厨余垃圾好氧堆肥中氧气浓度时空分布建模与调控

摘要

厨余垃圾好氧堆肥作为资源化和无害化处理有机废弃物的重要方式，在城市固体废弃物管理和农业循环利用中具有显著优势。氧气作为好氧堆肥过程中微生物代谢的关键环境因子，其浓度的时空分布直接影响有机质降解速率、堆肥过程稳定性及最终产物质量。传统的堆肥通风与曝气策略难以精准匹配堆体不同部位的需氧状况，导致氧气分布不均、局部厌氧等问题。本文基于传质扩散与微生物动力学理论，系统梳理厨余垃圾好氧堆肥氧气浓度时空分布特征，建立数学建模体系，分析影响氧气分布的主要因素。研究通过模拟与实测结合，提出以分层曝气、动态调控和智能反馈为核心的优化调控方案。结果显示，优化后的调控措施显著提升了堆体氧气均匀性和堆肥效率，降低了厌氧区比例，实现了堆肥过程的精细化和智能化管理。文章还对智能传感、数据驱动建模和物联网技术在未来堆肥管理中的应用进行了展望。