孫金風(fēng), 李 炎，楊智勇，胡 龍，胡永涼

(1 湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 武漢 430068； 2 上海澤寧環(huán)?？萍加邢薰?，上海 201304)

人糞便中除含有大量氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素外，還含有大量的致病菌等污染物，嚴(yán)重危害人體健康[1]。目前，我國(guó)城鎮(zhèn)主要使用水沖廁所，農(nóng)村主要使用的是旱廁[2]，均沒(méi)有對(duì)人糞便進(jìn)行特別的處理，不但浪費(fèi)了水資源，而且浪費(fèi)了糞便中大量的營(yíng)養(yǎng)元素。將糞便進(jìn)行堆肥處理，不僅能夠消滅人糞便內(nèi)有害致病菌，而且能夠?qū)⑷思S便轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，實(shí)現(xiàn)對(duì)人糞便無(wú)害化、資源化的處理[3]。目前，市面上缺乏家用人糞便堆肥箱。本文設(shè)計(jì)的一種家用堆肥箱，布局合理，操作方便，具有自動(dòng)進(jìn)料、自動(dòng)堆肥、固液分離等功能。

1 家用堆肥箱總體設(shè)計(jì)

1.1 堆肥方法的選擇

堆肥是利用含有肥料成分的動(dòng)植物遺體或排泄物，加上泥土和礦物質(zhì)堆積，在高溫、多濕的條件下，經(jīng)過(guò)發(fā)酵腐熟、微生物分解而形成的一種有機(jī)肥料[4]。家用堆肥箱采用好氧堆肥工藝進(jìn)行堆肥，好氧堆肥反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高溫，能夠有效滅殺待堆肥物中的致病菌，使堆肥產(chǎn)物變得更加的安全和穩(wěn)定[5]。

1.2 堆肥箱的設(shè)計(jì)要求

家用堆肥箱在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足其堆肥的基本功能，在外觀上也要符合人的審美要求。因此，堆肥箱應(yīng)該具有以下幾點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)緊湊,滿足一般家庭放置條件；2)自動(dòng)進(jìn)料，自動(dòng)堆肥，使用方便；3)具有固液分離功能；4)密閉性好；5)滿足好氧堆肥的要求；6)造價(jià)合理，運(yùn)輸方便，滿足一般家庭的消費(fèi)需求。

1.3 堆肥箱總體規(guī)劃方案

堆肥箱主要由箱體、進(jìn)料系統(tǒng)、堆肥攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。

圖1為堆肥箱總體結(jié)構(gòu)圖。進(jìn)料系統(tǒng)安裝在堆肥箱箱體左側(cè)。堆肥轉(zhuǎn)鼓橫陳于箱體內(nèi)部，堆肥轉(zhuǎn)鼓底部設(shè)有兩個(gè)接料盤，左側(cè)接料盤收納從漏水孔中漏出的固體物質(zhì)，右側(cè)接料盤收納已堆好的肥料。加熱系統(tǒng)由風(fēng)熱裝置和輔熱裝置組成。輔熱裝置安裝在堆肥箱體底部，風(fēng)熱裝置固定安裝在堆肥箱體左側(cè)進(jìn)料端下部。通氣系統(tǒng)由進(jìn)氣口、排氣口和風(fēng)扇組件組成，進(jìn)氣口位于堆肥箱箱體右端，排氣口位于堆肥箱箱體左側(cè)頂部，風(fēng)扇設(shè)在排氣口內(nèi)側(cè)，排氣口外側(cè)接有排氣管道。

