[发明专利]一种好氧发酵过程的数值模拟试验系统

说明书

本发明涉及一种好氧发酵过程的数值模拟试验系统，其特征在于，包括发酵罐体、废气处理系统、翻抛装置、曝气系统、喷淋装置、采集装置和控制系统；发酵罐体采用顶部开口的罐体结构，发酵罐体顶部设置有密封盖和废气处理系统；发酵罐体内纵向设置有翻抛装置，发酵罐体内侧的底部设置有斜板，斜板上方设置有筛板；位于斜板与筛板之间，发酵罐体内还设置有曝气系统；发酵罐体一侧的下部设置有渗液管，渗液管一端与斜板的底部末端相对应，渗液管另一端连接集液箱；发酵罐体一侧的上部设置有喷淋装置，发酵罐体的一侧还开设有若干取样口；位于密封盖与筛板之间，发酵罐体另一侧阵列式间隔设置有若干采集装置，本发明可广泛用于模拟试验装置技术领域中。

技术领域

本发明是关于一种好氧发酵过程的数值模拟试验系统，属于模拟试验装置技术领域。

背景技术

据统计，中国2016年畜禽粪便的产量高达38亿吨，秸秆产量高达10.2亿吨，这些农业有机废弃物的不当处理，导致广泛的环境污染与严重的生态破坏。农业有机废弃物富含多种微量元素和营养元素，好氧发酵处理可有效实现有机废弃物的资源化、无害化与减量化处理，生产的有机肥是实现农业绿色发展不可或缺的肥料来源，因此，好氧发酵处理是农业有机废弃物处理利用的主要方式。好氧发酵过程中，物料温度和含水率等理化性质以及气体迁移转化和分布的不均匀，导致不同发酵阶段堆体内物料理化特性、气体迁移转化具有明显空间性，影响发酵物料的腐熟均一性。通过数值模拟和仿真计算，对好氧发酵过程进行分析和预测，对于指导工艺设计和技术、提高研究效率和节约试验成本等具有重要意义。

现有技术公开了一种寒地好氧堆肥发酵环境因子远程监控系统，采用采集装置、AD转换模块换和数据库服务器等，仅实现了堆肥的环境参数数据的采集和监控。现有技术还公开了一种好氧堆肥模型建立及模拟方法，通过建立好氧堆肥模型，实现好氧堆肥反应过程中温度、氧气浓度的空间分布预测。但是，现有技术均未对好氧发酵模拟值和实测值实现可视化，也未对误差进行分析对比，无法确定优化的发酵物料的理化特性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够对好氧发酵模拟值和实测值实现可视化，并能够确定优化的发酵物料的理化特性的好氧发酵过程的数值模拟试验系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种好氧发酵过程的数值模拟试验系统，其特征在于，包括发酵罐体、废气处理系统、翻抛装置、曝气系统、喷淋装置、采集装置和控制系统；所述发酵罐体采用顶部开口的罐体结构，所述发酵罐体的顶部设置有密封盖和所述废气处理系统；所述发酵罐体内纵向设置有所述翻抛装置，所述发酵罐体内侧的底部设置有斜板，所述斜板的上方设置有筛板；位于所述斜板与所述筛板之间，所述发酵罐体内还设置有所述曝气系统；所述发酵罐体一侧的下部设置有渗液管，所述渗液管的一端与所述斜板的底部末端相对应，所述渗液管的另一端连接集液箱；所述发酵罐体一侧的上部设置有所述喷淋装置，所述发酵罐体的一侧还开设有若干取样口；位于所述密封盖与所述筛板之间，所述发酵罐体的另一侧阵列式间隔设置有若干所述采集装置，所述采集装置用于实时采集所述发酵罐体内对应位置的温度、湿度和/或含氧量数据；所述控制系统分别电连接所述废气处理系统、翻抛装置、曝气系统、喷淋装置和采集装置。

优选地，所述曝气系统包括布气管、空气泵、加温加湿器和流量计；位于所述斜板上方，所述发酵罐体内设置有若干所述布气管，每一所述布气管的一端均穿出所述发酵罐体与所述空气泵连接；每一所述布气管位于所述发酵罐体内侧的部分均开设有若干出气孔；每一所述布气管位于所述发酵罐体外侧的部分均设置有所述加温加湿器和流量计；所述控制系统分别电连接所述空气泵、加温加湿器和流量计。

优选地，每一所述出气孔内均设置有单向阀。

优选地，所述发酵罐体另一侧的内壁上纵向间隔设置有若干支撑架，每一所述支撑架上均间隔设置有若干所述采集装置。