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CN110055172A - 一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法 - Google Patents

一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法 Download PDF

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CN110055172A
CN110055172A CN201910323737.XA CN201910323737A CN110055172A CN 110055172 A CN110055172 A CN 110055172A CN 201910323737 A CN201910323737 A CN 201910323737A CN 110055172 A CN110055172 A CN 110055172A
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fermentation
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plc control
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fermentor
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沈根祥
张心良
钱晓雍
陈静
张洪昌
朱英
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Shanghai Academy of Environmental Sciences
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Abstract

本发明提供了一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法。装置包括一横卧式的密闭发酵罐；罐体顶部设进料口，底部设出料口；发酵罐配置有机械搅拌系统、水浴循环加温系统、温度在线监控系统、pH在线监控系统、气体流量监测系统及PLC控制系统。方法包括通过PLC控制系统自动控制干料湿料进料、接种物、N源添加，运行厌氧发酵中自动控制厌氧发酵的温度和pH，自动控制沼液回流至进料端，调节控制反应物料含固率在15～20％；定时自动搅拌翻动物料。该装置可监测不同物料配比产沼特点和潜力，尤其是针对不同区域农业废弃物种类和比例迥异的问题，为如何提高多种农业废弃物联合干法厌氧处理效率，提供了最佳运行参数测试装置。

Description

一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法
技术领域
本发明属于农业环境保护和生物质能源领域，具体涉及一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法。
背景技术
我国每年农业废弃物产生量约40多亿吨，是农业废弃物产量最大的国家。其中，农作物秸秆年产生量约7.3亿吨、畜禽粪便年产生量约为26.1亿吨、乡镇生活有机垃圾和人粪便2.5亿吨、农副产品加工废弃物1.5亿吨，该四类废弃物占比93.5％。随着我国农业生产的迅速发展和人口不断增加，该类废弃物年增速达5-10％，预计到2020年将超过50亿吨，其中秸秆将达到9.5-11.0亿吨，畜禽粪便将达到41亿吨。
针对该类农业废弃物处理，干法厌氧发酵技术因具有占地少、池容产气率高，尤其是无沼液产生等优点，近年来得到了广泛关注。干法厌氧发酵技术作为可混合处理各类有机废弃物的通用手段，不仅能够产生清洁能源沼气，亦可生产高品质有机肥料或基质，为较为理想的处理方式。但由于农业生产具有明显的季节特征，不同区域农业废弃物产生规律迥异、种类比例各不相同，不同月份干料(纤维类秸秆)、湿料(尾菜副产品、水生植物、花卉枝叶、杂草等)配比不同，甚至畜禽养殖量受市场波动亦较为明显，导致畜粪产量各月份也不尽相同。所以，在水源水库、城郊结合等特定区域，发酵物料组成的时间波动成为影响工程稳定运行的关键因素。另外，因发酵物流含固率高，系统往往因无法实现良好的发酵物料传质、酸化严重等原因而崩溃，重新启动工序复杂、成本昂贵。因此，有必要设计一种能够实现良好的发酵物料传质、可避免严重酸化现象的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种能够实现良好的发酵物料传质、可避免严重酸化现象的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置，以及利用该装置进行的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法。
本发明的构思：本发明基于干法厌氧发酵工艺特征，旨在通过发酵系统构建和主要发酵工况条件的监控、控制，实现不同物料配比厌氧发酵系统的稳定运行和预警处理。因此，本发明结合干法厌氧发酵工艺，在前人研究的基础上，将发酵罐体和操作系统进行优化，增加发酵工况指标的监测、控制，实现应对不同发酵物料产沼。另外，该装置可通过模拟不同运行参数对发酵效率的影响，尤其是在应对不同发酵物料配比的情况下，可通过自动控制系统，强化发酵参数控制，探索不同物料及配比情况下的最佳运行工况。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置，它包括一横卧式的密闭发酵罐(罐体呈“胶囊”状)；罐体顶部设有进料口，进料口设有带密封圈的螺盖；罐体底部设有出料口，出料口一路与真空泵连接，另一路依次与固液分离机、回流泵入口连接，回流泵出口与进料口连接；所述的发酵罐配置有机械搅拌系统、水浴循环加温系统、温度在线监控系统、pH在线监控系统、气体流量监测系统，及全自动PLC下位机控制系统(简称PLC控制系统)；
机械搅拌系统包括一对称锚式搅拌桨，该对称锚式搅拌桨横向设置于发酵罐罐体内，其搅拌轴从发酵罐左侧中心孔中穿入，露在发酵罐外面的一段搅拌轴上安装有驱动电机，该驱动电机与PLC控制系统连接；
水浴循环加温系统包括加温夹套、温控水箱；发酵罐罐体外面设有加温夹套；罐体顶部设有加温夹套进水口；罐体底部设有加温夹套出水口；发酵罐外部设有温控水箱；加温夹套进水口、加温夹套出水口分别与温控水箱的出水口、进水口连接；
温度在线监控系统包括温度探头、冷热水控制阀；发酵罐罐体一侧设有温度探头接口，该温度探头接口与温度探头(温度传感器)密封连接；温度探头(温度传感器)与PLC控制系统的输入端口连接；温控水箱的出水口与加温夹套进水口之间设有热水控制阀，该热水控制阀与PLC控制系统的输出端口连接；加温夹套进水口还设有与常温水管连接的冷水控制阀，该冷水控制阀也与PLC控制系统的输出端口连接；通过PLC控制系统可控制发酵罐内物料的温度在20-60℃范围内的某一设定值，当发酵罐内物料的温度低于设定值时，热水控制阀打开，温控水箱内的热水流入加温夹套，发酵罐升温；当发酵罐内物料的温度高于设定值时，热水控制阀关闭，温控水箱内的热水停止流入加温夹套，冷水控制阀打开，发酵罐降温。
pH在线监控系统包括pH探头、酸碱瓶；发酵罐罐体底部设有pH探头接口，pH探头插入其中；pH探头与PLC控制系统的输入端口连接；在发酵罐罐体顶部设有酸碱接入口，酸碱接入口分别通过酸液输送管、碱液输送管与酸瓶、碱瓶连接；在酸液输送管、碱液输送管上均设有蠕动泵和控制阀，所述蠕动泵和控制阀均与PLC控制系统的输出端口连接；通过PLC控制系统可控制发酵罐内物料的pH值；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH低于设定值时，则控制碱液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀碱加入发酵罐；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH高于设定值时，则控制酸液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀酸加入发酵罐；