堆肥箱具體工作流程：堆肥箱進(jìn)污管與真空馬桶相連，當(dāng)真空泵啟動(dòng)信號(hào)傳入控制系統(tǒng)，真空泵將糞便污水導(dǎo)入堆肥轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，控制系統(tǒng)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)料絲桿運(yùn)轉(zhuǎn)，將堆肥輔料輸送到堆肥轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部?？刂葡到y(tǒng)接有時(shí)間繼電器，每個(gè)小時(shí)控制堆肥轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)一次，使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部堆肥物料得到均勻攪拌，混合，便于堆肥。在堆肥過(guò)程中，控制系統(tǒng)控制排氣口排氣小風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)堆肥轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部空氣循環(huán)，為堆肥過(guò)程提供所需氧氣。出肥時(shí)，整個(gè)過(guò)程只需打開出料口蓋，轉(zhuǎn)動(dòng)堆肥轉(zhuǎn)鼓即可完成出肥，出的肥料由接料盤接收。

1-進(jìn)料系統(tǒng)；2-排氣口；3-堆肥轉(zhuǎn)鼓；4-漏水孔；5-出料口； 6-進(jìn)氣口；7-排水口； 8-接料盤； 9-加熱系統(tǒng)； 10-進(jìn)污管圖1 堆肥箱總體結(jié)構(gòu)

2 家用堆肥箱主要系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 箱體設(shè)計(jì)

堆肥箱的箱體材料為聚丙烯加30%的玻璃纖維，長(zhǎng)度1137 mm，寬度708 mm,高度745 mm，能夠滿足一般家庭的放置條件。箱體內(nèi)部設(shè)有空腔，箱體分為上腔蓋和下腔體。圖2為堆肥箱箱體三維圖。在上腔蓋上設(shè)有觀察口，方便觀察堆肥箱內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)情況。在下箱體上，設(shè)有兩個(gè)取料口，取料的時(shí)候只需要打開取料口蓋，取出接料盤即可。考慮到堆肥箱良好的密閉性要求，觀察口、取料口以及上腔蓋和下腔蓋的閉合處，都安裝有密封條，保證堆肥箱良好的密封條件。

圖2 堆肥箱體

2.2 進(jìn)料系統(tǒng)設(shè)計(jì)

堆肥輔料是指為了保證堆肥過(guò)程順利進(jìn)行，提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，而在待堆肥物中添加的輔助物料[6-7]。家用堆肥箱進(jìn)料系統(tǒng)采用螺旋進(jìn)料方式，進(jìn)料系統(tǒng)主要由料斗、電機(jī)、螺旋絲桿組成。進(jìn)料系統(tǒng)長(zhǎng)216 mm，寬147 mm,高173 mm，料斗體積約為0.0047 m3，進(jìn)料能力為0.0175 t/h。圖3為進(jìn)料系統(tǒng)三維圖。進(jìn)料系統(tǒng)的原理是利用螺旋絲桿的旋轉(zhuǎn)，讓堆肥輔料與螺旋面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于堆肥輔料受到料槽或輸送管道間摩擦力的作用不與螺旋葉片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致堆肥輔料沿螺旋絲桿作軸向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)堆肥輔料的輸送。

圖3 進(jìn)料系統(tǒng)

2.3 攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

堆肥攪拌系統(tǒng)主要由減速電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、堆肥轉(zhuǎn)鼓組成。圖4為堆肥攪拌系統(tǒng)示意圖。為了使堆肥箱結(jié)構(gòu)更加的緊湊，堆肥攪拌系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)，從動(dòng)輪為轉(zhuǎn)鼓自身齒輪。傳動(dòng)齒輪參數(shù)為：模數(shù)m1=8,齒數(shù)z1=10，從動(dòng)輪參數(shù)為：模數(shù)m2=8，齒數(shù)z2=70，傳動(dòng)比為7，減速電機(jī)轉(zhuǎn)速9.3 r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)矩6 N·m。

1-傳動(dòng)齒輪;2-減速電機(jī)；3-電機(jī)安裝板;4-進(jìn)料口；5-轉(zhuǎn)鼓齒輪；6-出料口; 7-漏水孔圖4 堆肥攪拌系統(tǒng)

