畜禽粪污好氧发酵多参数监测系统设计与试验

文献类型： 中文期刊

第一作者： 赵文文

作者： 赵文文;仇天雷;朱君;王海峰;贾楠;李斌

作者机构：

关键词： 畜禽粪污;发酵;堆肥;温度;气体监测;发酵罐;hampel滤波;仿真分析

期刊名称： 中国猪业

ISSN： 1673-4645

年卷期： 2024 年 003 期

页码： 34-46

摘要： 为解决畜禽粪污好氧发酵监测系统的参数单一、缺少罐体强度与监测数据有效性分析等问题,研究设计了畜禽粪污好氧发酵多参数监测系统,并开展测试与试验。该系统基于多点分布的气体—温度传感器,采集粪污发酵过程中CO2、O2及不同堆层温度的实时数据,利用DWIN DGUS开发平台搭建本地操作系统,实现监测信息的显示、存储等,并采用ANSYS软件对发酵罐体及搅拌机构的结构强度进行分析。结果表明,在机械结构强度仿真分析过程中,发酵罐体及搅拌机构最大等效应力分别为0.837 MPa、0.276 MPa,最大变形量分别为(1.61×10-3)mm、(4.44×10-4) mm,强度符合设计要求;在预试验过程中,发酵罐内在不同堆层的温度变化一致,其中罐内温度传感器A～E采集温度的平均值分别为28.60℃、28.64℃、27.82℃、28.73℃和28.21℃,均显著高于罐外温度传感器F的平均值25.51℃（P<0.05）,罐内CO2、O2浓度最大差值分别为221 ppm、0.5%;在正式试验过程中,粪污好氧发酵过程经历了完整的升温、高温、降温阶段,且粪污发酵高温期持续时间在5 d以上,罐内CO2浓度与O2浓度呈相反的增减趋势变化;借助hampel滤波识别方法分别构建了罐体中、下层的粪污发酵温度与发酵时间的回归模型,相关系数R2分别为0.85和0.79。说明该系统中各传感器采集的数据稳定,发酵过程符合好氧发酵的变化规律,发酵温度与发酵时间具有较好的相关性,可满足规模化好氧发酵过程参数在线监测需求。

分类号： X713%S818.9

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