[发明专利]智能堆肥反应器系统以及堆肥反应器

说明书

本发明公开了一种智能堆肥反应器系统，包括反应器罐体、用于监测罐体内温度的温度监测部、真空泵、用于监测罐体内氧气浓度的氧浓度监测部、气体冷凝部、加热保温部和PLC控制部；反应器罐体的底部设置有第一通气口且顶部设置有第二通气口，在反应器罐体的内下部沿着径向布置有布气筛网，在布气筛网的下方设置有曝气管路，布气筛网将曝气管路与物料隔离，曝气管路设置有多个曝气孔并且与第一通气口相连通；第一通气口通过气体冷凝部与真空泵连接，真空泵能够进行抽气操作以使反应器罐体内形成负压，气体冷凝部用于使被抽出的反应尾气中的水蒸气冷凝；加热保温部附接至反应器罐体；PLC控制部与真空泵、加热保温部、温度监测部和氧浓度监测部连接。

技术领域

本发明涉及智能堆肥反应器系统，属于有机废弃物资源化利用技术领域。

背景技术

中国作为农业大国，每年产生的农业废弃物总量高达40亿吨。农业集约化发展导致了作物秸秆及畜禽粪便的大量集中产生，大大增加了农业废弃物的处理难度，加剧了土壤，水体和大气污染的风险，给环境的综合治理带来了巨大的挑战。因此，利用生物技术——尤其是堆肥化技术成为了世界各国实现有机废弃物减量化，无害化和资源化的重要途径之一。其中，处理种养废弃物和生产有机肥的多维系统，不仅解决有机固体废弃物的环境污染问题，而且为农业生产提供优质有机肥，形成有机废弃物质“资源”回归种植业的良性循环体系。

随着堆肥技术广泛应用，相应的堆肥技术及设备发展也成为关注的热点。除工厂化堆肥设备以外，应用于实验室用来研究堆肥过程参数变化的装置也越来越多。目前的堆肥技术和设备多采用翻堆或正压通风方式为堆体提供氧气。例如，如图1中所示，堆肥反应器的下方设置有用于通入空气的进气口101以调节反应器内的含氧量。此外，堆肥反应器的顶盖上设置有出气口102，反应过程中的臭气通过出气口排出。然而，采用这种正压通风方式的堆肥反应器存在严重的氮素损失问题，损失量的大体范围为16％～74％，平均为40％。氮素损失不仅降低了堆肥产品的养分价值，造成大量的资源浪费，而且成为影响区域大气氮沉降和酸雨的重要污染源。此外，还存在通风曝气不均匀不充分，通气量难以控制，堆肥物料混合不均匀等问题。

图2中示出了一种现有的负压堆肥装置。图2中的堆肥反应器设置有位于下部侧壁的进气口201以及包括抽风机202、臭气净化装置203和臭气收集管204的臭气处理装置。连接至抽风机202的吸气口通过臭气收集管204从堆肥反应器的上端与堆肥反应器的内腔连通，从而将堆肥反应室内的臭气抽送至臭气净化装置进程净化处理后排入大气，实现负压抽气来进行臭气收集以及供氧。此种负压堆肥装置虽然解决了上述采用正压通风方式的堆肥反应器的缺点，但是仍然存在以下问题：保温效果较差，散热较快；物料的温度及水分分布不均，因而容易造成堆体局部厌氧及发酵不完全；无法满足空间梯度差异科学研究需要；智能化、自动化程度较低等。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种智能堆肥反应器系统，该反应器系统能够根据需要采用正压和负压两种堆肥模式，实现堆肥尾气的有效回收利用及处理，解决现有堆肥反应器系统存在的氨气挥发严重，臭气回收处理困难，堆肥热量损失，物料的温度及水分分布不均等问题。此外，通过对物料空间分布的实时在线监测实现了对堆肥过程的智能监控。