家用堆肥箱整個(gè)堆肥過(guò)程在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部進(jìn)行。轉(zhuǎn)鼓采用聚乙烯材料(簡(jiǎn)稱PE)滾塑制成，PE材料的性質(zhì)既滿足堆肥的條件，也能一定程度上減小轉(zhuǎn)鼓的自重，降低電機(jī)功耗。轉(zhuǎn)鼓總長(zhǎng)1077 mm，轉(zhuǎn)鼓筒體長(zhǎng)度801 mm，轉(zhuǎn)鼓中間內(nèi)徑590 mm，轉(zhuǎn)鼓筒體體積約0.195 m3，轉(zhuǎn)鼓滿載情況下堆肥物料體積應(yīng)少于轉(zhuǎn)鼓體積的1/2，約60 kg。

由圖4顯示，筒體齒輪位于轉(zhuǎn)鼓左側(cè)，安裝時(shí)與傳動(dòng)齒輪嚙合。轉(zhuǎn)鼓靠近左側(cè)進(jìn)料端的筒壁上設(shè)有一圈附有過(guò)濾篩網(wǎng)及濾紙的漏水孔，起固液分離的作用。轉(zhuǎn)鼓筒體形狀為非標(biāo)準(zhǔn)圓柱體，遠(yuǎn)離進(jìn)料端的直徑小于進(jìn)料端的直徑，便于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的液體匯聚到漏水孔區(qū)域。轉(zhuǎn)鼓右端筒壁上設(shè)有一個(gè)出料口，堆肥時(shí)呈密封狀態(tài)，出料時(shí)打開出料口蓋即可。

2.4 加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

家用堆肥箱加熱系統(tǒng)包含兩部分：輔熱裝置和風(fēng)熱裝置。圖5是加熱系統(tǒng)示意圖，(a)為輔熱裝置，輔熱裝置由加熱托盤、保溫棉、加熱板、散熱鋁板和密封圈等組成。(b)為風(fēng)熱裝置，風(fēng)熱裝置由風(fēng)扇和加熱圈組成。

加熱系統(tǒng)的使用條件:1)當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，打開輔熱裝置，增加堆肥箱內(nèi)溫度，促進(jìn)堆肥。2)當(dāng)堆肥箱固液分離后的污水量較大時(shí)，打開風(fēng)熱裝置，促進(jìn)污水蒸發(fā)，能在一定程度上解決污水排放問(wèn)題。

1-散熱鋁板；2-密封圈；3-加熱板；4-保溫棉；5-加熱托盤；6-風(fēng)扇;7-加熱圈圖5 加熱系統(tǒng)

2.5 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

好氧堆肥過(guò)程中隨著微生物的生長(zhǎng)繁殖，需要大量的氧氣，通過(guò)自然通風(fēng)難以達(dá)到好氧堆肥的工藝要求[8-10]。因此，家用堆肥箱設(shè)計(jì)了強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)。

通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵在于通風(fēng)量的計(jì)算。好氧堆肥過(guò)程中，通風(fēng)量主要作用于兩方面：1)堆肥過(guò)程中微生物分解有機(jī)物消耗的部分；2)去除堆體中多余水分所消耗的部分。計(jì)算時(shí)按照堆肥轉(zhuǎn)鼓所能容納的最大物料量計(jì)算，即堆肥物料填充堆肥轉(zhuǎn)鼓體積的1/2，物料重量約為60 kg。微生物分解有機(jī)物所需通風(fēng)量

(1)

式中：M0為堆肥物料總質(zhì)量，kg；Wm為堆肥物料含水率，取60%；Vm為揮發(fā)性固體的含量，取90%；Kv為可以降解的有機(jī)質(zhì)，12%；Z0為空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為21%；ρa(bǔ)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下空氣密度，為1.29 kg/m3。

由式(1)計(jì)算可得微生物分解有機(jī)物所需通風(fēng)量為9.6 m3，采用定時(shí)定量的通風(fēng)30 d，計(jì)算得微生物降解所需實(shí)際通風(fēng)量為0.22 L/min。

