装置与检测装置和换气装置电连接，用于接收检测装置的电信号并控制换气装置的启停。

优选地，所述的培养装置包括培养瓶。

优选地，所述的培养装置还包括恒温培养箱，所述的培养瓶放置于恒温培养箱内部。

优选地，所述的气体检测循环管路的首端和末端均与培养装置内部空间连接，并形成循环回路。