添加劑對豬糞好氧堆肥過程的影響及其機制研究
發(fā)布時間: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題。好氧堆肥過程中添加礦物和化學(xué)物質(zhì),能有效加快堆肥進程,減少潛在的環(huán)境風(fēng)險。然而,單一的添加劑對促進好氧堆肥的作用仍具有一定的局限性,能否通過加入復(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)境污染仍需進一步的研究。此外,從經(jīng)濟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好氧堆肥的影響及作用機制,有利于促進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,通過強制通風(fēng)好氧堆肥方式,研究堆肥過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(鈣基膨潤土和麥飯石)對堆肥的影響。研究分別從以下幾個方面展開:(1)生物炭、沸石及其混合物對豬糞堆肥過程中有機物轉(zhuǎn)化和氮素保留的影響;(2)添加生物炭、沸石和木醋液對豬糞好氧堆肥過程中溫室氣體減排的影響;(3)添加鈣基膨潤土對促進豬糞好氧堆肥的影響;(4)施加鈣基膨潤土堆肥對蔬菜生長及重金屬Cu和Zn累積的影響;(5)添加麥飯石對豬糞好氧堆肥過程中有機物轉(zhuǎn)化和氮素保留的...
【文章來源】: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
【文章頁數(shù)】:150 頁
【學(xué)位級別】: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 堆肥實驗裝置示意圖Fig. 2-1 Schematic diagrams of composting reactor定指標(biāo)及方法、EC、發(fā)芽指數(shù)(GI)和水溶性有機碳(DOC)測定方法參見文獻(Li et al. 2 al. 2016a)。有機物(OM)采用馬弗爐灼燒法測定,總有機碳(TOC)采用法測定,總凱氏氮(TKN)采用凱氏定氮法測定,總磷(TP)、總鉀(TKAP)和速效鉀(AK)測定方法參見文獻(TMECC 2002)。氨氣采用硼酸 HCl 溶液滴定法測定(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)測定方法參見 1)。氧化亞氮(N2O)采用氣相色譜法測定(Agilent Technologies 6890N Netem, 中國),堆肥過程中前兩周每天采集氣體樣品并進行測定,兩周后每周(Awasthi et al. 2016d)。生物炭中 C、H、O 元素含量測定采用 Vario EL 元素分析儀測定(Elementar, Germany),比表面積采用比表面積及微孔空SAP 2020,美國)。
有機物的轉(zhuǎn)化如圖 2-2 所示。堆肥過程中,各處理有機低,這可能是由于物料中微生物分解有機物作為其能源t al. 2009;Awasthi et al. 2016d; Wang et al. 2016b)。與對照的初始有機物含量明顯(p<0.05)較低,這可能是因為沸。Li 等(2012)和 Wang 等(2016a)在豬糞與膨潤土肥初期,處理 B、Z 和 B+Z 的有機物降解速率要高于對高。堆肥 22 天后,各處理有機物顯著降低,然后趨于+Z 處理的有機物含量分別為 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程中有機物質(zhì)的降解。所有處理中,B+Z 處.57%,其次分別為 Z(14.30%)、B(13.22%)和對照處物炭與沸石混合物有機物的降解效率要大于單一添加生劑能夠進一步地增加堆肥物料孔隙率和增強微生物活性asthi et al. 2016d; Zhang and Sun 2017b)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]接種復(fù)合菌劑對牛糞好氧堆肥進程及溫室氣體(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. 2017(06)
[2]蒙脫石對污泥好氧堆肥過程中重金屬鈍化效果[J]. 舒增年,黃健. 礦物學(xué)報. 2017(Z1)
[3]陜西楊凌規(guī);B(yǎng)殖場飼料及糞便中養(yǎng)分和重金屬含量分析[J]. 彭麗,孫勃巖,王權(quán),張增強,朱建春,李榮華. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]過磷酸鈣和雙氰胺聯(lián)用減少污泥堆肥溫室氣體及NH3排放[J]. 陳是吏,袁京,李國學(xué),何勝洲,張邦喜. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2017(06)
[5]沸石和過磷酸鈣對雞糞條垛堆肥甲烷排放的影響及其機制[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)對豬糞秸稈堆肥過程中氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 姜繼韶,堯倩. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[7]添加劑對豬糞秸稈堆肥的氮素?fù)p失控制效果[J]. 李丹陽,李恕艷,李國學(xué),王坤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(S2)
[8]生物質(zhì)炭對蔬菜廢棄物堆肥化過程氮素轉(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. 2016(06)
[9]膨潤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. 2016(08)
