[发明专利]一种用于厨余废弃物处理厌氧工艺的优化方法

说明书

本发明公开了一种用于厨余废弃物处理厌氧工艺的优化方法，其属于厨余垃圾厌氧处理技术领域，该方法包括如下步骤：步骤一、采集相关数据；步骤二、对采集到的数据进行预处理；步骤三、建立模型；步骤四、对模型进行检测；步骤五、预测沼气产量和净利润；步骤六、确定最优方案投入生产；步骤七、将模型结果与实际结果进行比对分析，确认模型的有效性。本发明的有益效果是，有效的节约沼气生产过程中的电能消耗，降低处理成本。

技术领域

本发明涉及厨余垃圾处理技术领域，特别是一种用于厨余废弃物处理厌氧工艺的优化方法。

背景技术

厌氧发酵过程是将有机物在特定的厌氧环境下，利用微生物将有机质分解，其中部分碳水化合物转化成甲烷和二氧化碳。厌氧发酵过程一般分为两个阶段：（1）水解酸化阶段；（2）产甲烷阶段。厌氧发酵技术有多种分类。根据餐厨垃圾中有机质浓度大小可分为干法厌氧发酵和湿法厌氧发酵；根据反应级数可分为单相厌氧发酵和两相厌氧发酵；根据运行的连续性又可分为连续厌氧发酵和间歇厌氧发酵；根据温度还可分为常温厌氧发酵、中温厌氧发酵(30-40℃)和高温厌氧发酵(50-60℃)。在工程应用中根据不同的餐厨垃圾特点应选择合适的厌氧发酵处理工艺。

通过对厌氧发酵处理效率和运行成本的对比分析可以发现，由于我国餐厨垃圾的含水率高的特点，目前在工程中应用较多的成熟技术且发展趋势是采用湿式、单项、连续、中温厌氧发酵，该工艺经济可行性高。

厌氧发酵工艺一般流程：湿式、单项、连续、中温厌氧发酵一般采用的处理工艺流程如图1所示，将收集的餐厨垃圾送入接料池，通过输送装置将固体物质和液体物质进行初步分离，经过破袋分选系统、破碎除杂系统后，再利用固液分离系统得到有机质干渣和油水混合物，有机质干渣经过出砂均浆后进入厌氧发酵系统，发酵完的物料通过脱水系统，沼液经过脱氮、脱盐、脱硫处理后可作为液体有机肥，沼渣制作成颗粒有机肥；油水混合物经过油水分离后，油脂可用于生产生物柴油，分离出的液体含有丰富的有机质，可以进行厌氧发酵，厌氧发酵产出的气体可以进行发电或制作CNG。餐厨垃圾经过厌氧发酵处理彻底，资源化和无害化程度高，产品多样化，经济价值有保证。

厌氧细菌的活性直接影响每天沼气的产量，影响厌氧菌活性的因素一般有每日进料负荷，厌氧罐温度、搅拌速率、搅拌时长等多因素影响。目前大多数厌氧发酵罐都是现场工人根据经验调整各项参数，这就导致了实际生产中会由于搅拌时长过长而浪费电能或者搅拌时长太短使厌氧菌未能完全分解有机质造成沼气产量低或者厌氧菌未与废水充分接触造成沼气产量低，搅拌能加快厌氧菌与有机质的结合，过快的搅拌速率能浪费大量的电能也可能造成菌群结构的改变影响沼气的产量，搅拌速率过慢会影响沼气的产生量，因此如何在保证沼气产量的基础上尽量降低电能的能耗是非常重要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于厨余废弃物处理厌氧工艺的优化方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于厨余废弃物处理厌氧工艺的优化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一，部署数据采集程序，通过厌氧罐的PLC采集进料量、进料频次、搅拌机电机频率、搅拌机搅拌时长、厌氧罐温度、产气量等数据。然后将采集到的数据存储到数据库中。具体实施过程：将沼气产量作为模型因变量。将进料量、进料频次、搅拌机电机频率、搅拌机搅拌时长、厌氧罐温度作为自变量。通过自变量的调整，引起因变量即沼气产气量变化。数据采集程序捕捉整个变化过程。由于自变量多于一个维度，调整自变量时保证只调整一个维度的自变量，其他维度的自变量要保持不变。首先，调整搅拌时长，从每天20小时调整到每天16小时，每次调整0.5小时，每间隔三天调整一次，其他自变量保证不变。然后，继续调整搅拌机频率从45Hz到40Hz，每次调整1Hz,同样每间隔三天调整一次，调整时同样保持其他自变量不变。其他参数的调整以此类推。在自变量参数调整的过程中实时监控厌氧罐是否正常工作，并采集相关数据进行存储；