气体流量监测系统包括转子流量计、流量变送器；发酵罐顶部设有沼气出口，沼气出口通过沼气收集管与转子流量计连接；转子流量计通过流量变送器与PLC控制系统连接；通过PLC控制系统可计量、监测发酵罐排出的沼气量(可设定多长时间计量监测一次排放出的沼气流量)，掌握产气变化趋势，并据此预判发酵系统的运行状态。
进一步地，发酵罐顶部的进料口上面分别设有干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓；干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓底部均设有重量传感器(该重量传感器为带变送器的电子秤)，所述重量传感器均与PLC控制系统的输入端口连接；干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓顶部设有可开启或关闭的仓门，所述仓门均与PLC控制系统的输出端口连接，可通过PLC控制系统控制仓门的开启或关闭；由此，通过PLC控制系统可控制干料(纤维类秸秆)、湿料(尾菜副产品、水生植物、花卉枝叶、杂草等)的配比及各自的加入量、N源的添加量、接种物的加入量。
进一步地，所述的发酵罐还配置有沼液回流量监控系统；沼液回流量监控系统包括浆液含固率在线检测仪、回流量控制阀；发酵罐罐体一侧设有与PLC控制系统的输入端口连接的浆液含固率在线检测仪；在固液分离机之后的回流泵出口设有回流量控制阀，该回流量控制阀与PLC控制系统的输出端口连接；通过PLC控制系统可控制固液分离液即沼液的回流量，亦即接种物的加入量，由此来调节控制反应物料含固率在设定值(15～20％)。
本发明一种利用上述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置进行的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法是：干料、湿料经破碎预处理后，送至干式厌氧发酵自控装置，通过PLC控制系统，自动控制干料、湿料按设定量进料，其中，湿料按不高于发酵物料40％的质量比进料；启动厌氧发酵时：自动控制接种物按20-25％的接种比(鲜重比)加入，并自动控制N源按照其与干料+湿料的干重比为1：13-1：15的比例加入，控制发酵物料的C/N不高于50；运行厌氧发酵过程中：自动控制厌氧发酵的温度和pH，并自动控制一定比例的固液分离液即沼液回流至进料端，以调节控制反应物料含固率在15～20％；定时自动搅拌翻动物料；发酵停留时间25-30d；定期补充添加N源。
其中，所述的接种物为鲜牛粪或奶牛场沼液；所述的N源为猪粪、鸡粪、有机污泥、无机肥中的一种或几种。运行厌氧发酵过程中，每间隔10-15天补充添加1次N源，按照每处理1吨干料+湿料补充添加25-75kg N源(干重)。
本发明所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法，具体包括：
(1)将预处理后的干料、湿料、N源和接种物分别通过干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓从进料口加入发酵罐；干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量通过重量传感器传输到PLC控制系统，PLC控制系统根据设定的干料、湿料、N源和接种物的加量，将干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量控制在设定值；当干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量到达设定值时，PLC控制系统控制干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓顶部的仓门关闭；
(2)PLC控制系统根据设定的发酵温度，通过水浴循环加温系统和温度在线监控系统控制发酵温度在设定值；通过PLC控制系统控制发酵罐内物料的温度在20-60℃范围内的某一设定值(优选控制发酵罐内物料的温度在35℃-40℃)；当发酵罐内物料的温度低于设定值时，热水控制阀打开，温控水箱内的热水流入加温夹套，发酵罐升温；当发酵罐内物料的温度高于设定值时，热水控制阀关闭，温控水箱内的热水停止流入加温夹套，冷水控制阀打开，发酵罐降温；
(3)PLC控制系统根据设定的发酵pH，通过pH在线监控系统控制发酵pH在设定值(控制发酵罐内反应物料的pH在6.5-7.5范围内)；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH低于设定范围时，则控制碱液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀碱加入发酵罐；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH高于设定范围时，则控制酸液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀酸加入发酵罐；
(4)PLC控制系统控制机械搅拌系统定时开启搅拌棒进行搅拌；每12-24h开启对称锚式搅拌桨，搅拌翻动物料30-60min，以达到传质均匀的目的；
(5)PLC控制系统通过转子流量计、流量变送器，在线计量、监测发酵罐排放出的沼气流量，包括日产气量、累积产气量。
(6)PLC控制系统通过控制固液分离液即沼液的回流量，来调节控制反应物料含固率在设定值15～20％；当PLC控制系统通过浆液含固率在线检测仪检测到反应物料含固率低于设定值时，则控制回流泵出口的流量控制阀打开，沼液回流到进料口作为接种液的补充加入；当PLC控制系统通过浆液含固率在线检测仪检测到反应物料含固率高于设定值时，则控制回流泵出口的流量控制阀关闭。
本发明的有益效果：
本发明的农业废弃物卧式干法厌氧发酵自控装置和自控运行方法，适用于不同种类型发酵物料配比、不同含固率、不同辅料添加、不同温度等条件下的稳定运行参数探索与效益对比分析。本发明通过农业废弃物干法厌氧发酵装置优化设计，实现了发酵物料的均匀传质，特别是有效防止了纤维秸秆类农业废弃物因密度小而产生浮渣的情况，并通过水浴循环加温系统、pH和温度在线监控和控制系统设置，实现了应对不同物料稳定、高效产CH4的目的。
本发明可为我国广大农村地区提供一种稳定性好、可实现全自动控制的干法厌氧发酵装置，适用于不同类型农业废弃物的混合处理，尤其是在水源保护区等特殊区域，不仅可解决农业废弃物处理利用问题，还能有效缓解当地有机肥短缺和生物质能源替代问题，可在推广秸秆机械化还田的同时，拓展秸秆处理利用的新途径，促进环境敏感区域水、土、气等环境质量的提升。另外，面向科研高校，提供了一种适于干法、湿法、半干法等农业废弃物厌氧发酵试验装置，为探索适于不同组合的农业废弃物厌氧发酵处理最佳工况条件探索提供了必要的硬件设施。
附图说明
图1是本发明中的全自动农业废弃物干法厌氧发酵装置的结构示意图；
图2是本发明的干法厌氧发酵装置中的发酵罐的结构示意图；
图3是本发明实施例2中不同N源添加处理组日产气量随时间的变化曲线图；
图4是本发明实施例2中不同N源添加处理组累积产气量随时间的变化曲线图；
图5是本发明实施例2中稻秆：猪粪15:1(干重)处理组单日产气情况及所占总产气比例图；
图6是本发明实施例2中不同N源添加处理组CH4含量随时间的变化曲线图；
图7是本发明实施例2中稻秆：猪粪15:1(干重)的处理组单日产气量和CH4含量随时间的变化曲线图；
图8是本发明实施例3中添加不同接种物处理组日产气量随时间的变化情况；
图9是本发明实施例3中添加不同接种物处理组产气效率比较；
图10是本发明实施例3中添加不同接种物处理组CH4含量随时间的变化情况；
图11是本发明实施例4中不同发酵温度处理组发酵罐内温度变化情况；
图12是本发明实施例4中不同发酵温度处理组累计产气情况；
图13是本发明实施例4中不同发酵温度处理组单日产气量变化情况；
图14是本发明实施例4中不同发酵温度处理组沼气中CH4含量变化情况；
图15是本发明实施例5中不同含固率处理组单日产气量；
图16是本发明实施例5中不同含固率处理组CH4含量变化情况；
图17是本发明实施例5中不同含固率处理组累计产气情况；
图18是本发明实施例5中不同含固率处理组累计产气变化情况；
图19是本发明实施例6中不同原料配比处理组单日产气量的变化情况；
