本文關(guān)鍵詞：基于生物炭選擇與氧化改性的蛋雞糞堆肥有害氣體減排技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：堆肥是畜禽糞便無害化處理與資源化利用的重要手段,然而在堆肥過程中存在著多種有害氣體釋放造成二次污染。本文以降低蛋雞糞堆肥過程的氨氣與甲烷排放為目的,進(jìn)行生物炭的優(yōu)選及改性,以期得到一種能高效減排蛋雞糞堆肥過程氨氣和甲烷排放的生物炭產(chǎn)品,并結(jié)合堆肥樣品理化指標(biāo)和微生物學(xué)指標(biāo)初步探討了生物炭對(duì)堆肥氨氣和甲烷減排的機(jī)制,為生產(chǎn)中有效降低堆肥過程有害氣體排放提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。試驗(yàn)包括三個(gè)部分:一是不同生物炭對(duì)蛋雞糞堆肥過程氨氣和甲烷減排的研究;二是生物炭的改性與優(yōu)選;三是改性生物炭對(duì)蛋雞糞堆肥氨氣和甲烷減排效應(yīng)及機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:(1)與空白組相比,堆肥期間添加秸稈炭、竹炭、木炭、椰殼炭、雞糞炭后堆肥中氨氣總排放量分別降低了33.11%、22.70%、32.87%、21.51%和24.19%,其中,生物炭添加組氨氣總排放量顯著低于空白組,秸稈炭組與木炭組氨氣總排放量顯著低于其他生物炭組(P0.05);各生物炭添加組甲烷總排放量與空白組相比分別降低了22.17%、12.14%、17.72%、6.12%和14.31%,秸稈炭組、木炭組和椰殼炭組甲烷總排放量顯著低于空白組(P0.05)。此外,添加秸稈炭還能提高堆肥溫度與物料硝態(tài)氮含量,降低銨態(tài)氮含量與堆肥pH,促進(jìn)有機(jī)質(zhì)降解。這可能與其具有更大的比表面積和孔體積以及豐富的表面官能團(tuán)相關(guān)。因此,本文選擇秸稈炭為研究對(duì)象,通過進(jìn)一步改性,以期提高堆肥中氨氣和甲烷排放的效果。(2)6 mol/L、8 mol/L、10 mol/L HNO3改性炭的氨氮吸附量顯著大于其他HNO3改性炭和未改性秸稈炭(P0.05);25%和30%改性炭的氨氮吸附量顯著大于其他雙氧水改性炭(P0.05);先后經(jīng)6 mol/L HNO_3和25%H_2O_2改性制備的混合改性炭的氨氮吸附量顯著高于6 mol/L HNO_3改性炭(P0.05),但與25%H_2O_2改性炭無顯著差異(P0.05)。表面理化性質(zhì)分析表明:與25%H_2O_2改性炭和6 mol/L HNO_3改性炭相比,混合改性炭具有較大的比表面積、總孔體積及較多的表面酸性官能團(tuán)數(shù)量(P0.05)。基于改性炭的氨氮吸附量和表面化學(xué)性質(zhì),選取25%H_2O_2改性炭和混合改性炭進(jìn)行模擬堆肥試驗(yàn)。(3)與空白組相比,添加秸稈炭、H_2O_2改性炭組和混合改性炭組氨氣總排放量分別減少27.59%、15.20%和41.07%,混合改性炭組氨氣總排放量顯著低于秸稈炭組(P0.05)。與秸稈炭相比,混合改性炭添加降低了堆體pH,促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)降解,進(jìn)一步降低了堆肥氮素?fù)p失。添加秸稈炭、H_2O_2改性炭組和混合改性炭組甲烷總排放量分別減少14.10%、14.91%和15.54%,添加改性生物炭并沒有進(jìn)一步降低堆肥甲烷總排放量。添加混合改性炭提高了堆肥中細(xì)菌的多樣性,改變了細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),提高了物料中硝化細(xì)菌的平均相對(duì)豐度,降低了反硝化細(xì)菌和產(chǎn)甲烷菌平均相對(duì)豐度。綜上所述,在本試驗(yàn)中,相比與其他生物炭,秸稈炭和木炭具有顯著的有害氣體減排潛勢(shì),先后經(jīng)6 mol/L HNO_3和25%H_2O_2混合改性的秸稈炭有利于進(jìn)一步提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量和減少有害氣體排放。
【關(guān)鍵詞】：蛋雞糞便 堆肥 氨氣 甲烷 生物炭 化學(xué)改性
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S141.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-22
• 1.1 蛋雞糞便處理現(xiàn)狀10-11
• 1.1.1 沼氣發(fā)酵10
• 1.1.2 直接還田10-11
• 1.1.3 飼料化處理11
• 1.1.4 好氧堆肥11
