一种堆肥工艺效能评价方法技术

本发明专利技术公开了一种堆肥工艺效能评价方法，包括以下步骤：选择能够反映堆肥工艺效能的评价因子；各评价因子分为优秀、良好、一般和差四个等级，确定各评价因子的分级标准；检测评价因子的实际测量值，对评价因子的实际测量值进行隶属度函数计算，得到隶属度矩阵R；将各评价因子实测值进行标准化处理后得到各评价因子实测值权重分配矩阵A；通过各评价因子实测值权重分配矩阵A与隶属度评价矩阵R进行复合运算得到结果矩阵B，根据最大隶属度原则判断堆肥工艺效能。本发明专利技术的堆肥工艺效能评价方法，方法简单，结果准确，效率高，解决了现有的堆肥中由于主观影响而导致的评价结果不可信的问题，为堆肥性能改善提供了参考依据。为堆肥性能改善提供了参考依据。

【技术实现步骤摘要】
一种堆肥工艺效能评价方法


[0001]本专利技术涉及堆肥
，具体涉及一种堆肥工艺效能评价方法。

技术介绍

[0002]当前畜禽粪便产生量大，畜禽粪便随意排放将会污染环境，若采取资源化的方式处置畜禽粪可创造客观的经济价值。但是畜禽粪便组成成分复杂，含有丰富的有机物、氮、磷等营养成分同时还混杂着重金属、抗生素、微塑料等有害成分。当前畜禽粪便主要的资源化利用方式有热转换和生物堆肥两种，但是大部分畜禽粪便含水率较高燃烧热值较低，故生物堆肥是畜禽粪便高值化利用的良好途径。
[0003]现阶段，堆肥工艺比较粗放，且没有一套行之有效的工艺评价体系。建立一套堆肥工艺效能评价体系能够利用数值分析的方法辅助决策，促进行业整体水平的提高，有利于环境友好型社会建成。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在无法有效评价堆肥工艺的影响因素的问题，本专利技术的目的在于提供一种堆肥工艺效能评价方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种堆肥工艺效能评价方法，包括以下步骤：
[0007](1)选择能够反映堆肥工艺效能的评价因子；各评价因子分为优秀、良好、一般和差四个等级，确定各评价因子的分级标准；检测堆肥的评价因子的实际测量值，对评价因子的实际测量值进行隶属度函数计算，得到隶属度矩阵R；
[0008](2)将各评价因子实测值进行标准化处理后得到各评价因子实测值权重分配矩阵A；
[0009](3)通过各评价因子实测值权重分配矩阵A与隶属度评价矩阵R进行复合运算得到结果矩阵B，根据最大隶属度原则判断堆肥工艺效能。
[0010]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，步骤(1)中，评价因子包括温度性能、搅拌性能、熟料性能、能耗性能、环保性能和成本性能六个准则层；温度性能是指整个工艺运行过程中堆体的综合导热系数和堆肥高温及其持续时间；搅拌性能是指堆体物料在经过搅拌后的混合均匀程度；熟料性能是指堆肥完成后熟料的各项理化指标占比；能耗性能是指整个堆肥工艺运行过程中的能耗；环保性能是指整个堆肥工艺运行过程中各项污染物的相关指标；成本性能是指整个堆肥工艺运行过程中成本相关指标；本专利技术从温度性能、搅拌性能、熟料性能、能耗性能、环保性能和成本性能等方面反应堆肥工艺效能，不但全面而且精简，解决了现有标准的指标不能全面反应堆肥工艺效能的技术问题。
[0011]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，温度性能包括导热系数(w
·
(m2·
K)
‑1)、高温持续时间(d)和堆肥温度(℃)；高温持续时间为堆肥温度分级标准中规定温度持续时间；导热系数值，是指使1平米的堆体上升一度需要的能量。
[0012]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，搅拌性能包括堆体氧含量变异系数(％)和堆体原料变异系数(％)；堆体氧含量变异系数通过土壤含氧量仪测定堆体氧含量，变异系数即数学上的变异系数，在堆体中任取10个点测定含氧量后计算；堆体原料变异系数，首先测定原料总氮值(碱性过硫酸钾消解
‑
分光光度法)记为A，后取10个点测定堆体的总氮值记为B，C＝B/A，计算C的变异系数完成堆体原料变异系数的计算。
[0013]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，熟料性能包括C/N、TOC含量、平均氧含量、种子发芽指数、腐殖酸转化率、氮素转化率；种子发芽指数测试参照《有机肥料》(NY/T 525
‑
2021)；腐殖酸转化率，腐殖酸测定参考现有技术《黑土腐殖酸的近红外光谱测定》(范如芹，申燕等)，堆肥前后测定两次后计算转化率；氮素转化率，测定堆肥前堆体总氮和堆肥后堆体总氮，计算转化率。
[0014]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，能耗性能为耗能量；耗能量为1吨熟料消耗的电度数。