图20是本发明实施例6中不同原料配比处理组沼气中CH4含量的变化情况；
图21-24是本发明实施例6中不同原料配比处理组累计产气情况。
图1中：1、回流量控制阀；2、气体流量监测系统(含转子流量计、流量变送器)；3、干料料仓；4、N源料仓；5、接种物料仓；6、湿料料仓；7、重量传感器；8、酸瓶；9、碱瓶；10、控制阀；11、蠕动泵；12、发酵罐；13、温控水箱；14、热水控制阀；15、冷水控制阀；16、真空泵；17、固液分离机；18、浆液含固率在线检测仪；19、回流泵；
图2中：20、沼气出口(接流量计)；21、进料口(带密封圈螺盖)；22、酸碱接入口；23、加温夹套进水口；24、视镜窗；25、加温夹套；26、发酵罐外壁；27、温度探头接口；28、加温夹套出水口；29、出料口；30、对称锚式搅拌桨；31、pH探头接口；32、发酵装置支架；33、驱动电机。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1、图2所示，本发明一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置(全自动农业废弃物干法厌氧发酵装置)，它包括一发酵罐12；发酵罐12罐体为不锈钢制，横卧式的，呈“胶囊”状，两端封闭；发酵罐12设在发酵装置支架32上，罐体上设有视镜窗24；罐体顶部设有进料口21(进料口设有带密封圈的螺盖)、酸碱接入口22；罐体底部设有出料口29(出料口29一路与真空泵连接，另一路依次与固液分离机17、回流泵19入口连接，回流泵19出口与进料口21连接)、pH探头接口31；该发酵罐12配置有机械搅拌系统、水浴循环加温系统、pH在线监控系统、温度在线监控系统、气体流量监测系统，及全自动PLC下位机控制系统(简称PLC控制系统)。
机械搅拌系统包括一对称锚式搅拌桨30；对称锚式搅拌桨30横向设置于发酵罐12罐体内；其搅拌轴从发酵罐左侧中心孔中穿入，露在发酵罐外面的一段搅拌轴上安装有驱动电机33，该驱动电机33与PLC控制系统连接。
水浴循环加温系统包括加温夹套25、温控水箱13；发酵罐12罐体外面(即发酵罐外壁26外面)设有加温夹套25；罐体顶部设有加温夹套进水口23；罐体底部设有加温夹套出水口28；发酵罐12外部设有温控水箱13；加温夹套进水口23、加温夹套出水口28分别与温控水箱13的出水口、进水口连接。温控水箱13中的热水温度为80-90℃；温控水箱13的溢流口与常温水管连接。
温度在线监控系统包括温度探头、热水控制阀14(与温控水箱13的出水口连接)、冷水控制阀15(与常温水管连接)；发酵罐12罐体一侧设有温度探头接口27，该温度探头接口与温度探头(温度传感器)密封连接；温度探头(温度传感器)与PLC控制系统的输入端口连接；温控水箱13的出水口与加温夹套进水口23之间设有热水控制阀14，该热水控制阀14与PLC控制系统的输出端口连接；加温夹套进水口23还设有与常温水管(通自来水或循环水)连接的冷水控制阀15，该冷水控制阀15也与PLC控制系统的输出端口连接。由于一个温度控制阀的控温效果差，因此设置热、冷两个温度控制阀(14、15)，一冷一热可以快速实现温控目标。
pH在线监控系统包括pH探头、酸碱瓶；发酵罐罐体底部设有pH探头接口31，pH探头插入其中；pH探头与PLC控制系统的输入端口连接；在发酵罐罐体顶部设有酸碱接入口22，酸碱接入口22分别通过酸液输送管、碱液输送管与酸瓶8、碱瓶9连接；在酸液输送管、碱液输送管上均设有蠕动泵11和控制阀10，所述蠕动泵11和控制阀10均与PLC控制系统的输出端口连接；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH低于设定值时，则控制碱液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀碱加入发酵罐；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH高于设定值时，则控制酸液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀酸加入发酵罐。
气体流量监测系统2包括转子流量计、流量变送器；发酵罐12顶端设有沼气出口20，沼气出口通过沼气收集管与转子流量计连接；转子流量计通过流量变送器与PLC控制系统连接；可通过PLC控制系统计量、监测发酵罐排放出的沼气流量，(可设定多长时间计量、监测一次排放出的沼气流量)掌握产气变化趋势，并据此预判发酵系统的运行状态。
发酵罐顶部的进料口上面分别设有干料料仓3、湿料料仓6、N源料仓4和接种物料仓5；干料料仓3、湿料料仓6、N源料仓4和接种物料仓5底部均设有重量传感器(所述重量传感器为一带有变送器的电子秤)，所述重量传感器均与PLC控制系统的输入端口连接；干料料仓3、湿料料仓6、N源料仓4和接种物料仓5顶部设有可开启或关闭的仓门，所述仓门均与PLC控制系统的输出端口连接，可通过PLC控制系统控制仓门的开启或关闭；由此，通过PLC控制系统可控制干料(纤维类秸秆)、湿料(尾菜副产品、水生植物、花卉枝叶、杂草等)的配比及各自的加入量、N源的添加量、接种物的加入量。
发酵罐12还配置有沼液回流量监控系统；沼液回流量监控系统包括浆液含固率在线检测仪18、回流量控制阀1；发酵罐12罐体一侧设有与PLC控制系统的输入端口连接的浆液含固率在线检测仪18；在固液分离机17之后的回流泵19出口设有回流量控制阀1，该回流量控制阀1与PLC控制系统的输出端口连接；通过PLC控制系统可控制固液分离液即沼液的回流量，亦即接种物的加入量，由此来调节控制反应物料含固率在设定值(15～20％)。
本发明中，机械搅拌系统为变频调速，驱动电机转速在0-91rpm范围内，具备间歇搅拌和正反向搅拌功能，配置对称锚式搅拌桨30，能够实现发酵物料的充分混合，达到均匀传质传热的效果，能够适应含固率达20％以上的发酵物料。水浴循环加温系统和温度在线监控系统，可实现对发酵料的温度在线监控，并根据设置条件进行调控；可通过冷热水控制阀(电磁阀)自动降温或升温，控制发酵温度在20-60℃(优选35-40℃)，控制精度±0.2℃。pH在线监控系统可实现对发酵料的pH在线监控，并根据设置条件进行调控。可通过控制酸液输送管或碱液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，加入酸液或碱液，控制发酵罐内物料的pH在6.5-7.5。气体流量监测系统选用玻璃转子流量计(0-5L/min)，通过流量变送器与PLC控制系统连接，可计量、监测发酵罐排放出的沼气流量，可掌握产气变化趋势，并据此预判发酵系统的运行状态。全自动PLC下位机控制系统主要对发酵系统的温度、pH、物料加入量、搅拌桨转速、沼气排放量、沼液回流量等多参数进行检测、记录、控制设定等。
本发明一种利用上述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置进行的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法是：干料、湿料经破碎预处理后，送至干式厌氧发酵自控装置，通过PLC控制系统，自动控制干料、湿料按设定量进料，其中，湿料按不高于发酵物料40％的质量比进料；启动厌氧发酵时：自动控制接种物按20-25％的接种比(鲜重比)加入，并自动控制N源按照其与干料+湿料的干重比为1：13-1：15的比例加入，控制发酵物料的C/N不高于50；运行厌氧发酵过程中：自动控制厌氧发酵的温度和pH，并自动控制一定比例的固液分离液即沼液回流至进料端，以调节控制反应物料含固率在15～20％；定时自动搅拌翻动物料；发酵停留时间25-30d；每间隔10-15天补充添加1次N源，按照每处理1吨干料+湿料补充添加25-75kg N源(干重)。
本发明所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法，具体包括：