• 1.2 堆肥過程有害氣體排放特征及機(jī)理11-14
• 1.2.1 堆肥過程中氨氣排放特征及機(jī)理12-13
• 1.2.2 堆肥過程中甲烷排放特征及機(jī)理13-14
• 1.3 畜禽糞便堆肥過程中有害氣體減排的措施14-16
• 1.3.1 調(diào)節(jié)C、N代謝14
• 1.3.2 改善通風(fēng)及翻堆14
• 1.3.3 添加化學(xué)添加劑14-15
• 1.3.4 添加外源微生物15-16
• 1.3.5 添加物理吸附劑16
• 1.4 生物炭在堆肥有害氣體減排中的研究進(jìn)展16-18
• 1.4.1 生物炭的特性16-17
• 1.4.2 生物炭對(duì)有機(jī)廢棄物堆肥中氨氣減排潛勢(shì)17
• 1.4.3 生物炭對(duì)有機(jī)廢棄物堆肥中甲烷減排潛勢(shì)17-18
• 1.5 生物炭表面化學(xué)改性的研究進(jìn)展18-21
• 1.5.1 氧化改性19-20
• 1.5.2 還原改性20
• 1.5.3 有機(jī)溶劑改性20
• 1.5.4 表面活性劑改性20-21
• 1.6 本研究目的和研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.6.1 研究目的21
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 2 材料與方法22-39
• 2.1 不同生物炭對(duì)蛋雞糞堆肥過程氨氣和甲烷減排的研究22-27
• 2.1.1 試驗(yàn)材料22-23
• 2.1.2 主要儀器及堆肥設(shè)備23-24
• 2.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)24-25
• 2.1.4 樣品采集與分析25-27
• 2.2 改性秸稈炭的制備及優(yōu)選27-28
• 2.2.1 試驗(yàn)材料27
• 2.2.2 改性秸稈炭的制備及表面特性分析27-28
• 2.2.3 氨氮吸附試驗(yàn)28
• 2.3 化學(xué)改性秸稈炭對(duì)蛋雞糞堆肥氨氣和甲烷減排的研究28-38
• 2.3.1 試驗(yàn)材料28-29
• 2.3.2 主要儀器及堆肥設(shè)備29
• 2.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)29
• 2.3.4 樣品采集與分析29-38
• 2.4 數(shù)據(jù)處理38-39
• 3 結(jié)果與分析39-79
• 3.1 不同生物炭對(duì)蛋雞糞堆肥過程氨氣和甲烷減排的研究39-52
• 3.1.1 堆肥過程理化性質(zhì)的變化39-43
• 3.1.2 堆體氨氣排放量43-45
• 3.1.3 堆體甲烷排放量45-47
• 3.1.4 堆肥氮素轉(zhuǎn)化47-51
• 3.1.5 小結(jié)51-52
• 3.2 改性秸稈炭的制備及優(yōu)選52-57
• 3.2.1 改性秸稈炭吸附氨氮實(shí)驗(yàn)研究52-53
• 3.2.2 改性秸稈炭的理化特性53-55
• 3.2.3 改性前后秸稈炭紅外光譜FTIR分析55-56
• 3.2.4 小結(jié)56-57
• 3.3 化學(xué)改性秸稈炭對(duì)蛋雞糞堆肥氨氣和甲烷減排效應(yīng)及機(jī)理57-79
• 3.3.1 堆肥過程理化性質(zhì)的變化57-61
• 3.3.2 堆體氨氣排放量61-63
• 3.3.3 堆體甲烷排放量63-65
• 3.3.4 堆肥氮素轉(zhuǎn)化65-69
• 3.3.5 堆肥樣品中總細(xì)菌的數(shù)量69-70
• 3.3.6 堆肥樣品 16SrDNA分析70-78
• 3.3.7 小結(jié)78-79
• 4 討論79-83
• 4.1 不同來源生物炭對(duì)蛋雞糞有害氣體排放的影響79-80
• 4.1.1 不同來源生物炭對(duì)NH3排放及氮素原位控制的影響及機(jī)理79
• 4.1.2 不同來源生物炭對(duì)CH4排放的影響及機(jī)理79-80
• 4.2 混合改性秸稈炭對(duì)蛋雞糞堆肥有害氣體排放的影響80-82
• 4.2.1 混合改性秸稈炭減少蛋雞糞堆肥NH3排放的機(jī)理80-81
• 4.2.2 混合改性秸稈炭對(duì)蛋雞糞堆肥CH4減排的影響81-82
• 4.3 研究展望82-83
• 5 結(jié)論83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-93

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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5 劉俊專;王燕;廖新O

本文編號(hào)：280686