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时间:2019-05-15
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1、第26卷第11期中国给水排水V01.26No.1l2010年6月CHINAWATER&WASTEWATERJun.2010劫爨污泥处理与处置毳畦}《好氧生物堆肥中温度\氧气和水分模型的研究进展张军,陈同斌,高定,郑国砥(中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心,北京100101)摘要:研究堆肥过程中温度、氧气浓度和水分含量动态变化的数学模型,对于提高堆肥效率和改进工艺具有重要的指导意义。在模拟堆体温度变化时,大多数研究者未考虑堆体温度的空间差异,进行均匀性假设而建立能量平衡方程,仅有少数模型描述了堆体内的传热过程。温度模型
2、对温度一时间曲线的模拟效果与有机质降解模型有关,其中经验模型和一级反应模型的模拟效果较好,Monod模型的模拟效果则较差。氧气模型可分为反应、反应一对流、对流一挥发和反应一对流一扩散等4种模型,现有的氧气模型对氧气浓度一时间曲线的变化趋势预测较好,但对氧气浓度值模拟相对较差。水分模型可分为对流、反应一对流、反应一蒸发和反应一对流一扩散等4种模型,前两种模型对堆肥最终含水率的模拟效果较好,但缺乏过程数据。在总结现有模型的基础上,提出了好氧生物堆肥过程中温度、氧气和水分模型未来的研究方向。关键词:好氧堆肥;数学模型;温度;氧气;
3、水分中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1000—4602(2010)11—0148—05ResearchProgressinMathematicalMelsofTemperature,OxygenandMoistureinAerobicCompostingProcessZHANGJun,CHENTong—bin,GAODing,ZHENGGuo—di(CenterforEnvironmentalRemediation,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesR
4、esearch,ChineseAcademyofSciences,Beo'ing100101,China)Abstract:Themathematicalmodelsoftemperature,oxygenandmoistureduringthecompostingareimpoaanttoincreasethecompostingeficiencyandimprovetheprocess.Inthesimulationoftempera—turevariationincompostpile,mostresearchersb
5、uildtheenergybalanceequationwiththehomogeneoushypothesis,withoutconsideringthespatialvariationoftemperature,andonlysomemodelsexplaintheheattransferbetweenlayersofthematrix.Thesimulationfitnessoftemperature—timeprofilefromthetem—peraturemodelisrelativetothebiodegrad
6、ationmodelsoforganicmatter,inwhichtheempiricalmodelandfirst—ordermodelarebetterthantheMonodmode1.Theoxygenmodelsaredividedintofourtypes:reaction,reaction-convection,convection—volatilizationandreaction—convection—diffusion.Mostmodelsofoxygeneffectivelysimulatethetr
7、endofoxygen—timeprofilesandpoorlysimulatetheoxygenconcentration.Themoisturemodelsaredividedintofourtypes:convection,reaction-convection,reaction-volatilizationandreaction-convection—diffusion.Thefirsttwomodelsofmoistureeffectivelysimulatethefinalmoistureofthecompos
8、t,butintheabsenceofprocessdata.Somesuggestionsaregivenforthefutureresearchof基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAJ10B04);国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA06Z384)·l48·张军
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