由于城市的快速发展,工业废水和生活污水产生的污泥日益增加,而由于污泥内部生物质比例和含水率较高,容易对环境造成污染,有关它们的处理日益成为关键问题。污泥干化是剩余污泥减量化处理的重要方法之一,而生物干化是利用污泥本身的生物质能自身产热,进而排出水分,是一项有广阔前景的污泥处理新技术。本文设计了一种连续污泥生物干化反应器,目的是使污泥干化到经济干固体含量的水平,这样污泥可被经济和安全地在锅炉中燃烧,以回收能源。在生物干化过程中,除了强制通风外,污泥的干化速率也可通过嗜温微生物和嗜热微生物的活动所产生的热量而提升,而这些微生物自然存在于污泥的多孔介质中,这使得生物干化过程因具有内热源而比传统的干燥技术更有优势。为了优化污泥生物干化技术,提高其效率,借助COMSOL数值模拟仿真软件来对污泥生物干化过程中堆体内部的温度进行模拟,并且与实验数值进行比较,以此来研究分析污泥内部的传热传质特性。本文通过研究既有的文献,分析出对污泥生物干化过程起到关键作用的变量,例如停留时间、通风量、通风温度和相对湿度等。本文为了鉴定我们所建立的2D模型的适用性和准确性,我们通过对关键变量的调整,确定出4组实验条件不同的实验方案。首先,通过确定的实验条件进行4组实验,并对实验过程中的污泥温度、污泥含水率以及进出口空气温度以及湿度等行测量,为了便于分析,我们将整个实验分为四个阶段,每个阶段为整体停留时间的四分之一,实验结束后,对实验结果进行分析,主要对生物干化过程中水的质量是否平衡进行验证,如果平衡,说明我们实验数据具有可靠性,其次分别对这4组实验的生物干化效率和干固体含量值进行分析计算,生物干化效率和干固体含量值是污泥生物干化过程中的两个重要性能参数,主要是为了分析关键变量对污泥生物干化过程的影响以及确定关键变量的最适范围。其次,利用COMSOL软件对污泥生物干化堆体建立2D模型,模拟出生物堆体内部的温度分布,通过对实验数值和模拟数值的对比,分析出污泥生物干化过程中的基质内部热量和水分的移动规律。通过理论分析,实验测试和模拟计算,将最终优化的结果应用到实际干化过程分析中,对污泥生物干化过程实现优化设计和优化运行具有重要的参考价值。