【摘要】：傳統(tǒng)的畜禽糞便好氧堆肥法存在堆肥品質(zhì)不高、氮(N)素?fù)p失嚴(yán)重、溫室氣體排放顯著和腐殖化程度低等問題。禽畜糞便的資源化、無害化處理,有利于加快對(duì)生物質(zhì)能的研究進(jìn)度,為未來生物質(zhì)能的廣泛利用提供發(fā)展方向。因此,本研究針對(duì)甘肅省畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物處理及其資源化利用過程中存在的諸多環(huán)境問題,選取甘肅省蘭州市蘭州理工大學(xué)附近養(yǎng)殖場(chǎng)牛糞、豬糞、雞糞作為堆肥原料,選取秸稈為膨松劑,通過為期30d的靜態(tài)好氧堆肥處理,明確牛糞、豬糞、雞糞三種畜禽糞便堆肥過程中溫度、pH值、電導(dǎo)率、生物降解率及耗氧速率等參數(shù)的變化趨勢(shì),探索畜禽糞便堆肥過程中碳(C)、N、磷(P)、鉀(K)等轉(zhuǎn)化規(guī)律,分析探究畜禽糞便堆肥堆體腐熟程度指標(biāo),重點(diǎn)闡析堆肥過程中微生物種群演變規(guī)律及酶活性機(jī)理,為畜禽糞便堆肥資源化與減量化處理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。獲得了以下主要研究結(jié)果和結(jié)論:(1)牛糞(R1)、豬糞(R2)和雞糞(R3)三種畜禽糞便堆肥過程中溫度總體變化趨勢(shì)相同,三個(gè)堆肥階段堆肥溫度均呈現(xiàn)先升高后下將趨勢(shì)。在堆肥反應(yīng)進(jìn)行第3d時(shí),R1、R2、R3箱體內(nèi)堆體溫度均超過45℃,在堆肥反應(yīng)進(jìn)行第6d時(shí),R1、R2、R3箱體內(nèi)堆體溫度達(dá)到最高,分別為65.7、66.3和66.8℃,反應(yīng)結(jié)束第30d時(shí),三種畜禽糞便堆體溫度分別為36.1、36.4和36.9℃,略高于室溫,均已達(dá)到我國(guó)《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB7959-2012)》的規(guī)定。(2)三種畜禽糞便堆肥原料初始的含水率分別為65.28、66.34和64.58%,隨著堆肥的進(jìn)行,含水率降低,到堆肥結(jié)束時(shí),含水率維持在30-32%;堆肥過程中堆體物料減容減量效果明顯,經(jīng)過為期30d好氧堆肥,R1、R2、R3堆體減量化分別為48.94、47.94和52.94%,尤其在堆肥反應(yīng)的第1階段(0-10d)堆肥堆體物料減量化明顯,分別為21.45、22.73和23.73%,在堆肥反應(yīng)的第2階段(10-20d)和第3階段(20-30d),R1、R2、R3堆肥堆體物料減量化略有下降,分別為13.87、13.62、14.59%和10.64、15.59、13.52%。(3)三種畜禽糞便堆肥過程中pH值均呈現(xiàn)先升高-降低-升高的趨勢(shì),到堆肥結(jié)束時(shí),三種畜禽糞便堆肥pH值分別為7.45、7.54和7.64;堆肥過程中電導(dǎo)率均呈現(xiàn)下降-升高-下降的趨勢(shì),最后畜禽糞便堆肥反應(yīng)結(jié)束時(shí)(30d)電導(dǎo)率趨于穩(wěn)定,分別為1.7、1.9和2.0s/cm;堆肥不同時(shí)期的耗氧量基本上是相同的,其平均需氧量分別為0.928、0.937和0.945m~3/kg.VS,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,氧氣的密度為1.429g/L,三種畜禽糞便堆肥平均需氧量分別為1.326、1.338和1.350kg/kg.VS。(4)三種畜禽糞便經(jīng)過為期30d的堆肥,總碳(TC)含量均成下降趨勢(shì),堆肥結(jié)束(30d)時(shí),堆體TC含量R2R1R3,其值分別為:194.7±19.15、190.45±13.14和184.57±11.78g/kg,R1、R2、R3三種畜禽糞便堆肥過程中TC降解率分別為48.01,45.65和51.23%,堆肥過程中水溶性有機(jī)碳(DOC)占TC含量均變成下降趨勢(shì),堆肥結(jié)束時(shí)下降至51.33±1.25、57.35±3.21和52.34±2.15%;堆體中氨氮(AN)占TN百分含量達(dá)到最高,分別為7.38、8.11和9.22%,堆體中有效磷(AP)占總磷(TP)百分含量為24.15±1.97,29.33±3.34、34.33±1.58%,分別提高了31.89、18.26和35.53%,堆體中速效鉀(AK)占總鉀(TK)百分含量為49.44±2.74,58.37±2.21和64.25±3.56%,分別提高了32.44、35.05和45.32%。(6)堆肥堆體中總腐殖質(zhì)含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),反應(yīng)結(jié)束時(shí)總腐殖質(zhì)含量分別為:8.33±0.31、7.56±0.21和7.14±0.35%,堆體中胡敏酸(HA)與富里酸(FA)濃度變化趨勢(shì)與總腐殖酸的變化大體一致,呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì),堆體HA濃度分別3.02、2.44和2.33%,分別提高了30.73、19.60和18.88%,FA濃度分別2.42、2.16和2.31%。(7)畜禽糞便堆肥過程中,總腐殖質(zhì)和總有機(jī)碳(TOC)比值呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì),堆肥反應(yīng)結(jié)束(30d)時(shí),總腐殖質(zhì)和TOC比值分別為0.64、0.59和0.55,分別提高了42.22、49.45和87.34%;禽糞便堆肥過程中,腐殖化指數(shù)(HI)均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),反應(yīng)結(jié)束(30d)時(shí)HI分別為1.25、1.15和1.01,分別提高了48.8、45.56和31.16%。(8)三種畜禽糞便在堆肥過程中堆體細(xì)菌數(shù)量同堆體溫度變化成正相關(guān)。當(dāng)堆肥結(jié)束時(shí),堆體細(xì)菌數(shù)量分別為3.15±1.01、4.43±0.96和6.72±1.79×10~9cfu·g~(-1)dw;堆體真菌數(shù)量分別為8.63±1.25、7.23±1.62和8.05±2.84×10~4cfu·g~(-1)dw;堆體放線菌數(shù)量分別為8.78±2.21、9.55±2.15和6.32±0.98×10~6cfu·g~(-1)dw。(9)堆肥反應(yīng)結(jié)束時(shí),過氧化氫酶濃度為R3R1R2,其數(shù)值分別為:34.33±0.58、29.31±0.79和28.42±0.89/0.002mol·L~(-1)·g~(-1);堆體中脲酶濃度為R1R3R2,其數(shù)值分別為:54.28±8.35、51.24±1.25和50.24±5.36mg·g~(-1)·d~(-1);堆體中脲酶濃度為R2R3R1,其數(shù)值分別為:11.28±0.14、10.94±1.11和10.45±0.97mg·g~(-1)·d~(-1);纖維素酶濃度為R1R3R2,其數(shù)值分別為:0.25±0.05、0.23±0.04和0.21±0.04mg·g~(-1)·d~(-1)。
【圖文】：

