我国是个水资源严重缺乏的国家,随着社会的发展,用水量急剧增加,缺水问题愈加突出。在生活用水中,卫生设备用水占很大的比例,与此同时,粪便等排泄物一直是环境重点处理的对象。因此,从节水和粪便处理两个角度,发展新型节水环保型卫生设备对于社会的发展有着重大的意义。本论文研究的新型堆肥厕所是由日本科学技术振兴机构JST提供的Bio- LuxS15型生态卫生设备,它是一种采用序批式操作方式的堆肥反应器,在其内填充锯末作为微生物载体,并辅以一定的动力搅拌。粪便投入反应器后与锯末混合,通过微生物的生化降解作用,将粪便中污染物分解,最终转化为有机肥料。与传统的厕所相比,它既不消耗水资源,也不需要排水系统,是缺水地区分散式排泄物卫生处理的有效方式。论文利用堆肥反应器,利用锯末作为微生物载体,在调控温度(50℃-60℃)和含水率(50%-60%)的条件下,通过物理化学和生物方法研究了堆肥过程中载体特性及其对微生物的影响,重点进行了堆肥反应器的热量平衡进行分析,研究堆肥反应器的各种能量组成,以及反应器内污染物的降解和微生物的变化规律、考察了堆肥产品对植物生长的抑制作用,评价了堆肥产品的实用价值。实验结果表明:(1)堆肥系统的热量构成为:好氧堆肥内部生化反应热、外界输入热量(加热器提供)、进口空气带入热量与体系内堆体富集热量、出口空气带走热量及体系向环境散失热量。经计算比较,反应器内输入和输出热量达到平衡。(2)计算表明,水的转化在堆肥反应器的热量平衡中起着重要作用。在保证堆肥反应器中水分要求含量的前提下,水分的补充和蒸发处于一个动态平衡中,水的转移过程是堆肥干燥动力的一个限制过程,减少多余用水量可有效减少热量消耗。(3)在整个反应周期内,单位质量载体的TS和Ash都不断增加,VS则降低。TS和Ash增加的主要原因是由于粪便中灰分和不可降解有机物在反应器中的积累所至。VS减少的主要原因是反应器载体被反应器内微生物利用分解的结果。随着反应进行,Ash和其它不可降解物质在反应器中不断积累,导致容重不断增加,孔隙度不断降低,使载体的通气性受到影响,是限制反应器正常运行的主要原因。(4)一个周期的运行表明,堆肥反应器具有良好的有机物去除作用和固体减量化作用,有效的减少堆肥物料的体积,降低对环境的污染程度。(5)在堆肥反应器每日投入粪便持续运行的过程中,进行堆肥产物的小白菜黄白菜发芽实验,测得的GI值均在80%以下,说明未腐熟的堆肥产物对植物产生抑制作用,但最终腐熟的堆肥产物对植物不再产生抑制作用。在整个实验过程中,反应器设施及周围无臭无味,始终保持良好的卫生状况。由此可知,好氧堆肥反应器保持粪便肥效的同时有效去除有害物质,在缺水或供水困难的地区,是一种良好的卫生设备和堆肥设备。