經(jīng)過(guò)好氧堆肥過(guò)程，成品有機(jī)肥料的含水率應(yīng)該低于30%[11],本次計(jì)算按含水率30%計(jì)算，已知堆肥開始時(shí)，堆肥物料重量為60 kg，去除堆體多余水分所需通風(fēng)量

(2)

Mw=M0Sp+M0(1-Wm)VmKvSp-MpWn

(3)

V去除水分=Mw/αρ

(4)

式中:Mp為堆肥后物料質(zhì)量，kg；Wn為堆肥后物料含水率，%；Mw為堆肥中去除水的質(zhì)量，kg；Sp為堆肥過(guò)程中產(chǎn)水率，為60%；α為排氣去除水分率，取0.104；ρ為55℃下氧氣密度，為0.828 kg/m3。

由式(2)計(jì)算得出堆肥后物料質(zhì)量為35.68 kg，由式(3)計(jì)算得出堆肥過(guò)程中去除水的質(zhì)量為26.9 kg。結(jié)合式(2)，(3)，(4)可計(jì)算出去除堆體中多余水分所需通風(fēng)量約為312 m3，采用定時(shí)定量的通風(fēng)30 d，計(jì)算得出去除堆體中多余水分所需實(shí)際通風(fēng)量為7.2 L/min。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出微生物降解所需通風(fēng)量為0.22 L/min，因此，通風(fēng)系統(tǒng)理論通風(fēng)總量為7.42 L/min。

2.6 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

堆肥箱的進(jìn)料和堆肥過(guò)程由控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行。圖6是堆肥箱控制電路圖。控制系統(tǒng)主要由開關(guān)電源，電路板，轉(zhuǎn)鼓電機(jī)，風(fēng)扇和運(yùn)行維護(hù)開關(guān)等組成。在控制電路中，開關(guān)電源的作用是將輸入電壓220 V轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所需要的電壓。該電路中輸出電壓為24 V。控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能：1)當(dāng)用戶使用廁所時(shí)，真空泵信號(hào)傳遞給控制電路，控制電路控制進(jìn)料電機(jī)和轉(zhuǎn)鼓電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料和堆肥的自動(dòng)功能。2)控制電路控制通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，為堆肥過(guò)程提供氧氣。3)控制電路中設(shè)置有運(yùn)行維護(hù)開關(guān)，打開維護(hù)開關(guān)，堆肥轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)完成出肥。

圖6 堆肥箱控制電路

3 堆肥轉(zhuǎn)鼓靜力學(xué)分析

在家用堆肥箱設(shè)計(jì)中，堆肥轉(zhuǎn)鼓是一個(gè)關(guān)鍵部件，轉(zhuǎn)鼓中既進(jìn)行物料的混合和堆肥反應(yīng)，也承載了物料的重量，容易發(fā)生形變等破壞，因此轉(zhuǎn)鼓一定要保證足夠的剛度和強(qiáng)度。為了便于計(jì)算，對(duì)轉(zhuǎn)鼓模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，使用Ansys Workbench軟件對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行靜力學(xué)分析，分析堆肥轉(zhuǎn)鼓在靜力學(xué)下的應(yīng)力分布和變形情況，便于對(duì)堆肥轉(zhuǎn)鼓的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)意見。

1)定義材料屬性 由堆肥轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計(jì)可知，轉(zhuǎn)鼓材料選用聚乙烯(PE)，材料屬性見表1[12]。

表1 堆肥轉(zhuǎn)鼓材料(PE)屬性

2)施加約束及載荷 利用軟件對(duì)模型進(jìn)行約束，為滿足實(shí)際需要 ，對(duì)結(jié)構(gòu)兩端進(jìn)行Cylindrical Supprt約束。根據(jù)分析，轉(zhuǎn)鼓運(yùn)行所受到的載荷包括齒輪載荷和重力載荷，重力載荷包括轉(zhuǎn)鼓自重和堆肥物料自重。本文模擬堆肥轉(zhuǎn)鼓在受自重載荷，傳動(dòng)齒輪扭矩為6 N·m，堆肥物料載荷60 kg下的應(yīng)力和變形情況。

