好氧堆肥系统的设计及实验研究

发布时间：2017-09-27 14:01

  本文关键词：好氧堆肥系统的设计及实验研究

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【摘要】：本论文设计了一种内部曝气与测温的搅拌式好氧堆肥装置,通过预实验中曝气方式和曝气量的不同,对堆体温度等数据进行测定,实验数据与利用好氧堆肥装置进行堆肥数据进行对比,提升好氧堆肥装置堆肥效率;通过对牛粪力学性质的测定,利用ANSYS软件对装置的搅拌部分进行了应力应变和疲劳分析,对危险截面经了预防与处理,提升了装置的使用寿命,改善装置的结构;通过预实验中温度曲线变化对堆肥装置控制部分进行程序设计,使堆肥装置的温度变化曲线近似拟合实验数据,进一步提高堆肥效率。主要研究结果如下:(1)通过对堆体进行搅拌频率与曝气量进行正交实验,发现内部曝气较外部曝气,进入高温期时间提前3~4天,在高温阶段,高温天数时间延长2~3天。(2)堆肥过程中,堆体上中下三层温度变化成由高到低下降趋势,含水率,有机质,容重曲线震动下降,说明随着好氧发酵的进行,微生物对有机质的反应由低到高在降低,堆体的电导率逐渐上升,表明随着堆肥的进行,堆体所产生的溶解盐呈上升趋势。(3)利用ANSYS软件对装置搅拌机构进行受力仿真,计算出装置的使用寿命与危险区域处于桨叶与搅拌轴的连接处向外0~25mm区域内,在实际加工过程中对相应部位进行加固处理,降低危险区域。(4)利用装置进行堆肥实验,与预实验进行对比,得出温度曲线等实验数据,与预实验数据相比,验证内部曝气效果优于外部曝气。
【关键词】：好氧堆肥 搅拌 曝气 仿真
【学位授予单位】：塔里木大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 畜禽粪便排放现状及污染8-12
• 1.1.1 空域污染9
• 1.1.2 酸化污染9-10
• 1.1.3 富营养化污染10
• 1.1.4 高温好氧堆肥技术10-12
• 1.2 好氧堆肥工艺技术12-14
• 1.2.1 通风条垛被动式堆肥系统12
• 1.2.2 通风条垛强制式堆肥系统12-13
• 1.2.3 反应釜堆肥系统及其分类13-14
• 1.3 堆肥化过程的影响因素14-16
• 1.3.1 物料14
• 1.3.2 温度14-15
• 1.3.3 含水率15
• 1.3.4 曝气供氧15
• 1.3.5 碳氮比15
• 1.3.6 p H15
• 1.3.7 空隙率15-16
• 1.4 研究意义16
• 1.5 研究目的16
• 1.6 研究内容16-17
• 1.7 技术路线图17-18
• 第2章 好氧堆肥预实验18-26
• 2.1 实验材料与方法18-20
• 2.1.1 实验方法18-19
• 2.1.2 堆肥的工艺条件19
• 2.1.3 堆肥样品指标分析方法19-20
• 2.1.4 数据处理方法20
• 2.2 实验研究20-26
• 2.2.1 曝气进程对牛粪堆肥过程温度变化曲线的影响20-22
• 2.2.2 曝气进程对牛粪堆肥过程有机物变化曲线的影响22-23
• 2.2.3 曝气进程对牛粪堆肥过程容重时空变化曲线的影响23-24
• 2.2.4 曝气进程对牛粪堆肥过程电导率变化曲线的影响24-26
• 第3章 实验装置机械设计26-41
• 3.1 装置工作原理26-28
• 3.2 装置设计28-34
• 3.2.1 反应器有效空间的设计28
• 3.2.2 搅拌系统的设计28-31
• 3.2.3 控制系统设计31-34
• 3.3 基于有限元对对装置进行仿真分析34-41
• 3.3.1 前处理34-35
• 3.3.2 加载并求解35-39
• 3.3.3 后处理39
• 3.3.4 危险区域的预防与处理39-41
• 第4章 堆肥装置实验41-45
• 4.0 实验设计41
• 4.1 实验结果分析41-45
• 4.1.1 温度曲线对比41-42
• 4.1.2 温含水率曲线对比42-43
• 4.1.3 容重曲线对比43
• 4.1.4 电导率曲线对比43-45
• 第5章 结论与展望45-47
• 5.1 论文主要研究结论45
• 5.2 论文创新点45-46
• 5.3 论文展望46-47
• 附录47-56
• 附录A ANSYS仿真结果47-49
• 附件B PLC程序49-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 作者简历60

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本文编号：930051