以锯末为微生物载体的好氧堆肥反应器对人粪便降解特性的研究

以锯末作为好氧堆肥反应器的微生物载体,研究反应器对人类粪便的降解特性。在98d的堆肥反应试验中,每天定时、定量投加粪便并混合均匀。控制含水率和反应温度,对载体的总固体(TS)、有机质(VS)、灰分(Ash)和水溶性COD、总氮(TN)和氨氮(NH4+-N)含量进行了定量分析。研究结果表明,在载体体积为0.16m3、每日定量投加1kg粪便(4～5人的日排泄量)的条件下,载体中VS含量逐渐降低;灰分含量不断增加;水溶性COD去除率在前10d迅速提高,第10天达到83.5%,并一直保持到反应末期;水溶性TN和NH4+-N含量在反应过程中约有50%损失,但其含量在载体中不断增大,最终分别达到12mg/g和6mg/g。在整个过程中,反应器无臭无味,具有良好的卫生条件。因此,好氧堆肥反应器是一种可行的粪便处理设施,能有效降解有机物和保持肥分;在缺水或供水困难条件下,好氧堆肥反应器是一种良好的卫生和堆肥设备。

好氧堆肥反应器内部在线监测控制系统设计

为了提高好氧堆肥反应效率,建立了一套基于传感器技术的适用于好氧堆肥反应器的内部环境在线监测控制系统。该系统以STC89C52RC单片机为核心,可完成数据的采集、运算、处理等,通过显示模块显示反应器内部环境参数。当内部参数超过软件程序中设定的上下极限值时,系统将自动发出声光报警,由此提高好氧堆肥反应效率与质量。同时,进行了好氧堆肥试验,结果表明:该反应系统可以运用于实际的试验与生产中。

好氧堆肥反应器系统在废弃物处理中的应用

好氧堆肥技术能有效地处理固体废弃物,实现秸秆、畜禽粪便等农业废弃物无害化、减量化和资源化。近年来,堆肥技术越来越受到重视,相应的堆肥设备发展迅速。为此,根据通风方式、有无搅拌和外形特点,分类介绍了多种在实际生产中应用广泛的商业化好氧堆肥反应器系统,并着重讨述了各类反应器系统的构造和原理。

基于Fluent流场模拟的立式好氧堆肥反应器设计及试验验证

针对好氧堆肥反应器搅拌不均造成的堆肥过程中堆体空间腐熟度进程不一致等问题,设计了有效容积为1 m^(3)、内设3层桨式搅拌装置的立式好氧堆肥反应器,以香菇菌渣与鲜鸡粪湿重比4∶1混合为堆肥物料,利用Fluent对搅拌装置进行流场模拟分析和试验验证。结果表明,堆肥物料在流场中做上下循环运动,物料混合均匀;中层堆体温度最先达到高温期55℃以上,其次为上层堆体、下层堆体,高温期持续时间满足GB7959—2012;O_(2)含量介于13.1%~20.02%,堆体处于好氧状态;上、下层堆体生菜种子发芽指数较中层堆体先达到80%,堆肥结束时上、中、下层堆体的种子发芽指数分别为112.03%、112.03%和109.46%,完全腐熟;3层堆体的温度、O_(2)含量和种子发芽指数均无显著差异(P>0.05),与数值模拟结果一致。

好氧堆肥反应器对人粪便堆肥中温降解的中试研究

控制温度为（35±2）℃，以新鲜锯末为空白载体，在控制含水率为55％～60％和强制通风的好氧条件下，进行为期15d的实验，进行了人粪便好氧堆肥的中试研究，重点分析了在堆肥过程中有机物的降解、氮素的迁移转化规律及生物量的变化。结果表明，粪便中有机物含量在前2天稍微上升，然后迅速下降，最终去除率为71．82％；随着NH3-N释放量的增加，堆料中Ntot含量从第4天开始减少，最终损失22．61％，其中Norg损失占74．35％，NH3-N占23．52％；所损失的氮素有91．66％以氨氮的形式释放。粪便中的有机物和氮的含量能在8～10d后达到稳定，且堆体无臭味；粪便中溶解性有机物为微生物的生长提供营养物质，因此生物量变化的过程与有机物降解的有着紧密的联系；病原菌在堆肥过程中得到有效去除，表明该反应器堆肥的无害化。

实验室小型好氧堆肥系统开发

实验室好氧堆肥反应系统具有规模小、容易操作的特点,然而由于其规模小导致在实验室很难成功进行堆肥过程模拟。小型好氧堆肥反应系统易受外界条件影响,如自发产热少、热损失大,从而造成温度无法升高或无法达到堆肥所需最适温度(50~60℃)。温度是堆肥过程中最直接和可靠的操作参数。本文堆肥系统对堆肥过程温度、通风量和尾气CO_(2)自动监测,通过设置程序控制,尤其在温度无法满足堆肥过程要求时进行自动补热和通风控制,让堆肥过程顺利进行,避免实验失败。

密闭式防堵塞双轴翻堆智能化好氧堆肥装置的研究与设计

一种密闭式防堵塞双轴翻堆智能化好氧堆肥装置,属于肥料制备技术领域,该装置包括支撑架还由螺旋输送入料装置、中间传动系统、反应器主题、双轴翻堆搅拌装置、出料装置以及送氧调节装置构成;螺旋输送入料装置连接固定在反应器主体的一侧,双轴翻堆搅拌装置设置在反应器主体的内部,中间传动系统固定设置在反应器主体的顶端,双轴翻堆搅拌装置由中间传动系统控制相连,出料装置设置在反应器主体的底端,出料装置上设置,有电磁震动装置;送氧调节装置在反应器主体底部的一侧,反应器主体的顶部还设有排气阀。装置解决了内部物料板结化严重、出料易堵塞等问题,提高了堆肥反应速率,降低了生产成本。

堆肥反应器对人粪便中不同有机成分的降解特性

以锯末作为微生物载体,每天定时、定量投加人粪便,考察了好氧堆肥反应器对人粪便中不同有机成分的降解特性,同时分析了反应器内自由空域(FAS)随时间的变化规律。在33 d的试验周期内,好氧堆肥反应器可有效降解人粪便中的有机物,脂类和总糖含量逐渐降低,半纤维素含量则先快速下降后缓慢上升,三者的最终含量分别为1.04、3.39和51.9 mg/g,总降解率分别达到94.70%、78.89%和68%;灰分含量随着反应时间的延长而不断增加。FAS值从反应初期的0.77缓慢下降到末期的0.69,表明在试验周期内始终处于好氧堆肥条件。