添加劑對(duì)豬糞好氧堆肥過(guò)程的影響及其機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-19 00:32
傳統(tǒng)的好氧堆肥法存在堆肥品質(zhì)不高、氮素?fù)p失嚴(yán)重、溫室氣體排放顯著和腐殖化程度低等問(wèn)題。好氧堆肥過(guò)程中添加礦物和化學(xué)物質(zhì),能有效加快堆肥進(jìn)程,減少潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。然而,單一的添加劑對(duì)促進(jìn)好氧堆肥的作用仍具有一定的局限性,能否通過(guò)加入復(fù)合添加劑提高畜禽糞便好氧堆肥效率并減少潛在的環(huán)境污染仍需進(jìn)一步的研究。此外,從經(jīng)濟(jì)效益和可操作性方面考慮,探索更多礦物添加劑并研究其對(duì)好氧堆肥的影響及作用機(jī)制,有利于促進(jìn)畜禽糞便好氧堆肥處理的發(fā)展。因此,本研究以豬糞為堆肥原料,以鋸末或秸稈為調(diào)理劑,通過(guò)強(qiáng)制通風(fēng)好氧堆肥方式,研究堆肥過(guò)程中加入典型人工源添加劑(沸石、生物炭,生物炭制備中的副產(chǎn)品——木醋液,以及三者的混合物)和天然礦物類添加劑(鈣基膨潤(rùn)土和麥飯石)對(duì)堆肥的影響。研究分別從以下幾個(gè)方面展開(kāi):(1)生物炭、沸石及其混合物對(duì)豬糞堆肥過(guò)程中有機(jī)物轉(zhuǎn)化和氮素保留的影響;(2)添加生物炭、沸石和木醋液對(duì)豬糞好氧堆肥過(guò)程中溫室氣體減排的影響;(3)添加鈣基膨潤(rùn)土對(duì)促進(jìn)豬糞好氧堆肥的影響;(4)施加鈣基膨潤(rùn)土堆肥對(duì)蔬菜生長(zhǎng)及重金屬Cu和Zn累積的影響;(5)添加麥飯石對(duì)豬糞好氧堆肥過(guò)程中有機(jī)物轉(zhuǎn)化和氮素保留的...
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:150 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
畜禽糞便好氧堆肥氮素轉(zhuǎn)化和損失途徑(黃向東等2010)
圖 2-1 堆肥實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig. 2-1 Schematic diagrams of composting reactor定指標(biāo)及方法、EC、發(fā)芽指數(shù)(GI)和水溶性有機(jī)碳(DOC)測(cè)定方法參見(jiàn)文獻(xiàn)(Li et al. 2 al. 2016a)。有機(jī)物(OM)采用馬弗爐灼燒法測(cè)定,總有機(jī)碳(TOC)采用法測(cè)定,總凱氏氮(TKN)采用凱氏定氮法測(cè)定,總磷(TP)、總鉀(TKAP)和速效鉀(AK)測(cè)定方法參見(jiàn)文獻(xiàn)(TMECC 2002)。氨氣采用硼酸 HCl 溶液滴定法測(cè)定(Yang et al. 2015)。胡敏酸(HA),富里酸(FA),酸結(jié)合態(tài)的銅、鋅(HA-Cu,HA-Zn,F(xiàn)A-Cu 和 FA-Zn)測(cè)定方法參見(jiàn) 1)。氧化亞氮(N2O)采用氣相色譜法測(cè)定(Agilent Technologies 6890N Netem, 中國(guó)),堆肥過(guò)程中前兩周每天采集氣體樣品并進(jìn)行測(cè)定,兩周后每周(Awasthi et al. 2016d)。生物炭中 C、H、O 元素含量測(cè)定采用 Vario EL 元素分析儀測(cè)定(Elementar, Germany),比表面積采用比表面積及微孔空SAP 2020,美國(guó))。
有機(jī)物的轉(zhuǎn)化如圖 2-2 所示。堆肥過(guò)程中,各處理有機(jī)低,這可能是由于物料中微生物分解有機(jī)物作為其能源t al. 2009;Awasthi et al. 2016d; Wang et al. 2016b)。與對(duì)照的初始有機(jī)物含量明顯(p<0.05)較低,這可能是因?yàn)榉。Li 等(2012)和 Wang 等(2016a)在豬糞與膨潤(rùn)土肥初期,處理 B、Z 和 B+Z 的有機(jī)物降解速率要高于對(duì)高。堆肥 22 天后,各處理有機(jī)物顯著降低,然后趨于+Z 處理的有機(jī)物含量分別為 63.51%,61.02%和 57.43Dias 等(2010)和 Zhang 和 Sun(2015)表明添加生物棄物堆肥過(guò)程中有機(jī)物質(zhì)的降解。所有處理中,B+Z 處.57%,其次分別為 Z(14.30%)、B(13.22%)和對(duì)照處物炭與沸石混合物有機(jī)物的降解效率要大于單一添加生劑能夠進(jìn)一步地增加堆肥物料孔隙率和增強(qiáng)微生物活性asthi et al. 2016d; Zhang and Sun 2017b)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]接種復(fù)合菌劑對(duì)牛糞好氧堆肥進(jìn)程及溫室氣體(CH4和N2O)排放的影響[J]. 李舒清,張鏡丹,紀(jì)程,顧文文,李榮,鄒建文. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]蒙脫石對(duì)污泥好氧堆肥過(guò)程中重金屬鈍化效果[J]. 舒增年,黃健. 礦物學(xué)報(bào). 2017(Z1)
