基于EDEM的猪粪接触参数标定

为准确快速获得畜禽粪便的接触参数,该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角,建立了含水率与堆积角的回归方程;基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型,进行了离散元仿真模拟;采用筛选试验设计(Plackett-BurmanDesign,P-BD)对10个初始参数进行了筛选,发现JKR(Johnso-Kendall-Roberts)表面能、颗粒间滚动摩擦系数、颗粒间碰撞恢复系数对猪粪堆积角影响显著;并根据响应曲面试验设计(Box-BehnkenDesign,B-BD)建立了堆积角与显著性参数的二阶回归模型,得到了3个显著性参数值分别为JKR表面能0.03J/m~2、颗粒间滚动摩擦系数0.27、颗粒间碰撞恢复系数0.54;将仿真所得堆积角与物理试验值进行对比验证,相对误差为4.27%。结果表明,该研究提出的标定方法能准确模拟物理堆积试验,可为畜禽粪便接触参数的标定提供参考。     

中国农村厕所改造及粪污处理标准体系研究

农村无害化卫生厕所改造可以有效地减少农村地区粪-口传播疾病的发病率，保障人民群众身体健康和生活品质。2018年以来，农业农村部会同有关部门积极行动，大力推进农村厕所革命，取得了积极成效。然而，一些地方农村厕所"建不好、用不好、不好用"等情况仍有发生，究其根源，农村厕所改造及粪污处理标准规范缺失是重要原因。农村厕所改造及粪污处理标准体系是科学指导农村改厕和粪污资源化利用、规范行业进步和产业发展的重要手段。该研究从基础、通用、专用标准3个层次，系统梳理了中国农村厕所改造及粪污处理现行国家和行业标准，分析了存在的问题，明确了标准体系构建原则和目标，研究构建了标准体系结构和框架，提出了标准体系重点内容和制修订建议，以期为推动中国农村厕所革命提供支撑。     

农村户用厕污堆肥反应器设计与试验

针对农村户用厕所环境条件差、厕污处理困难等问题,该研究研制了一种具有负压抽吸进料-螺旋盘管曝气-膜辅助加热功能的110 L农村户用厕污堆肥反应器。根据工程热力学和生物学原理,设计了厕污负压抽吸进料机构、螺旋盘管曝气系统和膜辅助加热机构等关键部件,集成反应器控制单元,并开展反应器性能试验。试验结果表明:堆肥高温期(50℃)维持5d,连续发酵15d后,蛔虫卵死亡率达到100%,大肠菌值检测为46个/g(≤100个/g),种子发芽指数为88.4%,满足《粪便无害化卫生标准》要求。该研究可为农村户用厕污无害化处理及肥料化利用提供装备支撑。     

基于EDEM的餐厨垃圾组成颗粒间接触参数标定

餐厨垃圾原料复杂，导致其好氧堆肥原料混合过程仿真研究中存在参数不易获取的问题。该研究通过物理堆积试验与EDEM仿真试验结合的方法对餐厨垃圾接触参数进行了标定，通过Plackett-Burman(P-B)试验对9个待标定参数进行显著性筛选。结果表明，颗粒滚动摩擦系数、Johnso-Kendall-Roberts(JKR)表面能、颗粒与几何体间静摩擦系数对餐厨垃圾堆积角的影响显著；采用爬坡试验和Box-Behnken(B-B)试验，获得显著影响参数的最优值区间与最优值组合：餐厨垃圾-餐厨垃圾滚动摩擦系数为0.11、JKR表面能为0.13 J·m^-2、餐厨垃圾-不锈钢静摩擦系数为0.73。仿真试验验证结果平均相对误差为4.3%，说明标定餐厨垃圾接触参数具有可靠性。研究结果可为餐厨垃圾处理和资源化利用设备的仿真研究提供参考。     

中国寒旱区农村卫生旱厕技术调研及评价

随着中国农村人居环境整治力度的不断增强，农村厕所环境得到了极大改善。但中国寒冷、干旱地区受制于地理气候条件限制，导致传统"水冲式厕所+污水处理厂"的处理模式无法大规模使用，而传统旱厕又很难满足当前对粪污处理的卫生及无害化要求，亟需研发建设适合于寒冷、干旱地区的卫生旱厕。该研究对全国57个县（市、区）进行了走访调研，结合文献资料，结果如下：针对目前国内寒冷、干旱地区常用的卫生旱厕处理技术进行了归纳总结，主要包括好氧发酵技术和兼氧贮存技术两种，涵盖了堆肥式厕所、微生物降解式厕所、粪尿分集式厕所、双坑交替式厕所、太阳能干化式厕所5种类型厕所，对5种类型厕所进行卫生学和经济学对比评价，发现采用好氧发酵技术的微生物降解式厕所和生物堆肥式厕所对比其余3种采用兼氧贮存技术类型的厕所粪污处理效果显著，尤其是在粪污病原微生物的处理效果方面，具有灭活效果显著且处理时间短等优点。采用兼氧贮存技术的3种类型厕所在采购成本、运行成本及经济效益方面优势显著，但粪污处理效果不够理想。以上结果为后续研究基础，以期为中国农村"厕所革命"下一阶段厕所改造过程中卫生旱厕的选择提供参考。     

农村厕所粪污无害化处理技术研究进展

农村厕所粪污无害化处理对于预防粪口传播疾病和控制粪污环境污染，推动我国农村“厕所革命”，实现乡村振兴战略目标具有重要意义。本文对国内外的厕所粪污处理技术进行了梳理总结，分析了现有处理技术的优缺点和限制因素。结合当前我国厕所粪污处理现状及需求，提出应重视粪尿源头分离、加强节水型厕所研发，为粪污快速减量化和资源化提供先决条件。同时结合厕所粪污特性的梳理，提出应加强粪污农用验证和环境风险评价等研究，旨在为农村改厕技术产品选择以及粪污处理利用提供参考和借鉴。