3)結(jié)果分析 根據(jù)以上計(jì)算條件，可得計(jì)算結(jié)果，由圖7可以看出，最大變形量為0.960 mm，產(chǎn)生在傳動(dòng)齒輪頂部，轉(zhuǎn)鼓變形量都小于此最大變形量。轉(zhuǎn)鼓所受的最大應(yīng)力為5.797 MPa，產(chǎn)生在轉(zhuǎn)鼓齒輪與傳動(dòng)齒輪嚙合處。由表1可知，材料的屈服強(qiáng)度為30 MPa，大于轉(zhuǎn)鼓所受的最大應(yīng)力，因此，轉(zhuǎn)鼓在載荷60 kg的情況下不會(huì)發(fā)生屈服破壞，符合設(shè)計(jì)要求。

圖7 轉(zhuǎn)鼓靜力學(xué)分析云圖

4 堆肥箱性能試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了檢測(cè)家用堆肥箱設(shè)計(jì)是否滿足堆肥要求，使用堆肥箱進(jìn)行堆肥性能試驗(yàn)，該試驗(yàn)探討了堆肥過(guò)程中相關(guān)理化指標(biāo)的變化情況，包括堆體溫度、pH值、氧氣濃度和種子發(fā)芽指數(shù)(GI)。

本次性能試驗(yàn)所采用的原料由人糞便和鋸末組成。馬桶，真空泵和堆肥箱組成完整的堆肥體系。堆肥性能試驗(yàn)為連續(xù)性試驗(yàn)，即每天添加新鮮糞便到堆肥箱中，糞便按每次400 g計(jì)算，控制系統(tǒng)控制進(jìn)料系統(tǒng)加入堆肥輔料的時(shí)間，糞便與堆肥輔料按體積比1∶1加入堆肥箱進(jìn)行混合。糞便與鋸末相關(guān)參數(shù)如表2所示[13]。

表2 人糞便與鋸末相關(guān)參數(shù)

4.2 相關(guān)理化指標(biāo)測(cè)定方法

1)堆體溫度 使用溫度探測(cè)器檢測(cè)堆體溫度，每天記錄2次數(shù)據(jù)，間隔時(shí)間6 h，每次平行記錄多組數(shù)據(jù)，取平均值，持續(xù)時(shí)間30 d。

2)堆體pH值 每天從堆體中取10 g樣品，用蒸餾水配成固液比1∶5的懸浮液，利用搖床振蕩30 min后，放置10 min，取最上面的一部分液體，用pH檢測(cè)計(jì)檢測(cè)，持續(xù)時(shí)間30 d。

3)氧氣濃度 將氣體檢測(cè)儀的探頭伸入堆肥箱的排氣口15 cm處，讀取穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)，每天記錄2次數(shù)據(jù)，每次間隔6 h，每次平行記錄多組數(shù)據(jù)，取平均值，持續(xù)時(shí)間30 d。

4)堆肥腐熟度檢測(cè) 堆肥腐熟度的檢測(cè)可以通過(guò)計(jì)算種子發(fā)芽率實(shí)現(xiàn)。

具體操作步驟如下：

1)堆肥成品與蒸餾水按照1∶10的體積比配置，振蕩40 min，在5000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心，過(guò)濾后提取上清液。收集濾出液，搖蕩均勻后形成堆肥浸提液。

2)在培養(yǎng)皿中放入2張相同直徑的濾紙，滅菌后放入12粒大小一致、活性一致的小白菜種子，注入10 mL的堆肥浸提液，以注入無(wú)菌去離子水的試驗(yàn)為對(duì)照，在常溫下培養(yǎng)一周，統(tǒng)計(jì)根長(zhǎng)和發(fā)芽率，發(fā)芽指數(shù)

