厭氧發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種厭氧發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)，包括發(fā)酵罐(1)，酸閥(2)，堿閥(3)與蠕動泵(4)分別設(shè)置于酸液或堿液輸入部與噴淋器(5)的連接管道上，pH計探頭(7)伸入發(fā)酵罐內(nèi)部的探頭保護(hù)器(6)內(nèi)。pH值監(jiān)測儀(8)連接pH計探頭(7)與pH值控制儀(9)，由發(fā)酵罐pH計探頭(7)將料液酸堿度信號傳輸至pH值監(jiān)測儀(8)，監(jiān)測儀通過對比設(shè)定pH值與料液pH值來傳輸信號到pH值控制儀(9)，如果料液pH值偏堿性，則pH值控制儀連接打開酸閥關(guān)閉堿閥；如果料液pH值偏酸性，則pH值控制儀打開堿閥關(guān)閉酸閥。發(fā)酵罐上中下部設(shè)有pH值監(jiān)測位點，pH計探頭有保護(hù)裝置。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：可根據(jù)罐內(nèi)料液pH值自動控制發(fā)酵液pH值，通過噴淋酸液或者堿液調(diào)節(jié)罐內(nèi)pH值，便發(fā)酵罐pH值穩(wěn)定，有效提高產(chǎn)氣速率。大量節(jié)省人力資源，降低工作強二度，節(jié)省資源，降低能耗。
【專利說明】厭氧發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種厭氧發(fā)酵罐PH值自動監(jiān)測和自動調(diào)控系統(tǒng)，具體地說，涉及大中型沼氣發(fā)酵罐PH值自動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城鎮(zhèn)工業(yè)和農(nóng)村集約化養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)過程中排出的各種有機廢棄物的污染治理及其資源的綜合利用.已成為當(dāng)今國際社會普遍關(guān)注的問題。在過去20多年里，我國利用厭氧消化技術(shù)處理工農(nóng)業(yè)有機廢棄物取得了較好的能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，并逐步形成了沼氣一能源環(huán)保工程規(guī)模。據(jù)報道，全國現(xiàn)有大中型沼氣工程600多處，總池容21萬多m3，年產(chǎn)沼氣3678萬m3，年處理工業(yè)廢水和禽畜糞便能力達(dá)500多萬t。
[0003]厭氧消化一般分成發(fā)酵、產(chǎn)乙酸化和甲烷化3個階段。發(fā)酵包括水解和酸化，水解酸化被認(rèn)為是顆粒態(tài)有機物厭氧消化的主要限速步驟，酸化產(chǎn)物的組成分布則會影響其后續(xù)利用(如甲烷化、合成聚乳酸或作為廢水深度處理的碳源)的可行性。水解酸化均由發(fā)酵細(xì)菌完成，外界環(huán)境因素、水解及酸化產(chǎn)物的組成和濃度均會對兩者產(chǎn)生影響。發(fā)酵液的PH值是調(diào)控發(fā)酵過程的主要環(huán)境因素，pH值除影響功能酶的活性外，還會導(dǎo)致發(fā)酵細(xì)菌代謝途徑的選擇，表現(xiàn)在酸化產(chǎn)物的種類和產(chǎn)生量的變化，并進(jìn)一步反饋抑制水解過程，另外PH值會使酸化產(chǎn)物以不同形態(tài)(分子態(tài)或離子態(tài))存在，從而形成不同程度的產(chǎn)物抑制。因此，所以在酸化相中保持合適的酸堿度對提高廚余垃圾的厭氧消化效率尤為重要。
[0004]研究表明，pH值對廚余垃圾酸化過程的酸化效果及酸化產(chǎn)物的組成有明顯的影響。廚余垃圾酸化的最佳pH值為7，此條件下，VFA產(chǎn)量和酸化率最大。因此，在餐廚廢棄物的厭氧發(fā)酵過程中，需要監(jiān)測和調(diào)節(jié)發(fā)酵液PH值。
[0005]目前，發(fā)酵罐pH值監(jiān)測和調(diào)控的常用方法為人工定時監(jiān)測，監(jiān)測、記錄、加調(diào)節(jié)液全部人工完成，自動化程度低，費工費力，成本高。因此，亟需開發(fā)沼氣厭氧發(fā)酵罐PH值自動監(jiān)測和自動調(diào)控系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種pH值控制準(zhǔn)確、能耗低，全自動控制的發(fā)酵罐PH值自動控制系統(tǒng)，可用于各種形式的發(fā)酵罐。
