好氧堆肥反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)及其效能評(píng)價(jià).pdf

1、本研究基于我國(guó)畜禽廢棄物及秸稈等原料發(fā)酵降解時(shí)間長(zhǎng)等問題，采用好氧發(fā)酵方式處理固體廢棄物，目的在于縮短發(fā)酵處理固體廢棄物的時(shí)間，增加其處理量。針對(duì)物料混合不均勻、曝氣不充分及發(fā)酵不徹底等問題，研制一種強(qiáng)化堆料徑向流動(dòng)好氧堆肥反應(yīng)裝置。并對(duì)反應(yīng)裝置的保溫性能，攪拌性能及發(fā)酵性能進(jìn)行了測(cè)試試驗(yàn)，結(jié)果如下:
　　(1)堆肥反應(yīng)裝置:包括主體結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等四部分，核心部件為攪拌器，攪拌器的每個(gè)槳葉上表面增設(shè)徑向撥片，

2、下表面增設(shè)曝氣孔，增加堆肥物料徑向流動(dòng)，并能與空氣充分接觸，強(qiáng)化好氧發(fā)酵均勻性與徹底性。反應(yīng)裝置內(nèi)側(cè)設(shè)置傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)鋇氧濃度。
　　(2)保溫性能:經(jīng)過14.5h的常規(guī)與攪拌兩種方式降溫，常規(guī)降溫溫差為10.9℃，攪拌曝氣降溫溫差為18.4℃。兩種降溫方式的溫差為7.5℃。反應(yīng)裝置的平均傳熱系數(shù)為1.65w·(m2·k)-1，攪拌曝氣5min平均散失的熱量為6.49×106J。
　　(3)攪拌性能:TS（總固體含量，Tot

3、al solids）為70％的硬紙屑與TS為50％的木屑混合攪拌2min，其變異系數(shù)為41.25％，攪拌5min與10min后，變異系數(shù)分別為9.59％與7.93％，都小于10％表明物料混合均勻，物料攪拌5min后，物料保持一個(gè)較均勻的狀態(tài)。發(fā)酵過程中，徑向葉片促使物料徑向流動(dòng)，增強(qiáng)物料的流動(dòng)性，從而加強(qiáng)物料與氧氣的接觸機(jī)會(huì)，促使發(fā)酵加速進(jìn)行，大大縮短了發(fā)酵周期。
　　(4)發(fā)酵性能:對(duì)牛糞、玉米秸稈與麥麩正交試驗(yàn)優(yōu)化，得到最適干

4、質(zhì)量配比為2∶2∶1，運(yùn)用最適原料配比進(jìn)行堆肥試驗(yàn)，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，堆肥混合物料表觀表現(xiàn)為由原始黃色帶有刺激性氣味變?yōu)楦迟|(zhì)氣味較濃的深褐色。堆料溫度在50℃以上的天數(shù)為5.4d，堆料最高溫度達(dá)到68.4℃。堆肥期間反應(yīng)裝置的各層物料內(nèi)的氧濃度均大于8％，各層氧濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差最大值為0.82，其中變異系數(shù)為6.28％，表明氧濃度偏離度較小，各層氧濃度混合均勻。堆體各層pH變化顯示為下降→上升→下降趨勢(shì)，最終pH下降為8.2，pH指標(biāo)符合國(guó)家無

5、害化處理要求。含水率由堆肥初始的66.77％下降到堆肥結(jié)束的32.92％。反應(yīng)裝置內(nèi)堆體各層有機(jī)質(zhì)降解量分別達(dá)到14.22％、14.89％、13.80％，最終各層有機(jī)質(zhì)含量為76.13％、75.45％、76.54％?？傆袡C(jī)碳(TOC)由堆肥初始的1.66％上升到堆肥結(jié)束的2.26％，總氮(TN)堆肥初始的44.21％下降為堆肥結(jié)束的37.68％，C/N由初始的29.92下降為堆肥結(jié)束的16.67，C/N指標(biāo)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。種子發(fā)芽指數(shù)(G

6、I)堆肥結(jié)束上、中、下各層均大于85％，上層最高可達(dá)96.59％，因此，堆肥產(chǎn)品達(dá)到使用要求。
　　利用模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型對(duì)反應(yīng)裝置的性能更全面的進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從篩選評(píng)價(jià)因子、建立評(píng)價(jià)矩陣、確定各因子的隸屬度模糊集、確定各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度等四個(gè)方面對(duì)反應(yīng)裝置的可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，反應(yīng)裝置的各影響因子的權(quán)重降序排序?yàn)閡1（綜合傳熱系數(shù)）＞.u6（平均氧濃度）＞u3（高溫≥50℃持續(xù)時(shí)間）=u4(C/N)＞u7（種子發(fā)芽指