課題研究技術(shù)路線圖

圖 2.2 畜禽糞便好氧堆肥實(shí)驗(yàn)裝置照片3 實(shí)驗(yàn)方案本實(shí)驗(yàn)選取蘭州理工大學(xué)附近養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的牛糞、豬糞及雞糞三種畜禽糞便作為堆底料進(jìn)行靜態(tài)好氧堆肥，分別標(biāo)記為 R1、R2、R3，即牛糞（R1）、豬糞（R2）和糞（R3）。選取 6 個(gè)好氧堆肥箱，以 2 個(gè)堆肥箱為一組盛裝一種畜禽糞便進(jìn)行為期d 靜態(tài)堆肥反應(yīng)，，其中，每 10d 取出物料，混合翻堆一次后再繼續(xù)堆肥，實(shí)驗(yàn)過程各參數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)果取平均值。采用 10 %秸稈為添加劑調(diào)節(jié)畜禽糞便孔隙率及有機(jī)質(zhì)含，在整個(gè)堆肥過程中，對(duì)堆肥過程中各參數(shù)（溫度、氧氣濃度、CO2濃度、密度等行監(jiān)測(cè)，并利用生物過濾器對(duì)堆肥過程中產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行處理。無論是預(yù)處理實(shí)驗(yàn)還是課題研究的正式實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）儀器準(zhǔn)備：包括堆肥箱、空氣泵、流量計(jì)、氣體分析儀、切割機(jī)、研磨儀風(fēng)干燥箱、電熱爐、酸度計(jì)、電導(dǎo)率儀等，要保證儀器工作正常。（2）原料的預(yù)處理：將牛糞、豬糞及雞糞等畜禽糞便原料中不利于堆肥的物質(zhì)挑
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X713;S141.4

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2 ;默默分解的英雄們[J];少兒科學(xué)周刊(少年版);2016年12期

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本文編號(hào)：2631448