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1、项目 14 湿垃圾资源化生化处理智能装备关键技术研发与应用需求单位： 湖北君集水处理有限公司需求描述： 湿垃圾成分的复杂性决定了使用单一处理技术难以完成高效高产值处理，因此，对湿垃圾进行组分分离、综合运用已有多项处理技术是必然的处理思路。如将收集到的湿垃圾初步去除杂物后，利用离心或压榨等手段得到有机质干渣和油水混合物，有机质干渣可用于微生物好氧发酵生产有机肥；油水混合物再次分离后，油脂可用于生产生物柴油，分离的水可通过生物膜装置处理回用于设备清洗；发酵产生的气体可通过生物除臭，达标排放；通过融合与技术创新，可以有效解决好氧发酵速率慢、资源化率低等难题，达到固相液相全利用，物质能量全回收，排放更
2、少更达标，既弥补了采用单一处理技术存在的短板，又增加了湿垃圾资源化产品的多样性，实现投资收益最大化，是未来湿圾处理技术发展的趋势。湿垃圾好氧堆肥是在有氧条件下，利用好氧微生物对堆积于地面或者专门发酵装置中的有机质进行生物降解，最终形成稳定的高肥力腐殖质的一个有机质稳定化过程。好氧堆肥技术简单，但传统翻抛堆垛方式需要较大面积的处理场地，堆肥时间较长，堆肥过程会产生的难闻气味收集效率低，经济效益不高。另外湿垃圾的高油脂及高盐分会抑制微生物生长，延长处理周期和降低堆肥产品的品质。 湿垃圾生化处理（即微生物生化处理）作为好氧堆肥中的一种高效处理工艺，是以湿垃圾为培养基，通过选取自然界生命活力和增值能力
3、较强（菌种个数达到108cfu/g）的高温复合微生物菌种，以一定的比例加入罐体，通过调控罐体的温度、压力、氧气浓度等参数，达到微生物的最佳生长条件，促进微生物菌分裂增值速度达到对数级，对湿垃圾进行快速发酵，实现转化蛋白的作用，降低含水率，使各种有机物得到完全的降解和转化。湿垃圾生化处理，相较普通好氧堆肥工艺可使湿垃圾减量化达到95%以上，副产物为有机肥，真正实现垃圾的无害化、减量化、资源化，市场前景巨大。然而，由于湿垃圾生化处理效果和效率受运行温度、氧气浓度、菌剂、搅拌频率、粒径、水分和孔隙率、碳氮比等多因素影响，若要在降低生产设备能耗、成本的同时提高生产效率，不仅需要湿垃圾生化处理生产线的各
4、关键设备具有快速、准确检测相关运行参数和实时对比分析参数状态的能力，更需要各关键设备具有根据参数状态自适应地做出实时参数调整控制的能力。因此，针对当前湿垃圾生化处理设备智能化程度低、生化反应效率不高、设备能耗和故障率高等问题，导致无法满足绿色、智能、高效生产需求的现状， 我公司迫切需要以开发湿垃圾资源化生化处理关键技术及其智能装备并实现工业化应用为目标，开展湿垃圾资源化生化高效处理、稳定性提升技术及其生产智能化技术研究。若能解决相关关键技术问题，并开发出湿垃圾资源化生化处理智能装备将属于国内首创，该项目的研究对于湿垃圾资源化生化处理的自动化、智能化生产以及节能减排、提质增效具有重要的社会、学术
5、和现实意义，研究成果在现代工业生产中具有广阔的应用前景。 项目研究内容包括：（1） 湿垃圾智能物料识别与杂物拣选技术 湿垃圾来源复杂，种类繁多，外观形态与内部成分差异明显，且来料检查与识别作业环境恶劣，导致湿垃圾来料检测、识别及杂物拣选困难等问题，拟构建视觉引导的机器人智能检测、识别与杂物拣选预处理系统，其中采集湿垃圾图像时照度低、目标对象对比度差、湿垃圾与背景融合不易提取、湿垃圾种类多、识别精度不高等问题，是该预处理系统需要解决的技术痛点。 （2） 湿垃圾粒径智能检测与粘弹塑性行为分析技术 湿垃圾生化处理中最佳粒径和含水率与垃圾的物理特性有关，通过预处理系统判断来料特征，根据来料主要成分、最
6、佳粒径和含水率建立智能破碎控制模型。同时，在破碎过程中，智能检测破碎颗粒粒径，并分析其粘弹塑性行为，同时建立湿垃圾剪切破碎能量传递模型和“湿垃圾破碎粒度-破碎过程参数”的对应关系。 （3） 湿垃圾破碎参数优化与动态反馈控制技术 通过理论分析，优化湿垃圾破碎设备的结构和运行参数，以达到提升设备综合破碎性能的目的，同时构建基于“湿垃圾破碎粒度-过程参数”关系的湿垃圾破碎过程反馈控制模型，进行破碎角度和挤压程度的自动调节，使得在最高效、节能的条件下，达到最佳粒径和含水率。 （4） 生化器智能搅拌及闭环控制技术 以提高生化反应器反应速率与堆肥效果为目标，分析高效搅拌机理，提出新的智能搅拌技术，设计生化
7、器智能搅拌装置及其自适应控制系统，解决生化反应器搅拌不匀、受热不均、菌酶反应不充分、自动操作难、反应时间长等技术难题，为湿垃圾生化反应实现“充分搅拌-富氧反应-温度均衡-水分适宜”理想环境提供坚实基础。 （5） 渗滤液检测及处理技术 对固液分离后的水和发酵罐沥水，通过总氮、总磷、pH等指标在线监测，数据传输到中控系统，实时反应水质情况，构建物料平衡模型，自动分析物料发酵情况。 （6） 废气检测分析及处理技术 通过负压风机对生化反应过程中产生的废气进行收集，针对湿垃圾生化处理废弃恶臭，但指标检测灵敏度低的典型问题，设计高灵敏的硫化氢、氨浓度等指标检测及反馈控制系统。同时，为了提升设备的除臭及无害
8、化处理效率和效果，对离子除臭器等关键工艺环节中的等离子反应器等关键处理设备，进行处理方式、结构及参数优化。 （7） 智能集成控制技术 搭建“设备-仪表-中控”的终端自控模型和“终端控制节点-边缘控制中心-云控制中心”的集成控制云平台，并构建泛在信息知识库，实现湿垃圾资源化生化处理智能装备系统的无人化、自学习、自适应管控的智能集成控制。对揭榜方要求：揭榜方除满足通知中共性要求外，还应满足以下个性化要求：（1） 揭榜方为地域为武汉市内的湖北省重点高校的专家团队；（2） 揭榜方团队具有多年持续从事智能装备设计研发、生产线自动化改造、工业自动化系统设计的经验和研究基础，且至少完成过1项省部级以上的智能装备关键技术攻关类重大项目，具有相关技术攻关类项目研发经验。（3） 揭榜方团队具有智能装备相关自主知识产权，且有一定的行业应用基础。实施年限： 3 年； 投入预估： 1500 万元。联系方式：刘鲁建， 18607136951，273894469。
项目14湿垃圾资源化生化处理智能装备关键
