试析畜禽粪便厌氧干发酵处理搅拌反应器的研究设计

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1、华中农业大学硕士学位论文畜禽粪便厌氧干发酵处理搅拌反应器的研究设计姓名：甘如海申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：张衍林20040501摘要随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，畜禽肉类的社会需求不断增加，特别是大中城市。因此近些年在城郊地区一批大中型规模化养殖场象雨后春笋般涌现。然而伴随着养殖场增长的同时却看不到一些相应有效的手段和措施及时跟进，来处理其产生的大量的废弃物，而其主要成分便是畜禽粪便，一种非常有利用前景和价值的有机废弃物。带来的直接后果便是严重的环境污染，其中包括土壤、水质和空气的全方位污染。根据科学的处理工艺开发一套性能优良的生物质处理设备来处理规模

2、化养殖场产生的固形粪污便是本课题要解决的问题。本文在广泛了解国内外生物反应器的发展现状的基础上，综合分析了当前反应器的特点和要求，根据本课题采用的反应工艺要求结合养殖场粪污的物性特性创造性的提出采用卧式搅拌反应器来处理畜禽粪便。本课题分析了物料在发酵反应过程中物料性质的变化，包括体积变化规律及流变特性，得出物料在发酵过程中的体积变化规律和在发酵各个阶段的流变特性模型参数。在深入了解物料发酵过程中的物性特征变化规律的基础上，结合生物反应学原理，本课题设计制造了卧式搅拌反应器。采用浓度法对搅拌反应器器的搅拌性能进行了试验分析，得出了搅拌器的混合过程曲线、特性曲线和转速与混合时间关系的特

3、性曲线，为反应器的操作提供基础和参考数据。对反应器的发酵性能进行了正交试验，分析得出较优的发酵操作参数为：发酵前半段时间以搅拌转速30rpm和搅拌周期6h为优，第二阶段以搅拌转速为60rpm及搅拌周期为6h为优。针对本研究存在的不足之处，今后还应着重对反应器更大范围的操作方式作进一步的试验研究：开发适用于本技术的自动控制及检测系统，以满足规模化生产要求a关键词：体积膨胀系数：流变特性；卧式搅拌器；搅拌性能：发酵性能操作参数ABSTRACTAlongwiththedevelopmentofthesocialeconomyandtheincreaseofpeople’Sstandard

4、ofliving，thesocialdemandofthepoultryanddomesticanimalmeathavebeenincreasing．So，manybigormiddlescalefeedingplantsofpoultryanddomesticanimalhavebeenappearinglikethebambooshootsinspringafterrain．HoweveawiththedevelopmentofthefeedingplantsthereisnOrelevantmeansandmeasurecometothetruetodisposethelo

5、tsofdcjecta,akindofavailableorganicpolluterejectamenta．Asaresult，theenvironmentalproblembecomemoreserious．Allaspectofpollutioncomeintobeingincludetheairpollutionwaterpollutionandsoilpollution．Developingasuitofadaptiveandeffectiveequipmenttoresolvetheenvironmentalproblemberesultedinbytheorganic

6、polluteistheprimaryissueinthispaper．Basedoneury—understandingthetechnologyofbioreactor,accordingasthedemandofthetechnicsofthiskindofreactionandtherheologyofthematerial，weintroducedinacreativewaythehorizontalstirringreactortodisposethedejecta．Thechangeofthematerialproperties，includethevolumeand

7、therheology,intheprocessofzymolysisisthoroughdiscussedinthetext，andthetestprovethatthismaterialisakindofpseudoplasticfluid．Byemphaticallystudiedtheregularpatternofthismaterial，accordingtotheprincipleofreactology,wedesignedthekemelpartof