本發(fā)明屬于固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)微生物固體廢物處理裝置很少有適用于處理月球基地任務(wù)中的廢物處理實(shí)驗(yàn)裝置。在微生物固體廢物處理領(lǐng)域中，往往是利用簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)裝置，其存在以下缺點(diǎn)：a.不能補(bǔ)償熱量損失，在處理過(guò)程中，固體發(fā)酵產(chǎn)熱量大，熱量損失嚴(yán)重，不利于高溫微生物存活，且達(dá)不到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)；b.裝置密閉性不好，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)量產(chǎn)氣量與供氣量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，甚至造成實(shí)驗(yàn)失敗。c.攪拌裝置產(chǎn)生死角，攪拌不均勻。d.需要經(jīng)?？词卣{(diào)控，消耗大量人力物力。e.無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化記錄分析實(shí)驗(yàn)基本數(shù)據(jù)。因此，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)處理微生物固體廢物，亟需一種具備可擴(kuò)展性，有足夠的靈活性，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控的微生物固體廢物處理系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種在受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)中，對(duì)不可食生物量、餐廚垃圾和乘員糞便等生物可降解固體廢物進(jìn)行處置的微生物固體廢物處理系統(tǒng)，開(kāi)展微生物處理廢物技術(shù)方法和優(yōu)化工藝參數(shù)，為進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供裝置保障條件。

本發(fā)明提供了一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)，包括罐體及與罐體連接的攪拌裝置、空氣裝置、壓力控制裝置、溫度控制裝置、濕度控制和補(bǔ)水裝置、測(cè)控裝置；罐體為轉(zhuǎn)軸式臥式罐體，包括罐蓋，罐蓋設(shè)有接種口、進(jìn)料口、取樣口及液體進(jìn)出口，罐體內(nèi)設(shè)有ph電極；攪拌裝置由電機(jī)、攪拌軸及攪拌槳組成，電機(jī)與攪拌軸連接，攪拌軸上固定連接有攪拌槳，攪拌軸與罐體連接，并設(shè)于罐體的空腔內(nèi)；空氣裝置包括與罐體底部連接的進(jìn)氣管和與罐體頂部連接的出氣管，進(jìn)氣管連接有空氣過(guò)濾器及空氣除菌過(guò)濾器；壓力控制裝置用于自動(dòng)在線檢測(cè)及控制罐體的壓力；溫度控制裝置由模糊pid智能控制器、電加熱及溫度電極組成，電加熱及溫度電極與罐體連接，分別用于為罐體加熱及檢測(cè)罐體溫度，模糊pid智能控制器與電加熱及溫度電極連接，用于監(jiān)控罐體溫度；濕度控制和補(bǔ)水裝置包括二級(jí)過(guò)濾器及補(bǔ)水管路，二級(jí)過(guò)濾器通過(guò)補(bǔ)水管路與罐體連接；測(cè)控裝置與攪拌裝置、空氣裝置、壓力控制裝置、溫度控制裝置、濕度控制和補(bǔ)水裝置、ph電極連接，用于監(jiān)測(cè)并顯示溫度、濕度、壓力、攪拌轉(zhuǎn)速、空氣流量、ph及補(bǔ)水量的參數(shù)值。

進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括進(jìn)出料裝置，進(jìn)出料裝置包括物料車(chē)、加料漏斗及粉碎裝置，加料漏斗與進(jìn)料口連接，物料車(chē)及粉碎裝置設(shè)置與加料漏斗的前端。

進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括用于為罐體消毒的消毒裝置，消毒裝置包括蒸汽機(jī)及與蒸汽機(jī)連接的金屬軟管。

進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括可移動(dòng)管架，罐體及攪拌裝置安裝于可移動(dòng)管架上。

