一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備及其自動(dòng)控制系統(tǒng)與處理方法
【專(zhuān)利摘要】一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備及其自動(dòng)控制系統(tǒng)與處理方法，本設(shè)備采用明礬或者聚合氯化鋁處理糞便，通過(guò)監(jiān)測(cè)糞液PH，將信號(hào)傳輸至微處理器，控制電磁閥開(kāi)關(guān)啟閉，從而控制添加的明礬、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵或者聚合硫酸鐵以及水的量，確保糞便處理完成，同時(shí)也通過(guò)微處理器控制出料口的電磁閥，當(dāng)方便處理完成后打開(kāi)出料口進(jìn)行排放，本設(shè)備無(wú)害化處理流程完全全自動(dòng)化，無(wú)需人為控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備及其自動(dòng)控制系統(tǒng)與處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及糞便無(wú)害化處理領(lǐng)域，具體涉及一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備及其自動(dòng)控制系統(tǒng)與處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的快速發(fā)展和豬群規(guī)模的不斷擴(kuò)大，豬糞尿的排放量也在急劇增加，大量的豬糞尿廢水若處理不當(dāng)，一是影響水質(zhì)，由于豬糞尿中含有大量的有機(jī)物、生物，分解時(shí)分消耗水中溶氧，進(jìn)而破壞生態(tài)平衡，如自來(lái)水的水源遭受豬糞尿廢水的污染時(shí)，水中會(huì)夾帶有臭味，影響人們的飲用；二是會(huì)妨害環(huán)境衛(wèi)生，由于豬糞尿會(huì)發(fā)出刺鼻的臭味，并且容易滋生蚊蠅，嚴(yán)重影響了鄰近社區(qū)的居住環(huán)境品質(zhì)，有害健康；三是易造成疾病傳播，由于豬糞尿中往往夾帶有大量的致病菌，若未處理而直接引用于農(nóng)作物灌溉或徑直排入河流，則存在著極大的疾病傳播隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備及其自動(dòng)控制系統(tǒng)與處理方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是:一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備，包括攪拌池，所述的攪拌池底部連接有糞污管，所述的攪拌池頂部設(shè)有用于無(wú)害化處理試劑的進(jìn)料口，所述的進(jìn)料口通過(guò)電磁閥控制啟閉，所述的攪拌池內(nèi)壁上還設(shè)有用于檢測(cè)糞液PH值的PH測(cè)試儀，所述的攪拌池底部設(shè)有出料口及控制出料口啟閉的電磁閥，所述的攪拌池外側(cè)還設(shè)有模數(shù)處理器與微處理器，所述的模數(shù)處理器連接PH測(cè)試儀與微處理器，所述的無(wú)害化處理的設(shè)備通過(guò)微處理器控制進(jìn)料口與出料口的電磁閥啟閉。
[0005]所述的攪拌池內(nèi)還設(shè)有攪拌葉。
[0006]所述的進(jìn)料管上設(shè)置有用于放置無(wú)害化處理試劑的儲(chǔ)料倉(cāng)，所述的儲(chǔ)料倉(cāng)通過(guò)進(jìn)料管與進(jìn)料口連接，所述的進(jìn)料管上設(shè)有第一電磁閥控制啟閉，所述的進(jìn)料管上還連接有進(jìn)水管，所述的進(jìn)水管通過(guò)第二電磁閥控制。
[0007]—種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括:
——PH測(cè)試儀，檢測(cè)攪拌池內(nèi)PH值，并將結(jié)果傳輸?shù)侥?shù)處理器；
一一模數(shù)處理器，將PH測(cè)試儀傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，傳輸給微處理器；
一一微處理器，接收PH測(cè)試儀的檢測(cè)信號(hào)，將信號(hào)傳輸給電磁閥控制從而控制無(wú)害化處理試劑的進(jìn)料口和進(jìn)水口以及出料口的電磁閥啟閉開(kāi)關(guān)；
一一觸摸屏交互控制，通過(guò)觸摸屏人工手動(dòng)連接微處理器控制電磁閥啟閉；
一一存儲(chǔ)硬盤(pán)，存儲(chǔ)觸摸屏交互控制和微處理器的內(nèi)容；
——電磁閥控制，接收來(lái)自將微處理器的信號(hào)，控制電磁閥啟閉。
