【摘要】：在系統(tǒng)研究文獻(xiàn)資料的前提下，從好氧堆肥化的生化反應(yīng)機(jī)理、微生物的生物特性及降解生態(tài)學(xué)過程、降解過程中的能態(tài)變化和堆肥過程中的動力學(xué)方面對有機(jī)固體廢物好氧堆肥過程中微生物降解有機(jī)質(zhì)的微觀機(jī)理進(jìn)行了全面分析和探討，并對城市有機(jī)固體廢物好氧堆肥工藝目前存在的問題進(jìn)行了總結(jié)。 在實驗室條件下進(jìn)行倉式好氧堆肥實驗，研究了城市有機(jī)固體廢物堆肥物料種類、溫度、含水率、固體顆粒粒度、碳氮比等因素對堆肥過程中TOC降解的影響。根據(jù)對這些影響因素的研究而得出最佳堆肥實驗條件為：溫度40-50℃、含水率50％、粒徑30mm、C／N比30：1。實驗結(jié)果說明為了保證倉式好氧堆肥反應(yīng)的順利進(jìn)行，上述幾個因素應(yīng)當(dāng)被嚴(yán)格的控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。另外，通過正交實驗設(shè)計對各影響因素進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)在研究的四個主要影響因素中含水率的影響作用最大，C／N比其次，溫度和物料的粒徑所起的影響作用最小。 還對富水型農(nóng)業(yè)植物廢物和其他典型城市植物固廢進(jìn)行了配料實驗。實驗結(jié)果表明富水型農(nóng)業(yè)植物廢物的有機(jī)質(zhì)降解率最高，達(dá)到了69％。富水型農(nóng)業(yè)植物廢物和其他植物固廢混合堆肥時能明顯提高其他植物固廢的降解率。富水型農(nóng)業(yè)植物廢物和其他典型城市植物固廢混合物的質(zhì)量比為2：1時，最高降解率39.1％。研究發(fā)現(xiàn)這與它們的組分有關(guān)，富水型農(nóng)業(yè)植物含水率高達(dá)80％以上，含有的有機(jī)物質(zhì)主要為易降解的蛋白質(zhì)、脂肪、纖維和其他碳水化合物，C／N比在10：1～35：1之間。在堆肥物料中加入富水型農(nóng)業(yè)植物廢物可使縮短堆肥的腐熟期縮短至20d，最低C／N比為18.5：1。 同時，本文就城市固廢好氧堆肥過程中氮的損失與防治技術(shù)也進(jìn)行了研究。本研究中采用0.18％磷酸氫鉀、0.06％磷酸氫鉀+15％鋸末屑混合物、30％鋸末屑(均為質(zhì)量百分含量)3種材料作為氨的吸附劑加入堆肥進(jìn)行氨損失控制實驗。結(jié)果表明，3種吸附料對氨的揮發(fā)都有抑制作用，，其中0.18％磷酸氫鉀的吸附作用最強(qiáng)，(0.06+15)％磷酸氫鉀+鋸末屑混合吸附料的作用次之，30％鋸末屑的吸附作用最低。三者總氮的損失率分別降低25％、23％、17％。但是，采用0.18％磷酸氫鉀會因磷酸氫鉀過量對堆肥性質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，包括降低堆料中pH值，影響微生物活性，最終影響有機(jī)質(zhì)降解率降低。相比較而言，采用(0.06+15)％磷酸氫鉀+鋸末屑混合吸附料效果很好，對氨吸附量高，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)降解率提高7％。 另外，對高溫好氧堆肥中微生物的生長特征和動力學(xué)還進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)微生物的生長受溫度影響很大，隨溫度變化呈波動性變化。同時，基于Logistic模型和Malthus模型，對微生物生長進(jìn)行分析，得到了描述堆肥過程中的微生物生長動力學(xué)模型和模型參數(shù)。用實驗數(shù)據(jù)與模型計算值進(jìn)行驗證比較，模型計算與實驗結(jié)果擬合良好，模型正 城市有機(jī)固體廢物倉式好氧堆肥忑藝改進(jìn)及理論研究 確地反映了高溫好氧堆肥中微生物的生長過程及其動力學(xué)機(jī)制。 在得到微生物的生長動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，研究了好氧堆肥中有機(jī)質(zhì)降解的動力 學(xué)，利用Luedeking一Pirct方程建立起好氧堆肥過程中有機(jī)質(zhì)降解的動力學(xué)模型 dS__，_、、人~~，。一一、~，，~，‘一一，‘，，，一，_，.，.，_.:、、，~_:l:_‘一二_一~ 一竺蘭=濘2萬，但這個模型是在高溫好氧堆肥中微生物的生長動力學(xué)基礎(chǔ)上建立起來的。 dt--------------一-一一 對實驗數(shù)據(jù)與模型計算值進(jìn)行驗證比較，模型計算值與實驗數(shù)據(jù)擬合良好。模型很好地 反映了好氧堆肥過程中有機(jī)質(zhì)降解的動力學(xué)特征。 最后，在全面分析城市固體廢棄物管理和規(guī)劃決策支持系統(tǒng)的需求狀態(tài)和特點的 基礎(chǔ)上，采用軟件工程的方法，面向用戶設(shè)計了一套決策支持系統(tǒng)軟件。該軟件庫包 括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和模型庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)又包括堆肥處理庫、填埋處理 庫、焚燒處理庫和綜合處理庫;模型庫管理系統(tǒng)又包括模型庫、模型數(shù)據(jù)庫和圖形數(shù) 據(jù)庫。該決策系統(tǒng)具有人機(jī)交互、信息支持、模型輔助決策以及處理方案生成、模擬 和評價等功能，并突出實用性、靈活性和可操作性。并在建立了規(guī)劃與決策系統(tǒng)中處 理方案的系統(tǒng)評估方法。 關(guān)鍵詞:好氧堆肥，下OC降解率，富水型農(nóng)業(yè)植物，氮損失，氨吸附劑， 動力學(xué)模型，決策支持系統(tǒng)。
【圖文】：

操作例圖
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：X705

【引證文獻(xiàn)】

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1 袁巧霞;田純焱;陳鋼;鐘輝;林貴英;;調(diào)理料對豬糞好氧堆肥特性的影響試驗[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2012年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 康軍;楊凌城市污泥高效好氧堆肥研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

2 余震;五氯酚污染土壤的堆肥修復(fù)及其微生物群落組成研究[D];湖南大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 方珊;厭氧干發(fā)酵后殘余物堆肥過程研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 張相鋒;秸稈糞便沼氣制肥聯(lián)產(chǎn)工藝及設(shè)備試驗研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

3 劉淑靜;污泥燃燒與污染排放特性研究[D];大連理工大學(xué);2007年

4 常馨月;鄉(xiāng)鎮(zhèn)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站及畜禽糞便綜合利用工程設(shè)計[D];吉林大學(xué);2012年

本文編號：2698315