進(jìn)一步地，罐體設(shè)有排氣處理器，排氣處理器連接有尾氣收集袋。

進(jìn)一步地，罐體上設(shè)有玻璃觀察視鏡。

進(jìn)一步地，罐體頂部設(shè)有噴嘴。

進(jìn)一步地，攪拌槳包括第一攪拌槳組及第二攪拌槳組，第一攪拌槳組及第二攪拌槳組分別設(shè)于攪拌軸的兩端，第一攪拌槳組及第二攪拌槳組均由兩個(gè)相互垂直的工字型攪拌槳組成，工字型攪拌槳包括第一攪拌葉及第二攪拌葉，第一攪拌葉與第二攪拌葉的截面交錯(cuò)設(shè)置，第一攪拌葉由兩塊矩形板階梯狀連接固定，第二攪拌葉為耙齒結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，攪拌軸和攪拌槳的材質(zhì)采用316l不銹鋼。

進(jìn)一步地，空氣系統(tǒng)還包括檢測(cè)及控制空氣流量及出氣流量的流量監(jiān)控裝置。

借由上述方案，通過(guò)微生物固體廢物處理系統(tǒng)，可為植物不可食生物量、餐廚垃圾和乘員糞便等生物可降解固體廢物的微生物處理提供場(chǎng)所；可為開(kāi)展微生物處理廢物技術(shù)方法與工藝流程、探討微生物處理廢物中的物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律等科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供保障條件；具有自動(dòng)監(jiān)控酸堿度、溫度、壓力、進(jìn)出口氣體流量(瞬時(shí)和累積)等功能，能在無(wú)人值守下自動(dòng)連續(xù)工作，能自動(dòng)調(diào)節(jié)平臺(tái)工作狀態(tài)，自動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)和動(dòng)態(tài)顯示；具備可擴(kuò)展性，有足夠的靈活性。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)罐體的安裝側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)罐體及攪拌裝置的安裝示意圖；

圖4是本發(fā)明一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)攪拌槳的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)的處理流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

參圖1至圖4所示，本實(shí)施例提供一種微生物固體廢物處理系統(tǒng)，包括罐體10及與罐體10連接的攪拌裝置、空氣裝置、壓力控制裝置、溫度控制裝置、濕度控制和補(bǔ)水裝置、測(cè)控裝置70；罐體10為轉(zhuǎn)軸式臥式罐體，包括罐蓋，罐蓋設(shè)有接種口11、進(jìn)料口、取樣口及液體進(jìn)出口(作為冷凝水或滲濾液排放或收集口)，罐體內(nèi)設(shè)有ph電極12；攪拌裝置由電機(jī)21、攪拌軸22及攪拌槳組成，電機(jī)21與攪拌軸22連接，攪拌軸22上固定連接有攪拌槳，攪拌軸22與罐體10連接，并設(shè)于罐體10的空腔內(nèi)；空氣裝置包括與罐體底部連接的進(jìn)氣管31和與罐體頂部連接的出氣管32，進(jìn)氣管31連接有空氣過(guò)濾器及空氣除菌過(guò)濾器；壓力控制裝置用于自動(dòng)在線檢測(cè)及控制罐體10的壓力；溫度控制裝置由模糊pid智能控制器、電加熱及溫度電極51組成，電加熱及溫度電極51與罐體10連接，分別用于為罐體加熱及檢測(cè)罐體溫度，模糊pid智能控制器與電加熱及溫度電極51連接，用于監(jiān)控罐體溫度；濕度控制和補(bǔ)水裝置包括二級(jí)過(guò)濾器及補(bǔ)水管路，二級(jí)過(guò)濾器通過(guò)補(bǔ)水管路與罐體連接；測(cè)控裝置70與攪拌裝置、空氣裝置、壓力控制裝置、溫度控制裝置、濕度控制和補(bǔ)水裝置、ph電極12連接，用于監(jiān)測(cè)并顯示溫度、濕度、壓力、攪拌轉(zhuǎn)速、空氣流量、ph及補(bǔ)水量的參數(shù)值。

