本發(fā)明專利技術公開了屬于環(huán)境保護城市生活垃圾處理技術領域的一種好氧生物反應器多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合自動調控裝置及方法。該方法借助多參數(shù)反饋，協(xié)同調控垃圾堆體含水率和氧濃度，實現(xiàn)垃圾填埋堆體中氧濃度和含水率均勻分布，同時實現(xiàn)氧濃度、含水率和溫度時時在線監(jiān)測，并自動保存數(shù)據(jù)和輸出變化趨勢圖。該方法有效解決了老垃圾填埋場好氧生物反應器填埋修復技術中垃圾堆體氣體和含水率分布不均、抑制微生物活性、降低有機物降解速率和能耗高的問題。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于環(huán)境保護生活垃圾處理
，具體涉及一種好氧生物反應器多參 數(shù)反饋氣水聯(lián)合自動調控裝置及方法。
技術介紹
直至目前，填埋技術一直是我國城市生活垃圾的最主要處理技術。我國的城市生 活垃圾填埋經(jīng)歷了分散填坑填溝、集中堆放、簡單填埋、準衛(wèi)生填埋到衛(wèi)生填埋的發(fā)展階 段。我國各大城市中或城市周圍普遍存在大量的垃圾集中堆放場或簡易填埋場，達不到衛(wèi) 生填埋標準，甚至沒有任何污染防控設施，已造成較嚴重的地下水污染，其中大部分目前尚 未達到穩(wěn)定化、仍在不斷地對環(huán)境造成污染。隨著我國城市化進程加快，城市的迅速擴展往 往導致城市工業(yè)、商業(yè)、居民區(qū)越來越逼近甚至包圍這些原本位于郊區(qū)的老垃圾堆場和簡 易填埋場，使其成為制約該地區(qū)發(fā)展的“毒瘤”，長期環(huán)境和健康風險很大，必須進行修復治 理。但是，由于我國在老垃圾堆場治理方面的研究基礎較為薄弱，缺乏適用技術和規(guī)范。一 些老垃圾堆場采用了搬遷的方法，成本很高，而且未從根本上解決問題。為此，亟需研究經(jīng) 濟實用的老垃圾堆場原位修復快速穩(wěn)定化和封場治理技術。好氧生物反應器填埋加速垃圾穩(wěn)定化技術被認為是用于老垃圾填埋場生物修復 治理的重要技術。好氧生物反應器填埋技術旨在通過主動調控手段為垃圾堆體內微生物創(chuàng) 造最佳生存環(huán)境，強化微生物活性，提高垃圾降解速率，加速垃圾穩(wěn)定化進程。好氧生物反 應器填埋技術主要包括利用鼓氣系統(tǒng)向垃圾堆體內鼓入新鮮空氣為好氧微生物生長提供 充足的氧氣；利用滲濾液回灌或外補自來水以維持垃圾含水率在45% 60% ；通過調節(jié)通 風量和滲濾液回灌量以保證垃圾堆體適宜溫度。適宜的含水率45% 60%、充足的供氣量和適宜的溫度是為垃圾堆體內微生物 提供最佳生存環(huán)境需要解決的關鍵條件因素。這些條件因素是相互影響、相互制約的當供 氣量較大時，勢必造成含水率和溫度降低，同時會造成更高的能耗；當含水率過高，會增大 氣體擴散阻力和降低堆體溫度；堆體溫度過高會使含水率降低和增大耗氧量。相反，供氣量 不足或含水率低會嚴重制約微生物活性?？梢?，多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合調控至關重要。另外，由于垃圾堆體的高度非均質性，存在日覆蓋及中間覆蓋層，垃圾壓實密度沿 堆體垂直深度分布極為不均，堆體內不同部位的透氣性能、透水性能和持水性能差異較大， 實現(xiàn)垃圾堆體內氧氣濃度和含水率均勻分布成為老垃圾填埋場修復治理的技術“瓶頸”?？傊煤醚跎锓磻魈盥裥迯图夹g加速垃圾穩(wěn)定化技術能實現(xiàn)老垃圾填埋 場快速穩(wěn)定化與封場治理，利用多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合調控技術能實現(xiàn)垃圾堆體內氧氣濃度 和含水率均勻分布。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種好氧生物反應器多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合自動調控裝置及 方法，解決老垃圾填埋場好氧生物修復快速穩(wěn)定化技術中垃圾堆體氣體分布和含水率分布不均，抑制微生物活性，降低有機物降解速率和能耗高的問題。一種好氧生物反應器多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合自動調控裝置，其特征在于，該裝置由 好氧填埋生物反應器1、傳感器2、數(shù)據(jù)變送器3、邏輯判斷系統(tǒng)4、電腦5、空氣泵6和滲濾 液循環(huán)計量隔膜泵7構成；傳感器2置于好氧生物反應器1控制單元內，依次與數(shù)據(jù)變送器 3、邏輯判斷系統(tǒng)4、電腦5相連，邏輯判斷系統(tǒng)4分別與第一電磁閥(VI)、第二電磁閥(V2)、 第三電磁閥(V； )、空氣泵6和滲濾液循環(huán)計量隔膜泵7相連。所述好氧填埋生物反應器分為3個獨立的控制單元，每個控制單元由一組傳感器 控制，單獨鼓氣。所述傳感器包括第一氧傳感器(OSl)、第二氧傳感器(OS》、第三氧傳感器(0S3)、 第一含水率傳感器(MSl)、第二含水率傳感器(MS2)、第三含水率傳感器(MS3)、第一溫度傳 感器(TSl)、第二溫度傳感器(TS2)、第三溫度傳感器(TS3)。