[0008]所述的控制系統(tǒng)基于以下算法:Au(k)=Kp[E(k)-E(k-l)]+KiE(k)+Kd[E(k)+2E(k-l)+E(k-2)；
其中Au(k) —一對(duì)應(yīng)閥門(mén)實(shí)際位置的控制量；
E(k)--第k次米樣時(shí)的偏差值；
E(k_l)--第一次k_l米樣時(shí)的偏差值；
E(k_2)--第一次k_2米樣時(shí)的偏差值；
Kp一一調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；
Ki一一調(diào)節(jié)器的積分系數(shù)Ki=KpT/Ti，其中T i 一一調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間；
Kd——調(diào)節(jié)器的微分系數(shù)Kd= KpT/Td，其中T d——調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間。
[0009]一種糞便除臭無(wú)害化處理方法，包括以下步驟:將糞便通過(guò)糞污管通入攪拌池，開(kāi)啟攪拌葉攪拌，攪拌后持續(xù)通入無(wú)害化處理試劑與水的混合物2_3min，所述的無(wú)害化處理試劑為明礬、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵或者聚合硫酸鐵中的一種或幾種，然后持續(xù)反應(yīng)30-35min，直至處理后的糞液PH值達(dá)到5-7即完成便除臭無(wú)害化處理。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備及其自動(dòng)控制系統(tǒng)與處理方法，本設(shè)備采用明礬或者聚合氯化鋁處理糞便，通過(guò)監(jiān)測(cè)糞液PH，將信號(hào)傳輸至微處理器，控制電磁閥開(kāi)關(guān)啟閉，從而控制添加的明礬或者氯化鋁以及水的量，確保糞便處理完成，同時(shí)也通過(guò)微處理器控制出料口的電磁閥，當(dāng)方便處理完成后打開(kāi)出料口進(jìn)行排放，本設(shè)備無(wú)害化處理流程完全全自動(dòng)化，無(wú)需人為控制。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)后視圖。
[0013]圖3為本發(fā)明自動(dòng)控制系統(tǒng)流程圖。
[0014]圖4為本發(fā)明自動(dòng)控制系統(tǒng)控制原理圖。
[0015]圖中1-攪拌池，2-糞污管，3-進(jìn)料口，4-PH測(cè)試儀，5-出料口，6_模數(shù)處理器，7_攪拌葉，8-儲(chǔ)料倉(cāng)，31-進(jìn)料管，32-第一電磁閥，33-進(jìn)水管，34-第二電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備，包括攪拌池I，所述的攪拌池I底部連接有糞污管2，其特征在于，所述的攪拌池I頂部設(shè)有用于無(wú)害化處理試劑的進(jìn)料口3，所述的進(jìn)料口3通過(guò)電磁閥控制啟閉，所述的攪拌池I內(nèi)壁上還設(shè)有用于檢測(cè)糞液PH值的PH測(cè)試儀4，所述的攪拌池I底部設(shè)有出料口 5及控制出料口5啟閉的電磁閥，所述的攪拌池I外側(cè)還設(shè)有模數(shù)處理器6與微處理器，所述的模數(shù)處理器6連接PH測(cè)試儀4與微處理器，所述的無(wú)害化處理的設(shè)備通過(guò)微處理器控制進(jìn)料口 3與出料口 5的電磁閥啟閉。所述的攪拌池I內(nèi)還設(shè)有攪拌葉7。所述的進(jìn)料口3上設(shè)置有用于放置無(wú)害化處理試劑的儲(chǔ)料倉(cāng)8，所述的儲(chǔ)料倉(cāng)8通過(guò)進(jìn)料管31與進(jìn)料口 3連接，所述的進(jìn)料管31上設(shè)有第一電磁閥32控制啟閉，所述的進(jìn)料管31上還連接有進(jìn)水管33，所述的進(jìn)水管33通過(guò)第二電磁閥34控制。本發(fā)明采用明礬或者氯化鋁處理糞便，通過(guò)監(jiān)測(cè)糞液PH，將信號(hào)傳輸至微處理器，控制電磁閥開(kāi)關(guān)啟閉，從而控制添加的明礬或者氯化鋁以及水的量，確保糞便處理完成，同時(shí)也通過(guò)微處理器控制出料口的電磁閥，當(dāng)方便處理完成后打開(kāi)出料口進(jìn)行排放，本設(shè)備無(wú)害化處理流程完全全自動(dòng)化，無(wú)需人為控制。
[0017]—種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括:
——PH測(cè)試儀，檢測(cè)攪拌池內(nèi)PH值，并將結(jié)果傳輸?shù)侥?shù)處理器；
一一模數(shù)處理器，將PH測(cè)試儀傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，傳輸給微處理器；