本實(shí)施例中的罐體采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼，帶外夾套，特制安全通氣閥，有效容積為50l，設(shè)計(jì)壓力0.3mpa，工作壓力為0.01～0.2mpa，罐體內(nèi)外鏡面拋光，拋光精度為ra0.4。固體接種口與手孔共用，附屬配套設(shè)施包括無(wú)菌取樣針，不銹鋼加料車(chē)。攪拌裝置的電機(jī)由交流馬達(dá)及減速機(jī)組成，可定時(shí)正反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)物料的徑向混合，又可軸向混合，同時(shí)又可設(shè)定攪拌時(shí)間間隔和動(dòng)作時(shí)間，轉(zhuǎn)速范圍可調(diào)，確保物料混合均勻，轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制，在線檢測(cè)。壓力控制裝置能自動(dòng)控制罐體壓力范圍為0～0.5mpa，罐體壓力能在線檢測(cè)。溫度控制裝置控制指標(biāo)為(冷卻水+5℃)～65.0℃±0.2℃，測(cè)量范圍為0～150℃，且都是自動(dòng)控制及在線檢測(cè)。濕度控制和補(bǔ)水裝置根據(jù)反應(yīng)罐內(nèi)物料含水率，可自動(dòng)調(diào)節(jié)，也可手動(dòng)補(bǔ)水，濕度控制范圍為30％～100％rh，進(jìn)水需經(jīng)二級(jí)過(guò)濾器凈化處理，全霧化補(bǔ)水。測(cè)控裝置控制參數(shù)有罐體溫度(+5℃～65℃±0.2℃，分辨率為0.1℃)、濕度(30％～100％)、壓力(0～0.2mpa)、攪拌轉(zhuǎn)速(0～99±1rpm/min)、空氣流量(0～6m³/h)、ph(0.00～14.00±0.01)，控制方式分為手動(dòng)、自動(dòng)、順序、上位機(jī)控制，具有數(shù)據(jù)處理功能、超限報(bào)警功能、參數(shù)校正功能、自我保護(hù)功能、自動(dòng)連續(xù)工作功能。測(cè)控裝置具有自我保護(hù)功能，可設(shè)置密碼，其他人無(wú)法修改發(fā)酵參數(shù)，且控制器不因斷電而丟失參數(shù)的設(shè)定值。測(cè)控裝置具有自動(dòng)連續(xù)工作功能，自動(dòng)調(diào)節(jié)平臺(tái)工作狀態(tài)，自動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)和動(dòng)態(tài)顯示等。進(jìn)出料裝置，其物料能分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式進(jìn)出料。

在本實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括進(jìn)出料裝置，進(jìn)出料裝置包括物料車(chē)81、加料漏斗及粉碎裝置，加料漏斗與進(jìn)料口連接，物料車(chē)81及粉碎裝置設(shè)置與加料漏斗的前端。前端粉碎裝置，可對(duì)植物秸稈進(jìn)行粉碎，破碎后最大粒徑小于2mm。

在本實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括用于為罐體消毒的，消毒裝置包括蒸汽機(jī)及與蒸汽機(jī)連接的金屬軟管。消毒方式可以達(dá)到罐體全方位滅菌，無(wú)死角滅菌。

在本實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括可移動(dòng)管架100，罐體10及攪拌裝置安裝于可移動(dòng)管架上，方便移動(dòng)。

在本實(shí)施例中，罐體10設(shè)有排氣處理器13，排氣處理器13連接有尾氣收集袋14。

在本實(shí)施例中，罐體10上設(shè)有玻璃觀察視鏡，便于觀察罐體內(nèi)部情況。

在本實(shí)施例中，罐體頂部設(shè)有噴嘴15。

在本實(shí)施例中，攪拌槳包括第一攪拌槳組23及第二攪拌槳組24，第一攪拌槳組23及第二攪拌槳組24分別設(shè)于攪拌軸22的兩端，第一攪拌槳組23及第二攪拌槳組24均由兩個(gè)相互垂直的工字型攪拌槳組成，工字型攪拌槳包括第一攪拌葉25及第二攪拌葉26，第一攪拌葉25與第二攪拌葉26的截面交錯(cuò)設(shè)置，第一攪拌葉25由兩塊矩形板階梯狀連接固定，第二攪拌葉26為耙齒結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，攪拌軸22和攪拌槳的材質(zhì)采用316l不銹鋼，攪拌軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能使無(wú)菌空氣與物料混合均勻。