[3]陜西楊凌規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)飼料及糞便中養(yǎng)分和重金屬含量分析[J]. 彭麗,孫勃巖,王權(quán),張?jiān)鰪?qiáng),朱建春,李榮華. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]過(guò)磷酸鈣和雙氰胺聯(lián)用減少污泥堆肥溫室氣體及NH3排放[J]. 陳是吏,袁京,李國(guó)學(xué),何勝洲,張邦喜. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]沸石和過(guò)磷酸鈣對(duì)雞糞條垛堆肥甲烷排放的影響及其機(jī)制[J]. 李慧杰,王一明,林先貴,彭雙,孫蒙猛. 土壤. 2017(01)
[6]酸性物質(zhì)對(duì)豬糞秸稈堆肥過(guò)程中氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 姜繼韶,堯倩. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[7]添加劑對(duì)豬糞秸稈堆肥的氮素?fù)p失控制效果[J]. 李丹陽(yáng),李恕艷,李國(guó)學(xué),王坤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[8]生物質(zhì)炭對(duì)蔬菜廢棄物堆肥化過(guò)程氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 徐路魏,王旭東. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]膨潤(rùn)土改善雞糞厭氧消化產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷特性[J]. 潘君廷,馬俊怡,郜天磊,邱凌,劉宏斌. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[10]中國(guó)規(guī);笄蒺B(yǎng)殖的現(xiàn)狀及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 孫良媛,劉濤,張樂(lè). 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2016(02)
博士論文
[1]豬飼料中高劑量的銅鋅對(duì)環(huán)境的影響及其控制[D]. 李松巖.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[2]規(guī)模化養(yǎng)殖畜禽糞有害成分測(cè)定及其無(wú)害化處理效果[D]. 張樹(shù)清.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2004
本文編號(hào):2924902
【文章來(lái)源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:150 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
畜禽糞便好氧堆肥氮素轉(zhuǎn)化和損失途徑(黃向東等2010)
圖 2-1 堆肥實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig. 2-1 Schematic diagrams of composting reactor定指標(biāo)及方法、EC、發(fā)芽指數(shù)(GI)和水溶性有機(jī)碳(DOC)測(cè)定方法參見(jiàn)文獻(xiàn)(Li et al. 2 al. 2016a)。有機(jī)物(OM)采用馬弗爐灼燒法測(cè)定,總有機(jī)碳(TOC)采用法測(cè)定,總凱氏氮(TKN)采用凱氏定氮法測(cè)定,總磷(TP)、總鉀(TKAP)和速效鉀(AK)測(cè)定方法參見(jiàn)文獻(xiàn)(TMECC 2002)。氨氣采用硼酸 HCl 溶液滴定法測(cè)定(Yang et al. 2015)。胡敏酸(HA),富里酸(FA),酸結(jié)合態(tài)的銅、鋅(HA-Cu,HA-Zn,F(xiàn)A-Cu 和 FA-Zn)測(cè)定方法參見(jiàn) 1)。氧化亞氮(N2O)采用氣相色譜法測(cè)定(Agilent Technologies 6890N Netem, 中國(guó)),堆肥過(guò)程中前兩周每天采集氣體樣品并進(jìn)行測(cè)定,兩周后每周(Awasthi et al. 2016d)。生物炭中 C、H、O 元素含量測(cè)定采用 Vario EL 元素分析儀測(cè)定(Elementar, Germany),比表面積采用比表面積及微孔空SAP 2020,美國(guó))。