[0007]為解決所述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種厭氧發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)，其特征在于:包括發(fā)酵罐(I)、酸閥(2)、堿閥(3)、蠕動泵(4)、噴淋器(5)、探頭保護(hù)器(6)、pH計探頭(7)、pH值監(jiān)測儀(8)、pH值控制儀(9)、聲音報警器(10)和光報警器
(11)。一種厭氧發(fā)酵罐PH值自動控制系統(tǒng)，包括:
[0008]發(fā)酵罐⑴；
[0009]酸閥(2)，酸閥為自動閥，設(shè)于酸液輸入部與噴淋器(5)的連接管道上，控制酸液輸入；
[0010]堿閥(3)，堿閥為自動閥，設(shè)于堿液輸入部與噴淋器(5)的連接管道上，控制堿液輸入；
[0011]噴淋器(5)，噴淋器設(shè)置于發(fā)酵罐體(I)頂部，噴淋器壓力和孔徑可根據(jù)需要調(diào)整，采用惰性塑料制成，控制堿液和酸液噴淋的密度和通量。
[0012]探頭保護(hù)網(wǎng)(6)，探頭保護(hù)網(wǎng)內(nèi)置pH計探頭(7)，探頭可以在罐體上螺旋式上中下部分別設(shè)置一個并深入發(fā)酵罐內(nèi)部，用于探測發(fā)酵罐內(nèi)溫度，網(wǎng)孔徑可以根據(jù)物料粒徑調(diào)節(jié)，阻止物料沉積包裹探頭，提高探頭靈敏度和延長使用壽命。
[0013]pH值監(jiān)測儀(8)，pH值監(jiān)測儀⑶連接罐體pH計探頭(7)與pH值控制儀(9)，由罐體PH計探頭將酸堿度信號傳輸至pH值監(jiān)測儀，監(jiān)測儀通過對比設(shè)定pH值與罐體內(nèi)料液的PH值，來傳輸信號至pH值控制儀。如果料液pH值高于設(shè)定pH值，則pH值控制儀打開堿液自動控制閥，泵將堿液提升并均勻噴淋到料液中；如果料液PH值低于設(shè)定pH值，則pH值控制儀打開酸液自動控制閥，泵將酸液提升并均勻噴淋到料液中。
[0014]可選的，所述用于汲取酸堿溶液的蠕動泵(4)，設(shè)有三個pH值監(jiān)測位，。
[0015]可選的，設(shè)有三個pH值監(jiān)測位以及探頭設(shè)置的分布方式與設(shè)置位置。
[0016]可選的，該系統(tǒng)設(shè)有聲音報警器和燈光報警器，報警器連接pH值監(jiān)測儀和pH值控制儀，如PH值高于或低于設(shè)定pH值都將報警。
[0017]本實用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點:
[0018]1、可連續(xù)監(jiān)測罐內(nèi)料液的pH值變化情況，并自動控制酸液和堿液閥門，通過加入堿液和酸液的通量、密度調(diào)節(jié)罐內(nèi)料液PH值，使發(fā)酵罐內(nèi)pH值穩(wěn)定，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0019]2、實現(xiàn)人工監(jiān)測調(diào)控向自動監(jiān)測調(diào)控轉(zhuǎn)變，大量節(jié)省人力和物力，降低工作強度。
[0020]3、pH值多點監(jiān)測，探頭設(shè)置保護(hù)網(wǎng)，酸堿液噴淋方式加入，實現(xiàn)精確監(jiān)測和計量，探頭壽命長，節(jié)省資源和降低能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1本實用新型發(fā)酵罐的實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖中主要部分代表符號:
[0023]1.發(fā)酵罐；2.酸閥；3.堿閥；4.蠕動泵；5.噴淋器；6.探頭保護(hù)網(wǎng)；7.pH計探頭；
8.pH值監(jiān)測儀；9.pH值控制儀；10.聲音報警器；11.燈光報警器。
【具體實施方式】
[0024]為了更好理解本實用新型，下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作詳細(xì)說明，未詳加說明的按本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。本實用新型要求保護(hù)的范圍不單限于實施例表示的范圍:
[0025]實施例1:
[0026]如圖1所示一種厭氧發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)，包括發(fā)酵罐(1)，酸閥(2)和堿閥(3)分別設(shè)置在酸液和堿液輸入部與噴淋器(5)的連接管道上,噴淋器和酸堿閥中間安置蠕動泵(4)，罐體上中下部設(shè)置3個監(jiān)測位點，呈螺旋式分布，pH計探頭(7)伸入發(fā)酵罐(I)內(nèi)，并用探頭保護(hù)網(wǎng)(6)保護(hù)，pH計探頭(7)連接pH值監(jiān)測儀(8)，pH值監(jiān)測儀⑶連接pH值控制儀(9)，控制儀控制酸閥和堿閥，pH值監(jiān)測儀(8)和控制儀(9)都連接聲音報警器(10)和燈光報警器(11)。
[0027]首先將餐廚等有機廢棄物料加入發(fā)酵罐(I)內(nèi)，將pH值控制儀(9)的pH值設(shè)置為7，隨著厭氧發(fā)酵的進(jìn)行，pH值不斷變化，罐內(nèi)料液的pH值變化信號被3個pH計探頭(7)監(jiān)測，并將信號傳輸?shù)絇H值監(jiān)測儀(8)，pH值控制儀根據(jù)監(jiān)測儀輸送的實測pH值信號自動打開堿閥或者酸閥，同時啟動蠕動泵向罐內(nèi)開始噴淋酸堿液，調(diào)整料液PH值，料液pH值信號再次為PH計探頭傳輸至pH值監(jiān)測儀，pH值信號反復(fù)反饋和調(diào)整，直至pH值穩(wěn)定在7，從而使發(fā)酵罐體內(nèi)料液PH適宜。同時，pH值監(jiān)測儀(8)和pH值控制儀(9)將會報警，提醒值班人員查看儀器運行狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種厭氧發(fā)酵罐PH值自動控制系統(tǒng)，其特征在于: 包括發(fā)酵罐； 酸閥，酸液輸入部與噴淋器(5)的連接管道上，控制酸液輸入； 堿閥(3)設(shè)于堿液輸入部與噴淋器(5)的連接管道上，控制調(diào)節(jié)液輸入； PH計探頭(7)伸入發(fā)酵罐內(nèi)部的探頭保護(hù)器(6)內(nèi)，用于探測發(fā)酵罐體內(nèi)料液pH值，探頭保護(hù)器(6)呈網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，保護(hù)探頭； pH值監(jiān)測儀⑶連接pH計探頭(7)與pH值控制儀(9)，由發(fā)酵罐pH計探頭(7)將料液酸堿度信號傳輸至PH值監(jiān)測儀(8)，監(jiān)測儀通過對比設(shè)定pH值與料液pH值來傳輸信號到PH值控制儀(9)，如果料液pH值偏堿性，則pH值控制儀連接打開酸閥關(guān)閉堿閥；如果料液PH值偏酸性，則pH值控制儀打開堿閥關(guān)閉酸閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵罐PH值自動控制系統(tǒng)，其特征之一在于:發(fā)酵罐頂部設(shè)置噴淋器，噴淋器孔徑可調(diào)，用于調(diào)節(jié)酸液和堿液的噴淋通量和噴淋密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)，其特征之一在于:所述發(fā)酵罐內(nèi)有PH計探頭，探頭有保護(hù)裝置，探頭連接pH值監(jiān)測儀，pH計探頭測定發(fā)酵罐料液pH值并顯示于PH值監(jiān)測儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)，其特征之一在于:酸液和堿液管道設(shè)有手動酸閥和手動堿閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵罐pH值自動控制系統(tǒng)，其特征之一在于:發(fā)酵罐上中下部設(shè)有PH值監(jiān)測位點。 5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵罐PH值自動控制系統(tǒng)，其特征之一在于:該系統(tǒng)設(shè)有報警器，報警器連接PH值監(jiān)測儀和pH值控制儀，如pH值高于或低于設(shè)定pH值都將報警。
【文檔編號】C12M1/36GK203440372SQ201320531312
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】宋成軍, 趙立欣, 田宜水, 羅娟, 齊岳, 王驥 申請人:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院