随着我国农牧业的大力发展,产生了大量的农村有机固体废弃物,主要以畜禽粪污与秸秆为主,大量废弃物垃圾被偷排偷放,肆意焚烧填埋,对周边环境造成了严重污染。堆肥化处理是农村有机固体废弃物减量化、资源化与无害化处理的重要途径。本文研制了一种卧式螺旋堆肥原料预混试验装置,可为有机固体废弃物肥料化处理提供关键技术与装备支持,推进有机废弃物资源化利用,农业可持续发展。根据堆肥对原料预混合设备的工艺要求,结合堆肥原料间理化性质差异较大,流动性低,粘度大等特点,确立了卧式螺旋堆肥原料预混试验装置整体结构。本文重点对混料机箱体、混料轴结构、混料轴螺旋升角、混料轴转速、混料轴功率、电机选型、传动系统及控制系统进行了分析与设计。完成了虚拟样机的三维建模,对关键部件混料轴进行了静应力分析。基于EDEM离散元仿真软件,对猪粪离散元颗粒模型进行了参数标定,确定了猪粪颗粒标定后离散元模型最佳参数组合为JKR表面能0.03J/m~2、猪粪-猪粪滚动摩擦系数0.27、猪粪-猪粪颗粒间碰撞恢复系数0.54。通过开展仿真模拟情况下的正交试验,对影响混料机混料均匀度的三个影响因素进行了参数优化,确定了在仿真模拟状态下当前混料轴设计参数最优组合为混料时间90s,主轴转速30r/min,螺旋升角10°。进行了混料机性能试验,分别以混合物料C/N比,含水率、PH值为评价指标采用统计学方法进行计算,以样本间离散系数表示物料混合均匀程度,离散系数分别为:6%、6%、10%,试验结果表明混料机对堆肥原料的混合均匀度满足混料机设计要求。使用混合均匀后的物料开展了好氧堆肥试验,通过监测堆体温度、含水率、挥发分、种子发芽指数等指标,分析指标变化趋势,确定堆体符合无害化标准,腐熟后物料各项指标皆满足国家标准。