(1)将预处理后的干料、湿料、N源和接种物分别通过干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓从进料口加入发酵罐；干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量通过重量传感器传输到PLC控制系统，PLC控制系统根据设定的干料、湿料、N源和接种物的加量，将干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量控制在设定值；当干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量到达设定值时，PLC控制系统控制干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓顶部的仓门关闭。
(2)PLC控制系统根据设定的发酵温度，通过水浴循环加温系统和温度在线监控系统控制发酵温度在设定值(控制发酵罐内反应物料温度在35-40℃)；当发酵罐内物料的温度低于设定值时，热水控制阀打开，温控水箱内的热水流入加温夹套，发酵罐升温；当发酵罐内物料的温度高于设定值时，热水控制阀关闭，温控水箱内的热水停止流入加温夹套，冷水控制阀打开，发酵罐降温。
(3)PLC控制系统根据设定的发酵PH，通过PH在线监控系统控制发酵物料PH在设定值(控制发酵罐内反应物料的pH在6.5-7.5)；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH低于设定值时，则控制碱液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀碱加入发酵罐；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH高于设定值时，则控制酸液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀酸加入发酵罐。
(4)PLC控制系统控制机械搅拌系统定时开启搅拌棒进行搅拌；每24h开启对称锚式搅拌桨，搅拌翻动物料30min，以达到传质均匀的目的；
(5)PLC控制系统通过转子流量计、流量变送器，在线计量、监测发酵罐排放出的沼气流量，包括日产气量、累积产气量。
(6)PLC控制系统通过控制固液分离液即沼液的回流量，来调节控制反应物料含固率在设定值15-20％；当PLC控制系统通过浆液含固率在线检测仪检测到反应物料含固率低于设定值时，则控制回流泵出口的流量控制阀打开，沼液回流到进料口作为接种液的补充加入；当PLC控制系统通过浆液含固率在线检测仪检测到反应物料含固率高于设定值时，则控制回流泵出口的流量控制阀关闭。
实施例2不同N源添加量处理组
本组试验以水稻秸秆为主反应原料，通过采用不同的N源添加量，利用实施例1所述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法进行农业废弃物干法厌氧发酵自控运行试验，考察不同的N源添加量(即不同的C/N)对秸秆产气潜力的影响。
一、试验设计及条件控制
以水稻生产为主的区域，主发酵物料为水稻秸秆(稻秆)，考虑到鲜猪粪含有丰富的有机、无机N素及其他适于微生物活动的S、P等营养元素，且具有不同类型的厌氧微生物，适合作为N源添加物。本组试验，以水稻秸秆(稻秆)为主反应原料，选用猪粪作为N源添加物；接种物为上海希迪乳业有限公司奶牛场新鲜沼液，按照发酵物料总质量的5％添加；N源添加物猪粪，分别按照秸秆：猪粪干重比为4:1、5:1、8:1、15:1、23:1、46:1的比例一次性加入。试验设计见表1所示。试验方法如下：
(一)预处理：先将稻秆粉碎后切割至1-3cm，称取若干份300g，在密闭塑料桶内用自来水浸泡7d后捞出沥干至无滴水，并通过含水率测定，将各组发酵物料TS(总固体含量)调节至20％，辅料不足用去离子水调节，外界温度调至35℃，每24h搅拌翻动物料30min，以达到传质均匀的目的。
(二)启动厌氧发酵：将上述预处理后的物料通过PLC控制系统从干料料仓自动加入实施例1所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置的发酵罐中，按照5％的接种比(鲜重比)将接种物奶牛场沼液通过PLC控制系统从接种物料仓自动加入发酵罐中，并分别按照稻秆：猪粪干重比为4:1、5:1、8:1、15:1、23:1、46:1的比例将N源添加物猪粪通过PLC控制系统从N源料仓一次性自动加入发酵罐中。
(三)运行厌氧发酵：通过PLC控制系统和冷热水控制阀控制发酵罐内反应物料温度在35℃左右；每24h自动开启对称锚式搅拌桨，搅拌翻动物料30min，以达到传质均匀的目的；物料停留时间(即厌氧发酵运行时间)为40天。
在运行厌氧发酵中，排渣经固液分离机处理，通过PLC控制系统控制一定比例的固液分离液(即沼液)回流至进料端，以调节控制反应物料含固率在15-20％；定期补充添加N源猪粪(每间隔10-20d补充1次N源，按处理1吨秸秆补充添加50kg猪粪)；通过PLC控制系统在线计量、监测发酵罐排放出的沼气流量。
表1 N源添加对产气效率的影响试验设计
注：N-CK组由于无猪粪添加，按照20％的接种比例(接种物量/原料总量)，添加250ml沼液接种物，替代相同体积的去离子水；去离子水总添加量包括了秸秆浸泡所吸收的水分量。
二、试验结果与分析
不同N源添加量处理组产气效率、日产气量、累积产气量随时间变化的试验结果见表2、图3、图4、图5：
表2不同N源添加量对产气效率的影响情况
注：稻秆、猪粪、牛粪(沼液中干物质)的理论产气参数分别按照523.21 L/kg VS、805.98 L/kg VS、771.63 L/kg VS计，再根据表1中各物料VS含量折算为单位干物质产气量。
从表2、图3、图4、图5中可看出：稻秆和猪粪单独发酵(N-CK、N-C7组数据)，其40d产气总量均未达到各自理论产气潜力的50％。稻秆猪粪混合发酵的各组中，C/N高于50的处理组发酵效率、产气量较低，气体累计产量(总产气量)随C/N的降低而升高的趋势明显，当稻秆：猪粪为4:1，C/N为30.4:1时，干物质产气量最高达327.5 L/kg，为理论产气量的59.7％。但当C/N高于50:1时，猪粪的添加量对沼气产量的影响已不明显，总产气量为理论产气潜力的54-56％。
通过分析图6不同C/N对以稻秆为主发酵原料的干法厌氧发酵试验结果影响可知：以纯稻秆为发酵物料的N-CK组和纯猪粪为发酵物料的N-C7组，由于试验启动时物料中均含有一定数量的产甲烷菌，其甲烷含量随时间变化提高速度较快，分别于第10天和第5天达到了50％以上。其余处理组，由于发酵初期主要是产乙酸菌在起作用，产甲烷菌生长繁殖缓慢，在高C/N的情况下，沼气质量和产量均不高，即初期沼气中的甲烷含量普遍偏低，提升速度不尽相同，但猪粪添加比例低的处理组甲烷含量提升速度明显低于猪粪添加比例较高的处理组，特别是C/N较高的N-C1组和N-C2组甲烷含量达50％以上的发酵周期分别历时21d和17d，而N-C3、N-C4、N-C5和N-C6组甲烷含量达50％以上的时间分别为第12天、第12天、第12天和第9天而各低C/N处理组则随着产甲烷菌易于利用的乙酸和二氧化碳等物质的不断产生，沼气中CH4含量呈快速上升趋势，并第12d以后超过50％，21d左右以后稳定在62-69％。
通过分析图7中稻秆：猪粪为15:1(干重比)的N-C3组(C/N为50:1)产气情况可知：该组40d平均日产气量为81.5L，40d总产气量为294 L/kg TS，达到各自理论产气潜力的56.4％，单位干物质平均日产气量达7.35 L/d·kg TS，累计产气达80％总产气量的时间是在第28天(见表2)，甲烷含量达50％以上的时间在第12天，与C/N接近最优范围的处理组基本无差异，可以满足示范工程每天生产2500m3沼气的设计规模，并可在一定程度上缩短发酵周期、提高发酵效率。
三、试验结论
在以秸秆类农业废弃物干法发酵过程中，N源猪粪的添加比例控制猪粪：稻秆干重比在1：13-1：15之间(C/N为50)为宜。在受制于氮素来源无法满足发酵料C/N在最优范围的情况下，综合考虑沼气产量和质量，可将C/N＝50作为示范工程运行期间的最高C/N控制值，当发酵物料C/N高于50时，应给予适当的N源补充。
实施例3不同接种量处理组
本组试验以稻秆为主反应原料，通过添加不同比例的外源接种物，利用实施例1所述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法进行农业废弃物干法厌氧发酵自控运行试验，考察不同的接种物对秸秆产气潜力、发酵效率(产气效率)的影响。
一、试验设计及条件控制