在本實(shí)施例中，空氣系統(tǒng)還包括檢測(cè)及控制空氣流量及出氣流量的流量監(jiān)控裝置。其進(jìn)罐空氣流量和出氣流量都能測(cè)量和控制其瞬時(shí)和累積流量，進(jìn)氣過(guò)濾器(空氣過(guò)濾器33)精度不低于0.22μm。

本實(shí)施例提供的微生物固體廢物處理系統(tǒng)，罐體設(shè)有接種口、進(jìn)料口、取樣口，在進(jìn)料口處放置物料車(chē)，可方便加入物料到罐體。在接種口處可以接種實(shí)驗(yàn)所需菌種。在準(zhǔn)備完畢物料和菌種后，在測(cè)控系統(tǒng)箱上調(diào)節(jié)空氣系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)，以滿足實(shí)驗(yàn)所需條件。攪拌裝置在電機(jī)的作用下，可定時(shí)正反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，攪拌軸和攪拌槳在攪拌物料時(shí)能使無(wú)菌空氣與物料混合均勻。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)控系統(tǒng)參數(shù)可自行調(diào)節(jié)，同時(shí)可在線檢測(cè)并記錄溫度、濕度、壓力、攪拌轉(zhuǎn)速、空氣流量、ph、補(bǔ)水量等參數(shù)，以此達(dá)到固體廢物高效降解。

參圖5所示，經(jīng)粉碎裝置82粉碎的物料通過(guò)進(jìn)料裝置83輸送至罐體10，由出料裝置84出料，空氣經(jīng)空壓機(jī)33或高壓氣瓶，進(jìn)入空氣過(guò)濾器34進(jìn)行過(guò)濾在經(jīng)進(jìn)氣流量監(jiān)控裝置35后由進(jìn)氣管進(jìn)入罐體10內(nèi)，出氣經(jīng)除濕器36進(jìn)行除濕后經(jīng)出氣流量監(jiān)控裝置37后由氣體采集及在線監(jiān)測(cè)裝置38進(jìn)行氣體采集及在線監(jiān)測(cè)。罐體10通過(guò)壓力控制裝置40在線監(jiān)控罐體內(nèi)的壓力，通過(guò)濕度控制和補(bǔ)水裝置60進(jìn)行濕度及補(bǔ)水監(jiān)控，通過(guò)攪拌裝置20進(jìn)行物料的攪拌，通過(guò)液體進(jìn)出口16進(jìn)行廢液收集，通過(guò)測(cè)控裝置70進(jìn)行罐體內(nèi)對(duì)參數(shù)監(jiān)控，通過(guò)消毒裝置90對(duì)罐體進(jìn)行蒸汽滅菌消毒。

本發(fā)明提供了一種適用于受控生態(tài)生保系統(tǒng)中微生物固體廢物處理實(shí)驗(yàn)的微生物固體廢物處理系統(tǒng)，具有如下有益效果：

1)箱體具有移動(dòng)性，底部帶有轱轆，在平地可自由推動(dòng)，停穩(wěn)后具有阻止移動(dòng)機(jī)構(gòu)；

2)所用材料防腐防銹，沒(méi)有異味散發(fā)；

3)具有專門(mén)的接地保護(hù)導(dǎo)線，峰值功耗不大于3.0kw；

4)可連續(xù)工作時(shí)間不低于5個(gè)月，故障排除時(shí)間不超過(guò)6個(gè)小時(shí)；

5)具有可操作性和維修性，方便日常操作和系統(tǒng)維修，系統(tǒng)由預(yù)留接口，具備可擴(kuò)展性，有足夠的靈活性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。