随着美丽乡村建设和乡村振兴战略的部署,我国农村环境整治工作不断推进,农村生活垃圾分类处理试点工作相继实施。经过几年实践,试点区域农村生活垃圾分类投放、分类收集、分类运输和分类处理系统建设初见成效。本研究以杭州市为例,通过调研农村生活垃圾分类减量资源化工作现状,发现试点村镇农村生活垃圾源头分类工作取得了显著效果,但分类产生的易腐垃圾资源化处理普遍存在产品含水率高、腐熟度低等瓶颈技术问题。为解决该技术难题,本研究初步设计了 一套适用于农村易腐垃圾的高效低耗生物干化与快腐熟工艺,并开展了相应的实证试验;结合生化反应动力学和热力学,计算了该工艺过程能量和水分平衡状况。主要研究结果如下:(1)“二分法”(易腐垃圾和其他垃圾)是一种较为理想的农村生活垃圾分类方法,但易腐垃圾资源化技术产品质量较差。调查发现,杭州市农村生活垃圾物理组分中含量最高的是易腐垃圾(>50%),“二分法”有助于实现农村易腐垃,圾的源头分离和就地减量。然而,目前杭州市农村易腐垃圾就地减量资源化产品质量普遍不合格,最突出的问题是肥料化产品含水率高和腐熟度低。(2)初步设计了一套新型农村易腐垃圾生物干化与腐熟反应器,系统考察了通风频率、搅拌频率和加热方式等因素对易腐垃圾生物干化与腐熟度的影响。中试试验表明:与通风频率为通风10min,停止30 min和通风10 min,停止10 min相比,通风10 min,停止20 min条件下产品腐熟程度最高,热值增长也最多;3次·d-1搅拌频率获得的产品腐熟度及其物料热值增长均显著高于2次.d-1和4次.d-1;智能加热产品的腐熟度及其物料热值提升明显优于全程加热处理。(3)优化生物干化与腐熟过程通风策略是提高物料脱水性能最重要的途径。工艺过程能量和水分平衡计算表明,易腐垃圾生物干化与腐熟过程中,最主要的能量输入是生化反应热(66.78%),而外源加热输入占比较小(6.41%);最主要的能量输出为装置热损失(46.60%)与水的汽化潜热(39.04%)。最主要的水分脱除途径是由通风实现的物料水分对流蒸发脱除机制(占脱水总量80.01%)。因此,如欲显著提升物料脱水性能必需优化生物干化与腐熟过程通风策略,采用智能化辅助加热和增强反应器保温性能可较好实现易腐垃圾高效低耗干化与腐熟。