一種好氧生物反應器多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合自動調控方法，其特征在于，包括以下 步驟(1)首先，將生活垃圾裝填到生物反應器，按深度由上到下分3個控制單元，在回 填垃圾過程中每個控制單元預埋一組傳感器；(2)其次，設定生活垃圾好氧生物反應器填埋處理微生物繁殖氧濃度值、垃圾含水 率和溫度值；(3)最后，由傳感器獲取相應的參數(shù)的電信號，并傳遞給數(shù)據(jù)變送器，將電信號轉 變成數(shù)字信號，即實測的氧濃度值、含水率值和溫度值，實測參數(shù)與設定參數(shù)經(jīng)邏輯判斷系 統(tǒng)邏輯判斷后，發(fā)出應對指令，控制電磁閥、空氣泵和滲濾液循環(huán)計量隔膜泵，自動調控好 氧填埋生物反應器內氧氣濃度和含水率。所述邏輯判斷過程為當實測參數(shù)等于或低于設定參數(shù)下限值時，邏輯判斷系統(tǒng)將指令啟動滲濾液循環(huán) 計量隔膜泵或相應電磁閥及空氣泵完成滲濾液回灌或鼓氣；當實測值高于相應設定上限 值時，邏輯判斷系統(tǒng)將指令停止?jié)B濾液循環(huán)計量隔膜泵或相應電磁閥及空氣泵，停止向反 應器進行滲濾液回灌或鼓氣；溫度值與氧濃度值協(xié)同調控，在好氧消化高溫期實測溫度值 過高時，提高氧濃度上限，增大氧濃度控制范圍，以延長鼓氣時間，達到降溫目的；高溫期過 后，降低氧濃度上限，縮小氧濃度控制范圍，以縮短鼓氣時間，維持堆體溫度。本專利技術的有益效果1、該多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合調控技術的研究目的明確，完成多 參數(shù)反饋，實現(xiàn)各參數(shù)間協(xié)同作用。2、該多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合調控技術有利于突破垃圾堆 體氣水均勻分布的技術“瓶頸”，實現(xiàn)垃圾堆體氣水均勻分布，為微生物創(chuàng)造最佳繁殖環(huán)境， 增強微生物活性，加速垃圾穩(wěn)定化。3、該多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合調控技術利用傳感器準確獲 取垃圾堆體內部各參數(shù)的實際數(shù)值，借助邏輯判斷系統(tǒng)精確控制滲濾液回灌量和鼓氣量， 相對手動調控和簡易自動調控節(jié)約大量電能。附圖說明圖1好氧生物反應器多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合調控系統(tǒng)圖；其中，1-好氧填埋生物 反應器數(shù)；2-傳感器；3-數(shù)據(jù)變送器；4-邏輯判斷系統(tǒng)；5-電腦；6-空氣泵；7-滲濾液循 環(huán)計量隔膜泵；Vl-第一電磁閥；V2-第二電磁閥；V3-第三電磁閥；OSl-第一氧傳感器；0S2-第二氧傳感器；0S3-第三氧傳感器；MSl-第一含水率傳感器；MS2-第二含水率傳感 器；MS3-第三含水率傳感器；TSl-第一溫度傳感器；TS2-第二溫度傳感器；TS3-第三溫度 傳感器。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術的具體實施方式做進一步詳述實施例1本專利技術所述一種好氧生物反應器多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合自動調控裝置，由好氧填埋 生物反應器1、傳感器2、數(shù)據(jù)變送器3、邏輯判斷系統(tǒng)4、電腦5、空氣泵6和滲濾液循環(huán)計量 隔膜泵7構成；傳感器2置于好氧生物反應器1控制單元內，依次與數(shù)據(jù)變送器3、邏輯判 斷系統(tǒng)4、電腦5相連；邏輯判斷系統(tǒng)4分別與第一電磁閥(VI)、第二電磁閥(V2)、第三電 磁閥(V3)、空氣泵6和滲濾液循環(huán)計量隔膜泵7相連。(如圖1所示)，工作時具體步驟如 下首先，將好氧生物反應器1由上到下分成三個控制單元，回填垃圾過程中第一氧 傳感器(OSl)、第二氧傳感器(0S2)、第三氧傳感器(0S3)、第一含水率傳感器(MSl)、第二 含水率傳感器(MS2)、第三含水率傳感器(MS3)、第一溫度傳感器(TSl)、第二溫度傳感器 (TS2)、第三溫度傳感器(TS;3)預埋在各控制單元中部的半徑中間位置。其次，設定微生物生存所需氧濃度為5% 18%、含水率為50%、溫度為30°C 70 "C。最后，運行程序，利用氧濃度、含水率和溫度等參數(shù)在線監(jiān)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種好氧生物反應器多參數(shù)反饋氣水聯(lián)合自動調控裝置，其特征在于，該裝置由好氧填埋生物反應器１、傳感器２、數(shù)據(jù)變送器３、邏輯判斷系統(tǒng)４、電腦５、空氣泵６和滲濾液循環(huán)計量隔膜泵７構成；傳感器２置于好氧生物反應器１控制單元內，依次與數(shù)據(jù)變送器３、邏輯判斷系統(tǒng)４、電腦５相連，邏輯判斷系統(tǒng)４分別與第一電磁閥（Ｖ１）、第二電磁閥（Ｖ２）、第三電磁閥（Ｖ３）、空氣泵６和滲濾液循環(huán)計量隔膜泵７相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉建國，薛玉偉，岳東北，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發(fā)明
國別省市：11
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