發(fā)布時(shí)間：2020-09-19 17:15

　　 畜禽糞便堆肥是農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的重要途徑,可有效解決畜禽糞便造成的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用,符合低碳環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的要求。堆肥過(guò)程中,物料含水率過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)影響到堆肥微生物的發(fā)酵效果,并最終影響堆肥的腐熟效果。堆肥物料含水率在線檢測(cè)對(duì)及時(shí)掌握堆肥信息、優(yōu)化堆肥工藝參數(shù)及控制堆肥進(jìn)程十分重要。與其它含水率在線檢測(cè)方法相比,頻域反射法(Frequency domain reflectometry,簡(jiǎn)稱FDR)通過(guò)物料的介電常數(shù)來(lái)確定含水率,具有操作簡(jiǎn)單、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)等優(yōu)點(diǎn),已在土壤含水率檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。與土壤相比,畜禽糞便堆肥過(guò)程中物料容重及溫度變化范圍較大,通常容重的變化范圍為600-800kg/m~3,溫度的變化范圍為20-70℃。而現(xiàn)有FDR均是針對(duì)土壤特性設(shè)計(jì)的,畜禽糞便堆肥物料介電常數(shù)及頻域介電性變化范圍與土壤不同,因此采用現(xiàn)有FDR檢測(cè)堆肥物料含水率誤差較大,精度低。為解決這一問(wèn)題,本文在總結(jié)前人研究成果基礎(chǔ)上,主要進(jìn)行了以下研究工作:將豬糞秸稈混合物料放入內(nèi)徑40cm高60cm的發(fā)酵罐進(jìn)行堆肥試驗(yàn),采用5cm、10cm、15cm及20cm探針長(zhǎng)度的FDR水分傳感器,分別檢測(cè)不同容重和不同溫度物料含水率,將含水率檢測(cè)值與烘干法檢測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析及回歸分析,確定了堆肥物料含水率的最優(yōu)探針長(zhǎng)度。設(shè)定堆肥物料不同容重水平、不同溫度水平及不同初始含水率水平,在無(wú)水分蒸發(fā)的條件下,進(jìn)行了FDR水分傳感器檢測(cè)物料含水率單因素試驗(yàn)。比較了FDR含水率檢測(cè)值與烘干法檢測(cè)值的偏差,分析了含水率、溫度及容重3個(gè)因素分別對(duì)FDR檢測(cè)值偏差的影響規(guī)律。應(yīng)用響應(yīng)曲面法(Design expert)設(shè)計(jì)并完成了容重、溫度及初始含水率為影響因素的3因素3水平正交試驗(yàn),建立了不同含水率物料在不同溫度及不同容重情況下對(duì)FDR含水率檢測(cè)值的響應(yīng)曲面模型,將樣本模型的含水率計(jì)算值與烘干法檢測(cè)值進(jìn)行了多項(xiàng)式回歸,得出了FDR含水率檢測(cè)值的優(yōu)化模型。將優(yōu)化模型嵌入堆肥含水率在線檢測(cè)系統(tǒng)并進(jìn)行了堆肥含水率檢測(cè)試驗(yàn),驗(yàn)證了優(yōu)化模型的正確性及堆肥含水率在線系統(tǒng)的可靠性。
【學(xué)位單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S141.4
【部分圖文】：

g。酵物料樣本在 75℃下烘至恒重，約 24 小時(shí)[17]，干耗時(shí)較長(zhǎng)，缺乏時(shí)效性等缺點(diǎn)，只適合在小型掌握物料含水率信息，有利于及時(shí)對(duì)其他相關(guān)參中包括張力計(jì)法、射線法、中子法、電阻法和介壤含水率受土壤孔隙間的毛管引力和土壤的分子含水率[18]，其原理圖 1-1 所示。1992 年 Gardne力[19]。Rechard 等對(duì)原有的張力計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，力計(jì)結(jié)構(gòu)和工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，可實(shí)范圍對(duì)土質(zhì)要求較高，只有當(dāng)物料中的水分負(fù)壓效。而堆肥物料與土壤相比，質(zhì)地較為疏松，物要求，故采用張力計(jì)法檢測(cè)堆肥物料含水率存在

圖 1-2 射線法工作原理圖Figure 1-2 Ray Method Working principle diagram五十年代被廣泛應(yīng)用于土壤的含水率[24-26]。中子粒和水的原子散射，通過(guò)中子儀檢測(cè)土壤中衍射圖 1-3 所示。中子法檢測(cè)含水率速度快且精度高較深層物料的含水率，檢測(cè)淺層物料含水率時(shí)，重偏差[28]。此外，中子法存在輻射問(wèn)題，不便于點(diǎn)，中子法在堆肥水分中的應(yīng)用受到了極大限制

圖 1-2 射線法工作原理圖Figure 1-2 Ray Method Working principle diagram五十年代被廣泛應(yīng)用于土壤的含水率[24-26]。中子粒和水的原子散射，通過(guò)中子儀檢測(cè)土壤中衍射圖 1-3 所示。中子法檢測(cè)含水率速度快且精度高較深層物料的含水率，檢測(cè)淺層物料含水率時(shí)，重偏差[28]。此外，中子法存在輻射問(wèn)題，不便于點(diǎn)，中子法在堆肥水分中的應(yīng)用受到了極大限制

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2822786