如今,作为一种安全有效的处理固体废物的方法,并可以使得废物中的有机物和营养元素重新利用,堆肥在废物处理规划以及农业种植等方面都扮演着非常重要的角色,且有着广阔的应用前景。现代的堆肥工厂必须遵循严格的环境准则,包括气体的散发,比如恶臭。若要符合准则的要求,设计堆肥厂必须进行反复试验。这种方法花费大、消耗时间多、执行性差且常常得出无效的结果。而数学的反应堆模型可以做为一个基本的工具,加快和优化工艺流程设计、进行系统分析以及操作指导。然而,到目前为止几乎所有的反应器模型都是基于经验模型,这类模型不具备普适性,因而结果也不能得到广泛的应用。所以,为了实现设计和分析上更大的通用性,必须建立一个关于堆肥动力学的理论模型。氧气吸收率(OUR)是指单位时间单位体积堆肥块所吸收氧气的量,由于直接与堆肥反应关联,OUR是好氧堆肥过程最主要的比率指标。它与微生物的反应、热量的产生线性相关,而且是堆肥稳定性的直接衡量标准。又由于通入过多氧气会使大量热量通过水分蒸发而散失,降低堆温;氧气通入不足又会使厌氧菌大量繁殖,挥发气体,产生恶臭,降低堆肥速率,而确定了OUR就可以确定任一时刻最佳的氧气通入量,因此OUR的研究具有很强的实践指导意义。因此本文在前人工作的基础上,从好氧堆肥单个颗粒的内部结构分析入手,建立了一个模拟堆肥过程OUR变化的动力学模型。建模过程综合运用了生化反应动力学、物质传递等原理,并设计试验进行了验证,结果基本符合实际情况。此模型具有较为广泛的适用性,可以起到优化堆置过程控制、辅助工艺流程设计和系统分析的作用。