在厌氧发酵产沼工程运行中，往往需要通过沼液回流等措施，在进料端添加一定量富含不同类型厌氧微生物的接种物，以提高产气效率、增加沼气中甲烷含量，尤其在发酵启动阶段需要添加一定比例外源接种物。对于已建成的规模化畜禽场干法厌氧发酵工程，发酵料含固率一般为11.5％-18.5％，出料沼渣固液分离后含固率约22.8％-26.4％，根据常规条件下的物质转化效率(TBP50-70％)，沼液产生量约占发酵原料的20-40％。针对纤维质秸秆类农业废弃物，按照干法厌氧发酵原理，考虑水稻秸秆水解酸化、沼气转化的程度不同，沼液产生量，即最大可回流量(全部回流)约为发酵原料的15-25％。为此，本试验组，对表2中N-C1和N-C3处理组按照最大沼液量(加大至20％)添加，考察不同接种量对产气效率的影响，试验设计见表3。试验方法与实施例2中的方法基本相同，只是接种物的接种比例不同(其它条件一定)。
表3接种物对产气效率的影响试验配比
注：各组去离子水中添加量包括了秸秆浸泡所吸收的水分量。
二、试验结果与分析
1日产气量变化规律
从图8中不同接种量对产气情况的影响结果看出：添加20％接种物的处理组产气峰值明显提前，B-C1′和B-C3′处理组分别在第2天和第3天即出现了第1个产气高峰，基本未观察到延滞期，较B-CK′处理组提前了2-3天；B-C1′和B-C3′处理组日产气量达710mL/d和750mL/d，较B-CK′处理组高出34.0-41.5％，并在之后的第10天、第15天和第27天又出现了产气峰值。而添加5％接种物的N-C1′和N-C3′处理组，第一个产气高峰则出现在第14天和第15天，晚于较添加接种物的处理组10天以上。
2累计产气量情况
从图9中不同接种量对产气效率的影响结果看出：B-CK′、B-C1′、N-C1′、B-C3′和N-C3′处理组40d累计产气总量分别为9955mL、11430mL、11218mL、12565mL和12087mL。添加20％接种物的B-C3′、B-C1′处理组干物质产气量为226.5 L/kg、214.8 L/kg，产气总量和单位干物质产气量均高于添加5％接种物的处理组1.89％、3.95％，说明接种物的添加可在一定程度上提高实际沼气产生潜力，但同时也反映了发酵物料C/N控制值在50:1以上时，实际产沼气量会随C/N的升高而降低。但从累积产气量上看，添加20％接种物的B-C1′和B-C3′处理组在发酵第15天均达到总产气量的50％，较添加5％接种物的处理组提前了2-3d，而累计产气达80％的总产气量所需要的发酵时间则基本无差异，说明通过沼液回流等措施，可在保持稳定产气量的基础上，缩短物料停留时间2-3d。
3沼气中甲烷含量情况
从图10中不同接种量处理组CH4含量随时间的变化情况看出：添加20％接种物的B-C3′和B-C1′处理组初期沼气中的甲烷含量提高速度显著加快，分别于第5天和第6天达到了50％以上，较N-C3′和N-C1′分别提前了8天和15天；添加了20％接种物、未添加猪粪的B-CK′发酵初期沼气中的甲烷含量也明显高于N-C3′和N-C1′处理组，说明在发酵底物相同的条件下，接种物不仅有利于快速提高产甲烷菌群密度，亦可起到调节BOD5:N:P的作用，进而影响发酵过程尤其是发酵初期沼气中的甲烷含量。可见，接种物对发酵过程尤其在初期阶段沼气中甲烷含量提升速度影响较为显著。
4料液pH和有机组分降解情况
在本组试验中，各组料液pH值“先下降、后逐步回升”的趋势与前批次试验结果类似，在发酵反应达40d后，各组料液pH均逐步稳定在6.5-6.9之间，显弱酸性，可能与以稻秆为主发酵原料厌氧反应不完全有关。而各组纤维素降解率为2.81-9.40％，半纤维素降解率为1.37-6.92％，总体低于采用不锈钢发酵罐得出的试验结果，这与各组干物质产气量降低的情况相一致，说明料液pH、发酵物料有机组分降解可直接影响稻秆干法厌氧发酵产气量。
三、试验结论：
接种物添加可通过影响发酵初期阶段沼气中甲烷含量的提升速度来提高发酵初期的产气效率，并能在一定程度上影响发酵物料的沼气产生潜力。按照20％(鲜重比)的接种比例添加接种物，C/N从50.0:1降至40.9:1，产气峰值可提前10天左右出现，可将CH4含量达50％的发酵时间提前5天，达60％的发酵时间由原来的第21天提前至第9天，并可使达到50％总产气量所用的发酵时间缩短2-3天，从而在原料转化速率方面促进发酵效率。实际工程运行中，可通过控制沼液的回流比例，在确保相应的沼气产量供应的同时，缩短发酵料停留时间，加快农业废弃物处理速度。
实施例4不同发酵温度试验组
本组试验以稻秆为主反应原料，通过采用不同的发酵温度，利用实施例1所述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法进行农业废弃物干法厌氧发酵自控运行试验，考察不同的外界温度对产气效率的影响试验。
一、试验设计及条件控制
外界温度是影响厌氧发酵产沼效率的主要影响因素之一，冬季外界温度低于发酵产沼的正常温度(20-60℃)，由于恒温控温状况参差不齐，致使许多沼气工程在冬季无法达到正常运行状态。为了解不同外界温度变化对以纤维秸秆类农业废弃物干法厌氧发酵系统产气效率的影响，本组试验控制夹套水温分别为25℃、30℃、35℃和40℃，考察不同温度下发酵罐的产气情况，试验设计见表4。试验方法与实施例2中的方法基本相同，只是发酵温度不同(其它条件一定)；本组试验，N源猪粪的添加比例C/N为50:1，仍采用低比例接种量即5％的接种比例，用于接种的沼液采用前几批次试验中发酵效果好的处理组沼液；预处理时将各组发酵物料TS调节至20％，每12h搅拌翻动物料30min，转速20r/min。
表4不同外界温度对产气效率的影响试验设计
二、试验结果与分析
1总产气量情况分析
从图11、图12中各处理发酵罐内在线记录温度变化可知：除个别天数因控制系统状况出现了异常值外，发酵物料温度基本与夹套控制温度一致。对照各处理组累计产气量可知，产气总量随控制温度升高而增加的规律明显，尤其是CT3和CT4处理组40d总产气量分别达到87.1L和91.8L，干物质产气量均超过了300 L/kg TS。而控制夹套水温为25℃和30℃的处理组总产气情况均不理想，尤其是CT1处理组40d总产气量仅为35.9L，远低于其他处理组，为中温35℃发酵组的41.2％，仅达到了理论产气量的24.9％，远达不到预期产气效率。由于CT3组与CT4组的总产气量差值远低于CT3组与CT2组、CT2组与CT1组的差值，实际工程运行中，可根据保温实际能耗，优选保温层温度为35-40℃。
2单日产气及甲烷含量变化情况
从图13、图14各处理组单日产气量和甲烷含量变化情况来看，控制温度35℃和40℃的处理组单日产气量和CH4含量规律与前批次试验结论基本一致，在第10天左右出现了多个峰值，单日产气量最高达6.3L/d，CH4含量超过50％的时间均在第10-12天；而控制夹套水温为25℃和30℃的处理组产气状况总体较差，尤其是温控为25℃的CT1处理组整个发酵周期内无明显产气峰值，CH4含量上升缓慢，在第31天才达50％以上，根据厌氧发酵的四阶段理论看来，大部分物料尚处于水解酸化阶段。
三、试验结论：
本组试验表明，以纤维秸秆类为主的高含固率农业废弃物在10-30℃的常温发酵温度下，产气效率明显低于30-35℃的中温发酵。而温度在50-55℃范围内的高温发酵尽管可在一定程度上提高发酵效率高，但所需的能耗也大，实际工程运行中，可控制发酵温度在35-40℃的范围内。
实施例5不同含固率试验组
本组试验以稻秆为主反应原料，通过采用不同的含固率，利用实施例1所述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法进行农业废弃物干法厌氧发酵自控运行试验，考察不同含固率对产气效率的影响。
一、试验设计及条件控制
本组试验针对以纤维秸秆类农业废弃物干法厌氧发酵，着重考察不同含固率情况下的发酵系统产气状况，试验设计见表5。试验方法与实施例2中的方法基本相同，只是含固率不同(其它条件一定)；本组试验C/N设为50:1，仍采用低比例接种量即5％的接种比例，用于接种的沼液采用前几批次试验中发酵效果好的处理组沼液；预处理时将各组发酵物料含固率TS分别调节至5％、10％、15％、20％，每间隔30min搅拌翻动物料30min，转速20r/min，以达到传质均匀的目的。
表5不同外界温度对产气效率的影响试验设计
二、试验结果与分析
