豬糞麥秸好氧堆肥工藝參數(shù)優(yōu)化及過(guò)程模擬.pdf

1、好氧堆肥過(guò)程復(fù)雜，影響參數(shù)眾多，而利用現(xiàn)代試驗(yàn)手段，進(jìn)行好氧堆肥的工藝參數(shù)優(yōu)化及過(guò)程模擬研究對(duì)于深入了解堆肥過(guò)程，優(yōu)化堆肥進(jìn)程，具有重要理論指導(dǎo)意義。本研究開發(fā)了實(shí)驗(yàn)室好氧堆肥反應(yīng)器系統(tǒng)；探討了不同麥秸長(zhǎng)度(<1與2～5cm)、碳氮比(20、25、30、35)、通風(fēng)速率(0.18、0.26、0.34、0.42L/(min·kg·VS)和含水率(55％、60％、65％、70％)的單因素堆肥試驗(yàn)及正交試驗(yàn)L<,9>(3<'6>)；從理論上建

2、立了好氧堆肥過(guò)程模擬模型并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。主要內(nèi)容如下： 1、實(shí)驗(yàn)室好氧堆肥反應(yīng)器系統(tǒng)四臺(tái)反應(yīng)器保溫性能和通風(fēng)性能均沒(méi)有顯著性差異(p=0.72>0.05，p=0.94>0.05)；在流量計(jì)可調(diào)節(jié)流量范圍滿足好氧堆肥通風(fēng)量需求；該系統(tǒng)可進(jìn)行豬糞好氧堆肥試驗(yàn)的溫度條件能夠達(dá)到無(wú)害化的標(biāo)準(zhǔn)要求； 2、長(zhǎng)麥秸堆肥處理溫度>50℃的天數(shù)(t50)、相對(duì)熱產(chǎn)量(RHG)、總質(zhì)量變化率和可揮發(fā)性固體降解ηVS分別比短麥秸處理高；不同碳

3、氮比堆肥過(guò)程t50和RHG分別為5.4、4.8、3.6和3.2d，及223.8、176.4、133.2和98.0℃·d，均隨碳氮比在20～35范圍內(nèi)升高而減小(p=0.03<0.05)，nVS分別為37.1％、27.8％、21.5％和17.7％，隨碳氮比升高而降低(R<'2>=0.93，p=0.02<0.05)；通風(fēng)速率由0.18至0.42L/(min·kg VS)變化時(shí)，堆肥試驗(yàn)t50和RHG均減小(分別為5.4d、5.0d、4.3d

4、、4.1d和262.1、254.1、246.6、232.6℃·d)，ηVS為29.0％、32.5％、32.1％和25.6％，先增大，后減小，通風(fēng)速率為0.26L/(min·kg·VS)時(shí)，ηVS達(dá)最大值；不同含水率堆肥過(guò)程t50和RHG分別為5.2、5.0、5.2和5.3d，及216.6、217.8、217.2和218.4℃·d(p=1.00>0.05)，ηVS分別為35.2％、36.6％、37.1％和34.3％，先增大，后減小，含水率

5、等于65％時(shí)，具有最大值37.1％；碳氮比為20、25和30，通風(fēng)速率為0.18、0.26和0.34L/(min-kg VS)以及含水率為55％、60％和65％正交試驗(yàn)顯示，碳氮比為20、通風(fēng)速率為0.34L/(min·kg VS)以及含水率為65％的試驗(yàn)處理具有最大ηVS，且t50達(dá)到5d；方差分析表明，碳氮比對(duì)ηVS和RHG影響顯著(p=0.02和p=0.04)，對(duì)t50影響極為顯著(p=0.01)，ηVA、RHG和t50都隨碳氮比

6、由20至30增大而下降；而通風(fēng)速率和不同初始含水率對(duì)其影響都不顯著；綜合以上，以麥秸長(zhǎng)度2～5cm進(jìn)行本試驗(yàn)條件下豬糞與麥秸混合堆肥的最佳工藝組合為：碳氮比20、通風(fēng)速率0.34L/(min·kgVS)和含水率65％。 3、依據(jù)熱量平衡原理和有機(jī)物降解動(dòng)力學(xué)方程建立了反應(yīng)器好氧堆肥過(guò)程模擬模型，綜合考慮了溫度、碳氮比、通風(fēng)速率及含水率校正作用。在其它條件相同的情況下，不同初始碳氮比堆肥模型溫度與堆肥試驗(yàn)溫度具有相同的溫度變化趨勢(shì)