[0015]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，环保性能包括N2O排放速率、重金属钝化率、抗性基因削减率；N2O测定参考现有技术《等氮滴灌对宿根蔗产量及土壤氧化亚氮排放的影响》(赵国胜、李伏生等)；重金属钝化率测定参考现有技术《添加剂对好氧堆肥过程氮素固持和重金属钝化过程的影响》(徐荣、朱凌宇等)；抗性基因削减率测定参考现有技术《Efficient reduction of antibiotic residues and associated resistance genes in tylosin antibiotic fermentation waste using hyperthermophilic composting》(DOI:10.1016/j.envint.2019.105203)。
[0016]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，成本性能包括固定成本和运行成本，单位为万元。
[0017]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，步骤(1)中，各评价因子的分级标准为优秀时的分级标准为：
[0018]导热系数(w
·
(m2·
k)
‑1)为1.0；高温持续时间(d)为10；堆肥温度(℃)为80；堆体氧含量变异系数(％)为8；堆体原料变异系数(％)为8；C/N为17；TOC含量(％)为35；平均氧含量(％)为18；种子发芽指数GI(％)为90；腐殖酸转化率(％)为90；氮素转化率(％)为85；耗能量(度电/(t熟料))为120；N2O排放速率(mg(m2·
h)
‑1)为2；重金属钝化率(％)为70；抗性基因削减率(％)为95；固定成本(万元/(t
·
d))为2；运行成本(万元/(t
·
d))为0.03。
[0019]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，步骤(1)中，各评价因子的分级标准为良好时的分级标准为：
[0020]导热系数(w
·
(m2·
K)
‑1)为1.5；高温持续时间(d)为7；堆肥温度(℃)为70；堆体氧含量变异系数(％)为10；堆体原料变异系数(％)为10；C/N为20；TOC含量(％)为28；平均氧含量(％)为15；种子发芽指数GI(％)为70；腐殖酸转化率(％)为80；氮素转化率(％)为75；耗能量(度电/(t熟料))为130；N2O排放速率(mg(m2·
h)
‑1)为3；重金属钝化率(％)为60；抗性基因削减率(％)为85；固定成本(万元/(t
·
d))为3；运行成本(万元/(t
·
d))为0.05。
[0021]优选的，这种堆肥工艺效能评价方法，步骤(1)中，各评价因子的分级标准为一般时的分级标准为：
[0022]导热系数(w
·
(m2·
K)
‑1)为2.0；高温持续时间(d)为5；堆肥温度(℃)为60；堆体氧含量变异系数(％)为15；堆体原料变异系数(％)为15；C/N为22；TOC含量(％)为22；平均氧
含量(％)为12；种子发芽指数GI(％)为60；腐殖酸转化率(％)为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆肥工艺效能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择能够反映堆肥工艺效能的评价因子；各评价因子分为优秀、良好、一般和差四个等级，确定各评价因子的分级标准；检测评价因子的实际测量值，对评价因子的实际测量值进行隶属度函数计算，得到隶属度矩阵R；(2)将各评价因子实测值进行标准化处理后得到各评价因子实测值权重分配矩阵A；(3)通过各评价因子实测值权重分配矩阵A与隶属度评价矩阵R进行复合运算得到结果矩阵B，根据最大隶属度原则判断堆肥工艺效能。2.根据权利要求1所述堆肥工艺效能评价方法，其特征在于，步骤(1)中，所述评价因子包括温度性能、搅拌性能、熟料性能、能耗性能、环保性能和成本性能六个准则层。3.根据权利要求2所述堆肥工艺效能评价方法，其特征在于，所述温度性能包括导热系数、高温持续时间和堆肥温度。4.根据权利要求2所述堆肥工艺效能评价方法，其特征在于，所述搅拌性能包括堆体氧含量变异系数和堆体原料变异系数。5.根据权利要求2所述堆肥工艺效能评价方法，其特征在于，所述熟料性能包括C/N、TOC含量、平均氧含量、种子发芽指数、腐殖酸转化率、氮素转化率。6.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周顺桂，林皓，叶捷，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：