4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

1)堆肥溫度變化 圖8所示為家用堆肥箱性能試驗(yàn)過(guò)程中的溫度變化圖。由圖可知，堆肥前期，堆體溫度迅速升高，在第6天達(dá)到最高溫度67℃ ，之后一直到第20天，溫度一直在60℃以上的范圍內(nèi)波動(dòng)，在第26天，溫度下降到50℃以下。糞便高溫好氧的無(wú)害化要求為堆體溫度在50℃以上持續(xù)5～7 d[14]，而在性能試驗(yàn)中，堆體溫度在50℃以上明顯大于5～7 d，滿足高溫好氧堆肥的無(wú)害化要求。

圖8 堆肥溫度變化圖

2)堆體pH值變化 圖9所示為家用堆肥箱性能試驗(yàn)過(guò)程中pH值的變化圖。由圖可知，堆體初始pH為7.9，堆肥前期，堆體pH值迅速下降，在第6天pH最低下降到4.3，之后pH值一直在4.3～5.9范圍內(nèi)波動(dòng)，在第20天 pH值開始回升，直到試驗(yàn)結(jié)束，pH值恢復(fù)到7.9左右。根據(jù)相關(guān)研究[15]，pH值7.9 滿足作為有機(jī)肥料的條件。

圖9 堆肥pH值變化

3)氧氣濃度變化 圖10所示是家用堆肥箱性能試驗(yàn)中氧氣濃度變化圖。由圖可知，堆肥前期，氧氣濃度迅速下降，在第6天氧氣濃度下降到最低約14%，之后一直到試驗(yàn)結(jié)束，氧氣濃度都在14%～15%之間波動(dòng)，研究表明[16]，好氧堆肥反應(yīng)中氧氣濃度保持在5%～15%之間較為合適。同時(shí)也驗(yàn)證了家用堆肥箱通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足好氧堆肥過(guò)程中所需氧氣的要求。

圖10 堆肥氧氣濃度變化

4)堆肥成品腐熟度檢測(cè) 種子發(fā)芽試驗(yàn)?zāi)軌蚝苤庇^反映堆肥成品腐熟情況[16]。種子發(fā)芽指數(shù)(GI)是判斷堆肥成品腐熟度的有效指標(biāo)。植物在未腐熟的堆肥成品中生長(zhǎng)會(huì)受到毒性抑制，這些毒性主要來(lái)源于乙酸等低分子量有機(jī)酸和大量的氨、多酚等物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)[17]，當(dāng)GI>50%,可以認(rèn)為堆肥成品腐熟度適合植物生長(zhǎng)，當(dāng)GI>80%時(shí)，則說(shuō)明堆肥成品已完全腐熟。表3為本次種子發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果顯示，GI為89.77%>50%，說(shuō)明家用堆肥箱堆肥成品已完全腐熟。

表3 種子發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果

圖11 產(chǎn)品展示圖

5 結(jié)論

1)本研究設(shè)計(jì)了家用轉(zhuǎn)鼓式堆肥箱，并對(duì)堆肥箱各部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該堆肥箱包括箱體，進(jìn)料系統(tǒng)、堆肥攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。該堆肥箱自動(dòng)化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)人糞便無(wú)害化、資源化處理，有效改善糞便污染。

2)對(duì)堆肥轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行靜力學(xué)分析，結(jié)果顯示，堆肥轉(zhuǎn)鼓在滿載荷狀態(tài)下所受做大應(yīng)力為5.797 MPa，符合設(shè)計(jì)要求。

3)通過(guò)堆肥箱性能試驗(yàn)，堆體溫度滿足在50℃以上5～7 d的要求，符合堆肥無(wú)害化要求，堆肥成品pH值7.9，滿足作為有機(jī)肥料的條件，氧氣濃度的變化驗(yàn)證了家用堆肥箱通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。

4)通過(guò)種子發(fā)芽試驗(yàn)，種子發(fā)芽指數(shù)GI為89.77%，說(shuō)明家用堆肥箱堆肥成品無(wú)毒性，已完全腐熟，適合植物生長(zhǎng)。