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食堂废物的优化堆肥模型 贵州民族学院数计糸01 级数学与应用数学师范 韩家玲 摘要：文章从已给数据中找出混合物中废食浆、蔬菜叶之间的最好的经验比例关系，并 进一步从微生物生长机理着手，通过对影响微生物分解的底物浓度、温度、水活度、供氧 量的具体分析，推导出营养底物中可降解部分有机物和氧气需要量之间的关系，并由此得 到废食浆与蔬菜叶之间的最优比例，对环境温度和相对温度给出了具体分析。最后，为餐 厅提供了一份非技术性实施报告。 关键词：底物浓度 温度 水活度 供氧量 最优比例 前 言 现代社会已进入知识经济时代，人们发现数学的重要性比以前任何时候都更加突出 了。当高新技术成为社会财富迅速增长的主要因素时，人们不难发现每一项高新技术实质 上都包含着数学技术，而掌握高新技术的人必须具备较高的数学素质。不仅如此，数学在 各个领域应用的空前广泛性使数学已经成为一种文化。当 “降水概率”出现在每天的天气 预报中时，当物价的增幅牵动着千家万户的切身利益时，当每天的股市行情诱使着股民买 近或卖出时，当住房改革、医疗改革、养老保险改革等各项方案陆续出台时，人们终于意 识到当今社会里，“数学盲”应该和“文盲”相提并论了。于是乎，数学建模在大学掀起， 继而，各中学也掀起了一股建模热，数学建模教学进入了中学课堂。 在大学的四年学习中，数学建模课程对我最具吸引力，它是所学数学理论在具体实践 中的渗透。在建模教学中能全面培养学生的数学素质，培养学生的创新能力和创新意识。 师生要不断吸收新知识，新信息和新材料，及时了解社会热点问题，把课本内容引出课堂， 把生活实践引入课堂，用课本知识分析解决热点问题和我们身边随处可见的许多具体问 题。食堂废物的优化堆肥就是数学建模在我们生活中应用的一个典型例子。 一、问题的提出 一家注重环境的学校食堂利用微生物把学生吃剩的食物，新鲜的蔬菜废叶、泥浆、容 易或弄碎的色拉菜以及少量的纸屑再循环生成堆肥，食堂收到大量的购买堆肥的订单，需 要增加堆肥产量，要求在建造新设备的前提下，通过优化培养环境和废料混合物的组成来 增强细菌的生命力，并且分析混合物中各废料比例与细菌的分解率之间的关系，并确定最 佳比例，另外为食堂提供一份非技术语表示的实施建议。 1 下面给出存放不同箱子中混合物组成中各种原料的数量，以及喂给细菌的日期和完成 生成堆肥的日期（表1）： 表1 泥浆（磅） 绿叶菜（磅） 纸片（磅） 喂入日期 生成堆肥日期 86 31 0 1990,7,13 1990,8,10 112 79 0 1990,7,17 1990,8,13 71 2 1 0 1990,7,24 1991,8,20 203 82 0 1990,7,27 1991,8,22 79 28 0 1990,8,10 1990,9,12 105 52 0 1990,8,13 1990,9,18 12 1 15 0 1990,8,20 1990,9,24 110 32 0 1990,8,22 1990,10,8 82 44 9 1991,4,30 1991,6,18 57 60 6 1991,5,2 1991,6,20