一一微處理器，接收PH測(cè)試儀的檢測(cè)信號(hào)，將信號(hào)傳輸給電磁閥控制從而控制無(wú)害化處理試劑的進(jìn)料口和進(jìn)水口以及出料口的電磁閥啟閉開(kāi)關(guān)；
一一觸摸屏交互控制，通過(guò)觸摸屏人工手動(dòng)連接微處理器控制電磁閥啟閉；
一一存儲(chǔ)硬盤(pán)，存儲(chǔ)觸摸屏交互控制和微處理器的內(nèi)容；
——電磁閥控制，接收來(lái)自將微處理器的信號(hào)，控制電磁閥啟閉。
[0018]所述的控制系統(tǒng)基于以下算法: Au(k)=Kp[E(k)-E(k-l)]+KiE(k)+Kd[E(k)+2E(k-l)+E(k-2)；
其中Au(k) —一對(duì)應(yīng)閥門(mén)實(shí)際位置的控制量；
E(k)--第k次米樣時(shí)的偏差值；
E(k_l)--第一次k_l米樣時(shí)的偏差值；
E(k_2)--第一次k_2米樣時(shí)的偏差值；
Kp一一調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；
Ki一一調(diào)節(jié)器的積分系數(shù)Ki=KpT/Ti，其中T i 一一調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間；
Kd——調(diào)節(jié)器的微分系數(shù)Kd= KpT/Td，其中T d——調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間。
[0019]可以看出，由于一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期T，一旦確定了Kp，Ki,Kd只要使用前三次測(cè)量值的偏差，即可求出控制量。
[0020]PH測(cè)試儀實(shí)際測(cè)得攪拌池的pH 2值，與目標(biāo)設(shè)定值pH(4.5_7)相比較，所得偏差信號(hào)e送入PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)內(nèi)部模糊推理等運(yùn)算后，輸出信號(hào)控制電磁閥的開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)加明礬等隨目標(biāo)設(shè)定值的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0021]該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要先找出三個(gè)參數(shù)(Kp，Ki，Kd)與誤差e和誤差變化率ec之間的模糊關(guān)系，要求在系統(tǒng)運(yùn)行中不斷檢測(cè)e和ec，根據(jù)模糊控制原理對(duì)三個(gè)參數(shù)(Kp，Ki，Kd)進(jìn)行在線(xiàn)修正以滿(mǎn)足不同工況下對(duì)參數(shù)的不同要求，最終獲得良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)控制性能。從而根據(jù)被控對(duì)象狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0022]一種糞便除臭無(wú)害化處理的方法，包括以下步驟:將糞便通過(guò)糞污管通入攪拌池，開(kāi)啟攪拌葉攪拌，攪拌后持續(xù)通入無(wú)害化處理試劑與水的混合物2_3min，所述的無(wú)害化處理試劑為明礬、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵或者聚合硫酸鐵中的一種或幾種，然后持續(xù)反應(yīng)30-35min，直至處理后的糞液PH值達(dá)到5-7即完成便除臭無(wú)害化處理。由于豬糞pH值通常在堿性范圍內(nèi)(pH>7)，所以非常有利于氨揮發(fā)的條件。明礬(硫酸鋁)由于是強(qiáng)酸弱堿鹽，可降低糞肥PH值，可使氨氣生成量在為降低、臭味明顯減弱，又使豬糞做有機(jī)肥時(shí)肥力更好。但是PH值太低又導(dǎo)致利于H2S氣體的揮發(fā)。國(guó)外多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明控制在PH值4.5-7時(shí)，降低氨氣和H2S氣體揮發(fā)性能比最好。通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)明礬、聚合氯化鋁和豬糞配比數(shù)據(jù)組，找出降低豬糞臭氣比較合適配比，因?yàn)槊鞯\、聚合氯化鋁是強(qiáng)酸弱堿鹽，添加過(guò)多造成PH降低，會(huì)使有害氣體H2S的增多。