从图15-图18中不同含固率对产气效率的影响试验结果看出：单日产气量和沼气中CH4含量变化规律与前几批试验观测到的结果基本一致。但从各组累计产气量来看，含固率高的处理组明显高于含固率低的发酵组，而非因稻秆量相同实际产气量相差不大，验证了湿法工艺所需的热量更多的结论。另外，含固率为15％的TS3处理组气总量达107.3L，高于含固率为20％的处理组22.3％，侧面反映了在35℃的温控条件下，物料传质和温度传导达到了相对平衡，即在确保物料传质均匀的情况下可满足维系厌氧反应所需的热量，而设定发酵物料为20％含固率并非最优。
三、试验结论：
发酵物料15％的含固率整体发酵效率较佳，20％的含固率整体发酵效率欠佳。但在实际工程设计中，尽管15％含固率更有利于传质传热，进而可提高产气效率，但在农业废弃物日处理量固定的情况下，设置发酵体系15％的含固率，则池容需增加5％，故厌氧发酵工程的建设需综合考虑实际可用的工程占地情况和沼气产量需求。
实施例6不同发酵原料配比试验组
本组试验以干料和湿料混合物料为主发酵原料，利用实施例1所述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置及自控运行方法进行农业废弃物干法厌氧发酵自控运行试验，通过采用不同干料湿料配比的发酵原料，考察不同的发酵原料配比对产气效率的影响。
一、试验设计及条件控制
在黄浦江上游水源保护区以水稻和蔬菜生产为主的区域，干、湿农业废弃物产生月份不均，特别是在夏秋季节，以芦笋、菜皮、水葫芦等含水率高的湿农业废弃物占有比重较高(占70％以上，最高可达72.8％)。为此，本组试验考察了夏秋时段，因不同发酵原料配比及其造成的含固率变化对发酵工程运行效率(产气效率)的影响。试验设计见表6。试验方法与实施例2中的方法基本相同，只是发酵原料不同(其它条件一定)；主发酵物料：干料为水稻秸秆，湿料为果蔬菜皮等尾菜；按照尾菜/稻秆质量配比为0.00:1、0.50:1、0.75:1、1.00:1和1.50:1五种比例，以实施例2相同试验条件下的纯稻秆发酵为对照，比对发酵效果。即：本组试验，N源猪粪的添加比例C/N为50:1，5％的沼液接种比例，夹套水温控制在35±1℃，稻秆进罐前处理方式与实施例2相同；每24h搅拌翻动物料30min使传质均匀；每间隔10-15天补充添加1次N源，按照每处理1吨干料+湿料补充添加25-75kg N源(干重)。
表6不同发酵原料对产气效率的影响试验设计
二、试验结果与分析
1单日产气及甲烷含量变化情况
从图19中不同物料配比处理组40d的单日产气量变化规律来看，有尾菜添加的处理组发酵启动速度较快，且产气主要集中在前25天，随后单日产气量逐步走低，尤其是尾菜/稻秆为0.5：1的M1处理组发酵启动较快，在前20天内出现了多个产气峰值，最高达4.93L/d。而添加纯稻秆的MK处理组则在第25天左右又出现了多个产气峰值，这与尾菜废弃物易于酸化水解，进而可快速参与厌氧反应有关，但随着尾菜废弃物占比的提高，系统干物质量逐步降低，相应的产气潜力也有所降低。
从图20中不同物料配比处理组40d的产气情况，各组沼气中CH4含量的变化趋势可知，M1和M2处理组CH4提升速度明显优于M3和M4，而添加纯稻秆的MK处理组介于两者之间，说明在沼气质量方面，以尾菜为主的湿料废弃物占比超过40％会对系统总体产气效率产生影响，在实际工程中，为保持正常的日产气量，须适当控制湿料废弃物添加比例，夏秋季节可通过适当缩短反应周期、分批进料的方式调节工程运行。
2累计产气量情况
图21-24是不同物料配比处理组各组累计产气情况，从各组累计产气量情况来看，MK、M1、M2、M3和M4处理组40d总产气量分别为81.5L、72.1L、63.8L、56.2L和52.2 L，与各组干物质量呈正相关关系，尽管M1处理组前20天产气量良好，但在20天以后单日产气量骤然减小，与其他有尾菜添加的处理组呈现的规律一致，说明决定产气总量的本质因素仍是可被微生物消化利用的有机物总量。从各组累计产气比例来看，M1、M2和M3处理组达80％实际产气量的时间分别为20d、25d和24d，较MK处理组早8d、3d和4d，可见在应对不同农业废弃物处理时，20天产气量总体与各组干物质呈正相关关系，有尾菜添加组达80％实际产气量的时间为20-24d，较纯稻秆处理组早4-8d，说明湿料废弃物增多而导致的含固率降低在一定范围内有利于厌氧发酵的加速。
虽然湿料废弃物增加可导致总产气量的下降，但从各组的干物质产量和达理论产气比例看来，产气总量最低的M4处理组干物质产量为371 L/kg TS，达理论产气量比例为69.6％，为各组最高，而纯稻秆处理组干物质产量低于其他处理组，说明湿料废弃物配比增加及造成的含固率降低，更有利于厌氧反应的进行，可提高产气潜力。
三、试验结论：
本组试验对实际工程运行的指导意义在于：在以芦笋、菜皮、水葫芦等含水率高的湿料废弃物产量集中的夏秋季节，可通过储运系统的优化设置，将湿料废弃物按照不高于发酵物料40％(鲜重比)的方式进料，由于含固率的降低，可加速厌氧发酵进行，因此，可适当缩减发酵停留时间10d左右，进而实现对农业废弃物的及时处理。
综上，本发明通过利用上述农业废弃物干法厌氧发酵自控装置进行如上述实施例2-6所述类似的一系列农业废弃物干法厌氧发酵自控运行试验，探索得到以纤维秸秆为主的农业废弃物干法厌氧发酵反应条件和运行工况指标最佳参数及组合如下：
1、以稻秆为主原料的发酵体系中，N源猪粪的添加比例按猪粪:稻秆干重比1:13-1:15，控制C/N不超过50；当发酵物料C/N高于50时，给予适当的N源补充。
2、按20-25％的接种比添加接种物(回流沼液)，发酵物料停留时间设为35-40d。
3、在35-40℃的发酵温度下进行厌氧发酵最合适。
4、以稻秆为主的厌氧发酵，预处理时将发酵物料的含固率调节到15％-20％较合适。
5、在以稻秆为主发酵料的干法厌氧发酵处理中，因pH下降引发氨抑制产沼的情况不严重；当发酵罐内物料的pH变化较大时，通过添加稀酸或稀碱，控制发酵罐内反应物料的pH在6.5-7.5范围内即可。
6、夏秋季节湿料废弃物骤多时，将湿料废弃物按照不高于发酵物料40％(质量比)的比例进料，由于含固率的调低可加快厌氧发酵进程，发酵停留时间可适当缩减10d左右(即发酵物料停留时间25-30d)，进而实现对农业废弃物的及时处理。
本发明的干法厌氧发酵自控装置可监测不同物料配比产沼特征和潜力，尤其是针对不同区域农业废弃物种类和比例迥异的问题，为如何提高多种农业废弃物联合干法厌氧处理效率，提供了最佳运行参数测试装置。

Claims (10)

1.一种农业废弃物干法厌氧发酵自控装置，其特征在于，它包括一横卧式的密闭发酵罐；罐体顶部设有进料口，进料口设有带密封圈的螺盖；罐体底部设有出料口，出料口一路与真空泵连接，另一路依次与固液分离机、回流泵入口连接，回流泵出口与进料口连接；所述的发酵罐配置有机械搅拌系统、水浴循环加温系统、温度在线监控系统、pH在线监控系统、气体流量监测系统，及全自动PLC下位机控制系统即PLC控制系统；
机械搅拌系统包括一对称锚式搅拌桨，该对称锚式搅拌桨横向设置于发酵罐罐体内，其搅拌轴从发酵罐左侧中心孔中穿入，露在发酵罐外面的一段搅拌轴上安装有驱动电机，该驱动电机与PLC控制系统连接；
水浴循环加温系统包括加温夹套、温控水箱；发酵罐罐体外面设有加温夹套；罐体顶部设有加温夹套进水口；罐体底部设有加温夹套出水口；发酵罐外部设有温控水箱；加温夹套进水口、加温夹套出水口分别与温控水箱的出水口、进水口连接；
温度在线监控系统包括温度探头、冷热水控制阀；发酵罐罐体一侧设有温度探头接口，该温度探头接口与温度探头密封连接；温度探头与PLC控制系统的输入端口连接；温控水箱的出水口与加温夹套进水口之间设有热水控制阀，该热水控制阀与PLC控制系统的输出端口连接；加温夹套进水口还设有与常温水管连接的冷水控制阀，该冷水控制阀也与PLC控制系统的输出端口连接；通过PLC控制系统可控制发酵罐内物料的温度；
pH在线监控系统包括pH探头、酸瓶、碱瓶；发酵罐罐体底部设有pH探头接口，pH探头插入其中；pH探头与PLC控制系统的输入端口连接；在发酵罐罐体顶部设有酸碱接入口，酸碱接入口分别通过酸液输送管、碱液输送管与酸瓶、碱瓶连接；在酸液输送管、碱液输送管上均设有蠕动泵和控制阀，所述蠕动泵和控制阀均与PLC控制系统的输出端口连接；通过PLC控制系统可控制发酵罐内物料的pH值；
气体流量监测系统包括转子流量计、流量变送器；发酵罐顶部设有沼气出口，沼气出口通过沼气收集管与转子流量计连接；转子流量计通过流量变送器与PLC控制系统连接；通过PLC控制系统可计量、监测发酵罐排放出的沼气流量。
