一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法与流程

本发明涉及堆肥发酵，具体为一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法。

背景技术：

1、在畜禽粪污堆肥发酵过程中，氨气释放的突变拐点并非由单一参数触发，而是多参数耦合作用下的非线性涌现结果。当发酵进入碳氮代谢紧张阶段时，各参数的变化往往早于氨浓度的急剧攀升，但由于缺乏有效的多参数融合判定手段，现有技术存在以下缺陷：首先，现有方法通常依赖单一参数的固定阈值来判断发酵异常，难以在氨气释放拐点出现前预判其发生时机，导致检测滞后。其次，现有技术中缺乏标准化的干预动作与多参数实时状态的联动机制，通风、补碳、翻堆等操作通常按照固定时间表或人工经验执行，无法根据堆体当前的碳氮代谢紧张程度进行精准调节，导致干预效果不佳，氨浓度突变峰值反复出现。

2、因此，需要一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，通过构建多参数动态基线并计算碳氮代谢紧张指数，在其超过阈值后联动调整通风、补碳与翻堆，从而在无法预判氨气释放突变拐点的情况下，使氨浓度始终不产生突变峰值。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，解决了如何在无法预判氨气释放突变拐点的情况下，通过融合多参数判定和标准化干预动作，使堆肥过程中氨浓度始终不产生突变峰值的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，包括以下步骤：构建堆芯的温变率、氨浓度梯度、co2释放速率和堆体内的ph变化趋势的基线中值和基线容差，并在堆芯温度超过环境温度的温差值大于温度阈值且持续时长大于预设时长时，更新基线中值和基线容差。

3、当堆体内ph值未发生跳变时，基于基线中值的偏移量和基线容差，结合温变率、氨浓度梯度、co2释放速率和ph变化趋势确定碳氮代谢紧张指数，否则剔除ph变化趋势计算降级碳氮代谢紧张指数。

4、当判定降级碳氮代谢紧张指数或碳氮代谢紧张指数超过动态阈值后，基于堆芯温度和尾气氧浓度确定通风间隔和风量。

5、基于通风间隔和风量进行通风时，确定剩余有机碳估计值，结合碳氮代谢紧张指数或降级碳氮代谢紧张指数以及co2释放速率确定补碳量，同时基于尾气氨浓度确定是否维持通风、追加补碳或判定补碳过量并调整通风间隔。

6、补碳完成后，依靠温变率执行全层翻堆。

7、相较于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：本发明首先构建堆芯的温变率、氨浓度梯度、co2释放速率和堆体内的ph变化趋势的动态基线中值与容差，并计算碳氮代谢紧张指数（ph跳变时降级），从而在氨气浓度尚未急剧攀升前识别出代谢失衡的前兆；当指数超过动态阈值后，根据堆芯温度和尾气氧浓度动态调整通风间隔与风量，避免供氧不足或过度降温；同时基于剩余有机碳估计值与碳耗比精准确定补碳量，并通过尾气氨浓度反馈判断补碳是否有效、不足或过量，进而维持通风、追加补碳或调整通风间隔；最后依靠温变率由正转负且变化加速度连续为负的条件触发全层翻堆，使碳源和菌群重新均匀分布。上述多参数融合判定与标准化干预动作协同作用，使得堆肥过程中氨浓度始终被控制在波动范围内，从而有效防止突变峰值的产生。

1.一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，构建基线中值和基线容差的过程为：

3.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，堆体内ph值未发生跳变的判定条件为：

4.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，确定碳氮代谢紧张指数的过程为：

5.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，基于堆芯温度和尾气氧浓度确定通风间隔和风量的过程为：

6.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，确定剩余有机碳估计值的过程为：

7.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，确定补碳量的过程为：

8.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，基于尾气氨浓度确定是否维持通风、追加补碳或判定补碳过量的过程为：

9.根据权利要求8所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，判定补碳过量后调整通风间隔的过程为：

10.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污堆肥发酵工艺优化控制方法，其特征在于，依靠温变率执行全层翻堆的过程为：