[0023]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。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)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備，包括攪拌池(I)，所述的攪拌池(I)底部連接有糞污管(2)，其特征在于，所述的攪拌池(I)頂部設(shè)有用于無(wú)害化處理試劑的進(jìn)料口(3)，所述的進(jìn)料口(3)通過(guò)電磁閥控制啟閉，所述的攪拌池(I)內(nèi)壁上還設(shè)有用于檢測(cè)糞液PH值的PH測(cè)試儀(4)，所述的攪拌池(I)底部設(shè)有出料口( 5 )及控制出料口( 5 )啟閉的電磁閥，所述的攪拌池(I)外側(cè)還設(shè)有模數(shù)處理器(6)與微處理器，所述的模數(shù)處理器(6)連接PH測(cè)試儀(4)與微處理器，所述的無(wú)害化處理的設(shè)備通過(guò)微處理器控制進(jìn)料口(3)與出料口(5)的電磁閥啟閉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備，其特征在于，所述的攪拌池(I)內(nèi)還設(shè)有攪拌葉(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備，其特征在于，所述的進(jìn)料口(3)上設(shè)置有用于放置無(wú)害化處理試劑的儲(chǔ)料倉(cāng)(8)，所述的儲(chǔ)料倉(cāng)(8)通過(guò)進(jìn)料管(31)與進(jìn)料口( 3 )連接，所述的進(jìn)料管(31)上設(shè)有第一電磁閥(32 )控制啟閉，所述的進(jìn)料管(31)上還連接有進(jìn)水管(33)，所述的進(jìn)水管(33)通過(guò)第二電磁閥(34)控制。4.一種權(quán)利要求1所述的一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)包括: ——PH測(cè)試儀，檢測(cè)攪拌池內(nèi)PH值，并將結(jié)果傳輸?shù)侥?shù)處理器； 一一模數(shù)處理器，將PH測(cè)試儀傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，傳輸給微處理器； 一一微處理器，接收PH測(cè)試儀的檢測(cè)信號(hào)，將信號(hào)傳輸給電磁閥控制從而控制無(wú)害化處理試劑的進(jìn)料口和進(jìn)水口以及出料口的電磁閥啟閉開(kāi)關(guān)； 一一觸摸屏交互控制，通過(guò)觸摸屏人工手動(dòng)連接微處理器控制電磁閥啟閉； 一一存儲(chǔ)硬盤(pán)，存儲(chǔ)觸摸屏交互控制和微處理器的內(nèi)容； ——電磁閥控制，接收來(lái)自將微處理器的信號(hào)，控制電磁閥啟閉。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)基于以下算法: Au(k)=Kp[E(k)-E(k-l)]+KiE(k)+Kd[E(k)+2E(k-l)+E(k-2)； 其中Au(k) —一對(duì)應(yīng)閥門(mén)實(shí)際位置的控制量； E(k)--第k次米樣時(shí)的偏差值； E(k_l)--第一次k_ I米樣時(shí)的偏差值； E(k_2)--第一次k_2米樣時(shí)的偏差值； Kp一一調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； Ki一一調(diào)節(jié)器的積分系數(shù)Ki=KpT/Ti，其中T i 一一調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間； Kd——調(diào)節(jié)器的微分系數(shù)Kd= KpT/Td，其中T d——調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間。6.—種使用權(quán)利要求1所述的一種糞便除臭無(wú)害化處理的設(shè)備處理糞便的方法，其特征在于，包括以下步驟:將糞便通過(guò)糞污管通入攪拌池，開(kāi)啟攪拌葉攪拌，攪拌后持續(xù)通入無(wú)害化處理試劑與水的混合物2-3min，所述的無(wú)害化處理試劑為明礬、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵或者聚合硫酸鐵中的一種或幾種，然后持續(xù)反應(yīng)30-35min，直至處理后的糞液PH值達(dá)至IJ5-7即完成便除臭無(wú)害化處理。
【文檔編號(hào)】C02F11/00GK105923946SQ201610401930
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】羅厚強(qiáng), 王昱, 宋顯章, 劉江, 劉一江, 段龍川, 王靖飛
【申請(qǐng)人】溫州科技職業(yè)學(xué)院