[10]中國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖的現(xiàn)狀及其對生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 孫良媛,劉濤,張樂. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2016(02)
博士論文
[1]豬飼料中高劑量的銅鋅對環(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);B(yǎng)殖畜禽糞有害成分測定及其無害化處理效果[D]. 張樹清.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2004
本文編號:2924902
【文章來源】: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
【文章頁數(shù)】:150 頁
【學(xué)位級別】: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 堆肥實驗裝置示意圖Fig. 2-1 Schematic diagrams of composting reactor定指標(biāo)及方法、EC、發(fā)芽指數(shù)(GI)和水溶性有機碳(DOC)測定方法參見文獻(Li et al. 2 al. 2016a)。有機物(OM)采用馬弗爐灼燒法測定,總有機碳(TOC)采用法測定,總凱氏氮(TKN)采用凱氏定氮法測定,總磷(TP)、總鉀(TKAP)和速效鉀(AK)測定方法參見文獻(TMECC 2002)。氨氣采用硼酸 HCl 溶液滴定法測定(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)測定方法參見 1)。氧化亞氮(N2O)采用氣相色譜法測定(Agilent Technologies 6890N Netem, 中國),堆肥過程中前兩周每天采集氣體樣品并進行測定,兩周后每周(Awasthi et al. 2016d)。生物炭中 C、H、O 元素含量測定采用 Vario EL 元素分析儀測定(Elementar, Germany),比表面積采用比表面積及微孔空SAP 2020,美國)。
有機物的轉(zhuǎn)化如圖 2-2 所示。堆肥過程中,各處理有機低,這可能是由于物料中微生物分解有機物作為其能源t al. 2009;Awasthi et al. 2016d; Wang et al. 2016b)。與對照的初始有機物含量明顯(p<0.05)較低,這可能是因為沸。Li 等(2012)和 Wang 等(2016a)在豬糞與膨潤土肥初期,處理 B、Z 和 B+Z 的有機物降解速率要高于對高。堆肥 22 天后,各處理有機物顯著降低,然后趨于+Z 處理的有機物含量分別為 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程中有機物質(zhì)的降解。所有處理中,B+Z 處.57%,其次分別為 Z(14.30%)、B(13.22%)和對照處物炭與沸石混合物有機物的降解效率要大于單一添加生劑能夠進一步地增加堆肥物料孔隙率和增強微生物活性asthi et al. 2016d; Zhang and Sun 2017b)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]接種復(fù)合菌劑對牛糞好氧堆肥進程及溫室氣體(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. 2017(06)
[2]蒙脫石對污泥好氧堆肥過程中重金屬鈍化效果[J]. 舒增年,黃健. 礦物學(xué)報. 2017(Z1)
[3]陜西楊凌規(guī);B(yǎng)殖場飼料及糞便中養(yǎng)分和重金屬含量分析[J]. 彭麗,孫勃巖,王權(quán),張增強,朱建春,李榮華. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]過磷酸鈣和雙氰胺聯(lián)用減少污泥堆肥溫室氣體及NH3排放[J]. 陳是吏,袁京,李國學(xué),何勝洲,張邦喜. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2017(06)
[5]沸石和過磷酸鈣對雞糞條垛堆肥甲烷排放的影響及其機制[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)對豬糞秸稈堆肥過程中氮素轉(zhuǎn)化的影響[J]. 姜繼韶,堯倩. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[7]添加劑對豬糞秸稈堆肥的氮素?fù)p失控制效果[J]. 李丹陽,李恕艷,李國學(xué),王坤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(S2)
[8]生物質(zhì)炭對蔬菜廢棄物堆肥化過程氮素轉(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. 2016(06)
[9]膨潤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. 2016(08)
[10]中國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖的現(xiàn)狀及其對生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 孫良媛,劉濤,張樂. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2016(02)
博士論文
[1]豬飼料中高劑量的銅鋅對環(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);B(yǎng)殖畜禽糞有害成分測定及其無害化處理效果[D]. 張樹清.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2004
本文編號:2924902
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