有机质降解动力学模型是建立好氧堆肥过程数学模型的重要基础。好氧堆肥过程中生物化学形式的产热量、产水量和耗氧量模拟的数学模型往往基于有机质降解动力学而建立。为深入开展有机质降解动力学模型研究,本研究主要包含以下内容：1、自由空域对猪粪好氧堆肥过程有机质降解的影响研究自由空域对堆肥过程有机质的降解有重要的影响,现有文献鲜见基于数学模型量化表征自由空域对好氧堆肥过程有机质降解影响的报道。本部分研究考虑3种不同自由空域水平对堆肥过程温度变化、氧气浓度变化和有机质降解速率的影响,采用相同质量但不同物料配比的方式获得不同的堆肥自由空域水平,基于实验室小型好氧堆肥反应器进行了好氧堆肥对比试验研究,并进一步基于Matlab软件平台编写、建立了基于温度、氧浓度等多因素堆肥过程有机质降解动力学模型。试验测量、化学分析和模拟结果表明自由空域对堆肥过程中温度、氧气浓度、含水率、有机质的降解速率的变化均有重要的影响。2、好氧堆肥过程不同有机质成分的降解规律试验研究为对猪粪堆肥过程中不同有机质成分(例如：粗蛋白、粗脂肪、纤维素和可溶性糖含量)的降解规律进行研究,根据目前比较通用的化验测试手段,研究选取猪粪好氧堆肥过程中可挥发性固体、粗蛋白、粗脂肪、纤维素和可溶性糖含量等成分的变化作为表征有机质降解规律的指标,为猪粪好氧堆肥有机质降解动力学的研究提供数据支持。试验研究采用等粒径且等体积的塑料管或麦秸作为膨胀剂与等质量的猪粪混合堆肥,利用实验室小型好氧堆肥反应器进行了3组好氧堆肥试验,研究了3种不同情况下猪粪好氧堆肥过程中温度、含水率、氧气体积分数、挥发性固体含量、粗蛋白、粗脂肪、纤维素、可溶性糖的变化。研究发现不同有机质成分的降解存在梯次性差异。3、基于有机质降解动力学的堆肥过程热量和水分平衡数学模型研究基于有机质降解的热量平衡数学模型研究中,依据有机质降解一级动力学方程和系统热量平衡方程,充分考虑堆肥有机质降解的梯次性对数学建模的影响,建立了反应器好氧堆肥过程有机质降解模型和热量平衡模型。水分平衡数学模型研究中,基于水分平衡质量守恒模型和水分蒸发一级动力学方程分别建立了两种不同的猪粪麦秸好氧堆肥水分平衡模型。4、基于可溶/不可溶性有机质的猪粪堆肥降解动力学模型构建本研究将堆肥有机质划分为可溶性有机质(可溶性糖、脂肪和蛋白质)和不可溶性有机质(纤维素、半纤维素和木质素),基于可溶性和不可溶性有机质建立降解数学模型,并在此基础上,建立了温度、氧气浓度和水分含量变化的数学模型,研究了可溶性和不可溶性有机质降解动力学模型的适用性。结果表明,基于可溶性和不可溶性有机质建立降解数学模型可增加模型对有机质降解特征的描述能力,并可较好的适用于好氧堆肥过程中热量平衡、氧气浓度和水分含量平衡模型的建立和模拟。