2.如权利要求1所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置，其特征在于，发酵罐顶部的进料口上面分别设有干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓；干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓底部均设有重量传感器，所述重量传感器均与PLC控制系统的输入端口连接；干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓顶部设有可开启或关闭的仓门，所述仓门均与PLC控制系统的输出端口连接，可通过PLC控制系统控制仓门的开启或关闭；由此，通过PLC控制系统可控制干料与湿料的配比及各自的加入量、N源的添加量、接种物的加入量。
3.如权利要求2所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置，其特征在于，所述干料为纤维类秸秆；所述湿料包括尾菜副产品、水生植物、花卉枝叶、杂草。
4.如权利要求2所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置，其特征在于，所述重量传感器为一带有变送器的电子秤；所述的发酵罐罐体呈“胶囊”状。
5.如权利要求2、3或4所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置，其特征在于，所述的发酵罐还配置有沼液回流量监控系统；沼液回流量监控系统包括浆液含固率在线检测仪、回流量控制阀；发酵罐罐体一侧设有与PLC控制系统的输入端口连接的浆液含固率在线检测仪；在固液分离机之后的回流泵出口设有回流量控制阀，该回流量控制阀与PLC控制系统的输出端口连接；通过PLC控制系统可控制固液分离液即沼液的回流量，亦即接种物的加入量，由此来调节控制反应物料含固率在设定值。
6.一种利用如权利要求5所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控装置进行的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法，其特征在于，干料、湿料经破碎预处理后，送至干式厌氧发酵自控装置，通过PLC控制系统，自动控制干料、湿料按设定量进料，其中，湿料按不高于发酵物料40％的质量比进料；启动厌氧发酵时：自动控制接种物按20-25％的接种比加入，并自动控制N源按照其与干料+湿料的干重比为1：13-1：15的比例加入，控制发酵物料的C/N不高于50；运行厌氧发酵过程中：自动控制厌氧发酵的温度和pH，并自动控制一定比例的固液分离液即沼液回流至进料端，以调节控制反应物料含固率在15～20％；定时自动搅拌翻动物料；发酵停留时间25-30d；定期补充添加N源。
7.如权利要求6所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法，其特征在于，所述的接种物为鲜牛粪或奶牛场沼液；所述的N源为猪粪、鸡粪、有机污泥、无机肥中的一种或几种；运行厌氧发酵过程中，每间隔10-15天补充添加1次N源，按照干重每处理1吨干料+湿料补充添加25-75kg N源。
8.如权利要求6或7所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法，其特征在于，具体包括：
(1)将预处理后的干料、湿料、N源和接种物分别通过干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓从进料口加入发酵罐；干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量通过重量传感器传输到PLC控制系统，PLC控制系统根据设定的干料、湿料、N源和接种物的加量，将干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量控制在设定值；当干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓中物料的重量到达设定值时，PLC控制系统控制干料料仓、湿料料仓、N源料仓和接种物料仓顶部的仓门关闭；
(2)PLC控制系统根据设定的发酵温度，通过水浴循环加温系统和温度在线监控系统控制发酵温度在设定值；通过PLC控制系统控制发酵罐内物料的温度在20-60℃范围内的某一设定值；当发酵罐内物料的温度低于设定值时，热水控制阀打开，温控水箱内的热水流入加温夹套，发酵罐升温；当发酵罐内物料的温度高于设定值时，热水控制阀关闭，温控水箱内的热水停止流入加温夹套，冷水控制阀打开，发酵罐降温；
(3)PLC控制系统根据设定的发酵pH，通过pH在线监控系统控制发酵罐内反应物料的pH在6.5-7.5的设定范围内；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH低于设定范围时，则控制碱液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀碱加入发酵罐；当PLC控制系统监测到发酵罐内物料的pH高于设定范围时，则控制酸液输送管上的蠕动泵和控制阀打开，将稀酸加入发酵罐；
(4)PLC控制系统控制机械搅拌系统定时自动开启搅拌棒进行搅拌；每12-24h自动开启对称锚式搅拌桨，搅拌翻动物料30-60min，以达到传质均匀的目的；
(5)PLC控制系统通过转子流量计、流量变送器，在线计量、监测发酵罐排放出的沼气流量，包括日产气量、累积产气量。
9.如权利要求8所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法，其特征在于，还包括：PLC控制系统通过控制固液分离液即沼液的回流量，来调节控制反应物料含固率在设定值10-20％；当PLC控制系统通过浆液含固率在线检测仪检测到反应物料含固率低于设定值时，则控制回流泵出口的流量控制阀打开，沼液回流到进料口作为接种液的补充加入；当PLC控制系统通过浆液含固率在线检测仪检测到反应物料含固率高于设定值时，则控制回流泵出口的流量控制阀关闭。
10.如权利要求8所述的农业废弃物干法厌氧发酵自控运行方法，其特征在于，通过PLC控制系统控制发酵罐内物料的温度在35℃-40℃范围内。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110622668A (zh) * 2019-09-17 2019-12-31 郑州轻工业学院 一种一体化蔬菜废弃物沼液自动进出料与均匀灌溉系统
CN111675464A (zh) * 2020-05-25 2020-09-18 中国热带农业科学院农业机械研究所 一种厌氧发酵工艺钝化生物有效态重金属控制系统及方法
CN112028677A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 四川中农润泽生物科技有限公司 一种辅料添加装置及其添加方法
CN112029911A (zh) * 2020-09-14 2020-12-04 中国华电科工集团有限公司 一种厌氧发酵的控制方法及控制系统
CN112481117A (zh) * 2020-12-28 2021-03-12 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 处理种植废弃物的自走式厌氧干发酵装置及运行方法
CN119775083A (zh) * 2025-03-12 2025-04-08 中国农业大学 一种用于生菜种植的肥料制备方法

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101225003A (zh) * 2008-01-16 2008-07-23 宝林 农作物秸秆厌氧发酵处理方法
CN201553731U (zh) * 2009-09-11 2010-08-18 云南昆船设计研究院 一种有机废弃物干式厌氧发酵装置
CN201634672U (zh) * 2010-03-09 2010-11-17 张赛仕 机电一体化废弃秸秆沼气集中供气系统