有機(jī)物的轉(zhuǎn)化如圖 2-2 所示。堆肥過(guò)程中,各處理有機(jī)低,這可能是由于物料中微生物分解有機(jī)物作為其能源t al. 2009;Awasthi et al. 2016d; Wang et al. 2016b)。與對(duì)照的初始有機(jī)物含量明顯(p<0.05)較低,這可能是因?yàn)榉。Li 等(2012)和 Wang 等(2016a)在豬糞與膨潤(rùn)土肥初期,處理 B、Z 和 B+Z 的有機(jī)物降解速率要高于對(duì)高。堆肥 22 天后,各處理有機(jī)物顯著降低,然后趨于+Z 處理的有機(jī)物含量分別為 63.51%,61.02%和 57.43Dias 等(2010)和 Zhang 和 Sun(2015)表明添加生物棄物堆肥過(guò)程中有機(jī)物質(zhì)的降解。所有處理中,B+Z 處.57%,其次分別為 Z(14.30%)、B(13.22%)和對(duì)照處物炭與沸石混合物有機(jī)物的降解效率要大于單一添加生劑能夠進(jìn)一步地增加堆肥物料孔隙率和增強(qiáng)微生物活性asthi et al. 2016d; Zhang and Sun 2017b)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]接種復(fù)合菌劑對(duì)牛糞好氧堆肥進(jìn)程及溫室氣體(CH4和N2O)排放的影響[J]. 李舒清,張鏡丹,紀(jì)程,顧文文,李榮,鄒建文. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]蒙脫石對(duì)污泥好氧堆肥過(guò)程中重金屬鈍化效果[J]. 舒增年,黃健. 礦物學(xué)報(bào). 2017(Z1)
[3]陜西楊凌規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)飼料及糞便中養(yǎng)分和重金屬含量分析[J]. 彭麗,孫勃巖,王權(quán),張?jiān)鰪?qiáng),朱建春,李榮華. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]過(guò)磷酸鈣和雙氰胺聯(lián)用減少污泥堆肥溫室氣體及NH3排放[J]. 陳是吏,袁京,李國(guó)學(xué),何勝洲,張邦喜. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]沸石和過(guò)磷酸鈣對(duì)雞糞條垛堆肥甲烷排放的影響及其機(jī)制[J]. 李慧杰,王一明,林先貴,彭雙,孫蒙猛. 土壤. 2017(01)
[6]酸性物質(zhì)對(duì)豬糞秸稈堆肥過(guò)程中氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 姜繼韶,堯倩. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[7]添加劑對(duì)豬糞秸稈堆肥的氮素?fù)p失控制效果[J]. 李丹陽(yáng),李恕艷,李國(guó)學(xué),王坤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[8]生物質(zhì)炭對(duì)蔬菜廢棄物堆肥化過(guò)程氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 徐路魏,王旭東. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]膨潤(rùn)土改善雞糞厭氧消化產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷特性[J]. 潘君廷,馬俊怡,郜天磊,邱凌,劉宏斌. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[10]中國(guó)規(guī);笄蒺B(yǎng)殖的現(xiàn)狀及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 孫良媛,劉濤,張樂(lè). 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2016(02)
博士論文
[1]豬飼料中高劑量的銅鋅對(duì)環(huán)境的影響及其控制[D]. 李松巖.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[2]規(guī)模化養(yǎng)殖畜禽糞有害成分測(cè)定及其無(wú)害化處理效果[D]. 張樹(shù)清.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2004
本文編號(hào):2924902
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