规模化好氧堆肥底部曝气系统管道内流场仿真与试验

作     者：彭智昊 郭兴强 于双 黄光群 史苏安 何雪琴 PENG Zhihao;GUO Xingqiang;YU Shuang;HUANG Guangqun;SHI Suan;HE Xueqin

作者机构：中国农业大学工学院北京100083 青岛中海环境工程有限公司青岛266041 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第8期

页      面：198-206页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然基金青年项目(52200182) 国家重点研发计划项目(2022YFD2002103) 

主　　题：堆肥 仿真模拟 规模化好氧堆肥 底部曝气 管道流速分布 均匀性分析 

摘      要：规模化好氧堆肥通过微生物的作用将较大堆体中的有机物质分解,转变成为稳定的腐殖质,是解决畜禽粪便污染问题实现其资源化利用的有效途径。底部曝气作为规模化好氧堆肥工程实施的关键研究对象。有效设计底部曝气系统可提高输氧效率,抑制局部厌氧环境的形成,改善堆肥环境。该研究基于4种规模堆体(48、90、180、270 m^(3))所需风机和管道参数;建立了底部曝气系统流场模型,模拟分析了通风管道内及通风孔处的流速分布;并依据实例进行了深入分析。结果表明,对于较小规模堆体(48、90 m^(3)),不同布风方式对管道内和通风孔处流速分布的均匀性影响不大,而渐密布孔相比于均匀布孔可以提高其均匀性。对于较大规模堆体(180、270 m^(3)),可通过铺设多排管道的方式来提高其均匀性,其中四管相比于三管可以减少10%的动能损失;基于对工厂100 m^(3)堆体的实例仿真,发现仿真得到的流速与实际测量值没有显著差异,该研究结果可为后续工程建设提供理论依据和数据支撑。