CN101921049A (zh) * 2010-09-21 2010-12-22 同济大学 一种城市污泥及有机质干法厌氧发酵产沼气的方法及装置
CN202157072U (zh) * 2011-08-15 2012-03-07 黑龙江省农业科学院农村能源研究所 发酵产沼气装置
CN104355518A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 黑龙江省科学院科技孵化中心 一种带有沼液回流管线的畜禽粪便厌氧发酵装置
CN104649728A (zh) * 2015-03-03 2015-05-27 徐州工程学院 一种处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐
CN204569918U (zh) * 2015-04-15 2015-08-19 江西省农业科学院农业应用微生物研究所 一种高浓度厌氧发酵系统
US20150299632A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Hong Lim CHOI Dry anaerobic composting facility
CN105861306A (zh) * 2016-05-12 2016-08-17 农业部环境保护科研监测所 固液两阶段厌氧发酵装置及方法
CN106399079A (zh) * 2016-08-29 2017-02-15 宁波开诚生态技术有限公司 干式厌氧系统
CN106497984A (zh) * 2016-10-14 2017-03-15 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 一种一体式干湿厌氧消化方法
CN107142198A (zh) * 2017-04-26 2017-09-08 东阿县绿地生物能源科技有限公司 一种秸秆厌氧发酵制取沼气的生产工艺
CN206502825U (zh) * 2017-01-12 2017-09-19 广东省工程技术研究所 应用于秸秆联合剩余污泥共发酵产酸的装置
CN206666519U (zh) * 2017-03-02 2017-11-24 徐州市环能生态技术有限公司 半干式秸秆粪便太阳能沼气及废渣利用装置
CN206986171U (zh) * 2017-06-28 2018-02-09 伊犁师范学院 一种农业废弃物处理装置
CN108018199A (zh) * 2017-12-27 2018-05-11 山东明硕新能源科技有限公司 一种秸秆制备沼气的装置
CN208292832U (zh) * 2018-03-30 2018-12-28 南京万物新能源科技有限公司 发酵沼气沼液综合利用系统
CN109401955A (zh) * 2018-12-12 2019-03-01 桂林电子科技大学 一种立式多级厌氧反应器

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101225003A (zh) * 2008-01-16 2008-07-23 宝林 农作物秸秆厌氧发酵处理方法
CN201553731U (zh) * 2009-09-11 2010-08-18 云南昆船设计研究院 一种有机废弃物干式厌氧发酵装置
CN201634672U (zh) * 2010-03-09 2010-11-17 张赛仕 机电一体化废弃秸秆沼气集中供气系统
CN101921049A (zh) * 2010-09-21 2010-12-22 同济大学 一种城市污泥及有机质干法厌氧发酵产沼气的方法及装置
CN202157072U (zh) * 2011-08-15 2012-03-07 黑龙江省农业科学院农村能源研究所 发酵产沼气装置
US20150299632A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Hong Lim CHOI Dry anaerobic composting facility
CN104355518A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 黑龙江省科学院科技孵化中心 一种带有沼液回流管线的畜禽粪便厌氧发酵装置
CN104649728A (zh) * 2015-03-03 2015-05-27 徐州工程学院 一种处理集约化养牛场排泄物的厌氧反应罐
CN204569918U (zh) * 2015-04-15 2015-08-19 江西省农业科学院农业应用微生物研究所 一种高浓度厌氧发酵系统
CN105861306A (zh) * 2016-05-12 2016-08-17 农业部环境保护科研监测所 固液两阶段厌氧发酵装置及方法
CN106399079A (zh) * 2016-08-29 2017-02-15 宁波开诚生态技术有限公司 干式厌氧系统
CN106497984A (zh) * 2016-10-14 2017-03-15 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 一种一体式干湿厌氧消化方法
CN206502825U (zh) * 2017-01-12 2017-09-19 广东省工程技术研究所 应用于秸秆联合剩余污泥共发酵产酸的装置
CN206666519U (zh) * 2017-03-02 2017-11-24 徐州市环能生态技术有限公司 半干式秸秆粪便太阳能沼气及废渣利用装置
CN107142198A (zh) * 2017-04-26 2017-09-08 东阿县绿地生物能源科技有限公司 一种秸秆厌氧发酵制取沼气的生产工艺
CN206986171U (zh) * 2017-06-28 2018-02-09 伊犁师范学院 一种农业废弃物处理装置
CN108018199A (zh) * 2017-12-27 2018-05-11 山东明硕新能源科技有限公司 一种秸秆制备沼气的装置
CN208292832U (zh) * 2018-03-30 2018-12-28 南京万物新能源科技有限公司 发酵沼气沼液综合利用系统
CN109401955A (zh) * 2018-12-12 2019-03-01 桂林电子科技大学 一种立式多级厌氧反应器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖常初编著: "《可编程序控制器应用技术(第三版)》", 重庆大学出版社 *
柳杨青等: "接种量对猪粪与稻秸混合厌氧发酵的影响", 《环境科学与技术》 *
王振旗等: "不同黄贮预处理对水稻秸秆干法厌氧发酵特性的影响", 《农业环境科学学报》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110622668A (zh) * 2019-09-17 2019-12-31 郑州轻工业学院 一种一体化蔬菜废弃物沼液自动进出料与均匀灌溉系统
CN111675464A (zh) * 2020-05-25 2020-09-18 中国热带农业科学院农业机械研究所 一种厌氧发酵工艺钝化生物有效态重金属控制系统及方法
CN111675464B (zh) * 2020-05-25 2022-02-11 中国热带农业科学院农业机械研究所 一种厌氧发酵工艺钝化生物有效态重金属控制系统及方法
CN112028677A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 四川中农润泽生物科技有限公司 一种辅料添加装置及其添加方法
CN112029911A (zh) * 2020-09-14 2020-12-04 中国华电科工集团有限公司 一种厌氧发酵的控制方法及控制系统
CN112481117A (zh) * 2020-12-28 2021-03-12 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 处理种植废弃物的自走式厌氧干发酵装置及运行方法
CN119775083A (zh) * 2025-03-12 2025-04-08 中国农业大学 一种用于生菜种植的肥料制备方法

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