不同C/N对好氧堆肥中CO 2 和CH 4 排放及腐殖化作用的影响
发布时间：2020-12-15 09:16
好氧堆肥因具有成本低、无害化程度高以及生物风险小等优点,成为目前应用最广的农业废弃物资源化利用途径之一,但是在堆肥过程中容易产生二次污染,含碳温室气体的排放不仅会造成大量的碳素损失,还会引起了严重空气污染,加剧温室效应。为此,本试验设置五个C/N处理:T1（C/N=15）、T2（C/N=20）、T3（C/N=25）、T4（C/N=30）和T5（C/N=35）,在条垛式堆肥条件下,研究了不同C/N对好氧堆肥过程中总有机碳（TOC）和水溶性有机碳（DOC）等有机化合物的转化、CO2和CH4两种含碳温室气体的排放、腐殖酸及其组分含量以及腐殖化程度的影响,以期为优化好氧堆肥的工艺参数、减少堆肥过程中的二次污染、降低碳素损失提供理论依据。主要试验结果如下:1.好氧堆肥过程中TOC的快速降解主要集中在前12d,堆体的初始C/N越高,TOC的降解率就越高,碳素损失越严重。试验结果表明,各处理TOC在堆肥前12d的降解量占总降解量的33.05%73.94%;至堆肥结束,T1T5处理TOC的降解率为40.98%
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
好氧堆肥中各类含碳有机化合物转化示意图
在采样箱安置后的 0、5、10、15 和 20 min 用连接了三通阀的 200ml 注射器采集150mL 的气体样品，注入容量为 300 mL 的铝箔采气袋中。图2-1 气体样品采集示意图Fig.2-1 Schematic chart of gas sample collection4. 测定指标及方法1. 堆体温度的测定：每天测定三次：早 8:00，中午 12:00，下午 16:00，取三次温度的平均值。测温层次与取样层次一致，每层均匀测温 4 次，取其平均值。2. 水分含量的测定：用烘干质量差的方法测定。3. pH 的测定：采用 pH 计法。称取堆肥样品 5.0g 于体积为 100mL 的烧杯中，加蒸馏
甘肃农业大学 2019 届硕士学位论文20图3-1 不同处理堆体温度的变化Fig.3-1 Variations of temperature in different treatments during composting process2. C/N 对好氧堆肥过程中 pH 变化的影响不同 C/N 条件下堆体的 pH 变化情况见图 3-2。从堆肥开始（第 0d），不同处理 pH便表现出差异，至堆肥第 6d 时差异达到最大，C/N 最低的 T1 和 T2 处理堆体 pH 显著高于高 C/N 的 T3~T5 处理（P＜0.05）。直至第 12d，不同 C/N 肥堆 pH 无显著性差异。高 C/N 的 T3~T5 处理 pH 在第 6~9d pH 显著低于低 C/N 的 T1 和 T2 处理（P＜0.05），可能是因为高 C/N 处理中大量的含碳有机物在被微生物利用分解过程中会产生很多的有机，因此其 pH 在肥堆含碳有机物高速分解的堆肥前期始终处于较低状态。至堆肥结束，各处理 pH 分别为 8.59、8.58、8.55、8.53 和 8.52
【参考文献】：
期刊论文
[1]城乡有机废弃物资源化利用现状及展望[J]. 李龙涛,李万明,孙继民,褚飞,饶中秀,黄凤球. 农业资源与环境学报. 2019(03)
[2]牛粪好氧堆肥中真菌群落组成的动态特征[J]. 许修宏,门梦琪,孟庆欣,许本姝,盛思远,武晓桐,姜欣,韩悦,朱海峰,邓利廷. 东北农业大学学报. 2019(04)
[3]不同碳氮比对牛粪好氧堆肥腐熟过程的影响[J]. 张鹤,李孟婵,杨慧珍,王友玲,路永莉,张春红,邱慧珍. 甘肃农业大学学报. 2019(01)
[4]畜禽粪便的危害及处理技术[J]. 马健,洪文娟,张文杰,窦晶晶. 畜牧与兽医. 2019(02)
[5]城市生活垃圾二次堆肥理化性质变化研究[J]. 杨庆楠,郭小平. 安全与环境学报. 2018(06)
[6]碳氮比对猪粪-玉米秸秆混合堆肥的影响[J]. 刘成琛,袁蓉芳,周北海. 中国资源综合利用. 2018(09)
[7]牛粪稻秸新型静态堆肥中真菌群落组成的动态特征[J]. 张文浩,门梦琪,许本姝,许修宏,成利军,孟庆欣,邓利廷,姜欣,武晓桐,盛思远. 农业环境科学学报. 2018(09)
[8]静态好氧高温牛粪堆肥中nirK型反硝化细菌群落动态变化[J]. 武晓桐,姜欣,盛思远,许本姝,门梦琪,孟庆欣,邓利廷,成利军,张文浩,许修宏. 微生物学通报. 2019(05)
[9]牛粪堆肥过程中土霉素降解及其与微生物群落结构的关系[J]. 熊志强,霍朝晨,张炜然,王长虹,晏磊,王伟东. 土壤与作物. 2018(02)
[10]过磷酸钙和腐烂苹果联合添加对猪粪堆肥过程中碳素转化和腐熟的影响[J]. 姜继韶,党森,王撵,王洋,孙杏菊,王晨境,杨鲜丽,刘娟,潘尤伟,闫广轩,张春燕,李云蓓. 环境科学学报. 2018(11)
博士论文
[1]过磷酸钙对猪粪堆肥碳、氮转化及减缓有机质降解技术机制研究[D]. 吴娟.中国农业大学 2017
[2]生物炭及翻堆频率对鸡粪堆肥过程中温室气体排放的影响[D]. 贾兴永.中国农业大学 2015
[3]生活垃圾堆肥过程污染气体减排与管理的生命周期评价研究[D]. 杨帆.中国农业大学 2014
[4]产业废弃物堆肥处理效果及碳素物质变化规律研究[D]. 张陇利.中国农业大学 2014
[5]不同控制条件下堆肥过程中腐殖质的转化机制研究[D]. 孙向平.中国农业大学 2013
[6]保护性耕作对农田土壤生态因子及温室气体排放的影响[D]. 赵建波.山东农业大学 2008
[7]畜禽粪便高温堆肥机理与应用研究[D]. 李吉进.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]不同原料组合堆肥过程中碳转化特征及腐殖质含量与组分的变化规律研究[D]. 李孟婵.甘肃农业大学 2018
[2]污泥堆肥过程中温室气体排放和氮素损失控制工艺优化研究[D]. 刘惠敏.哈尔滨工业大学 2017
[3]碳氮比和通气量对牛粪与烟梗混合堆肥过程的影响[D]. 赵鹏博.西北农林科技大学 2017
[4]牛粪和中药渣堆肥化过程中水溶有机质特性及细菌结构的研究[D]. 陆彦宇.广西大学 2017
[5]腐熟污泥添加对生活垃圾堆肥N2O产生及其相关功能基因丰度影响研究[D]. 马强.青岛理工大学 2016
[6]基于生物炭选择与氧化改性的蛋鸡粪堆肥有害气体减排技术研究[D]. 陈伟.华南农业大学 2016
[7]农业废弃物常规堆置与条跺式堆肥过程原位观测温室气体排放研究[D]. 高翔.南京农业大学 2016
[8]不同堆肥条件对堆肥过程中碳素损失及腐殖质形成的影响研究[D]. 唐璐.杭州师范大学 2016
[9]不同C/N和菌剂处理对葡萄修剪枝条堆肥效果的影响[D]. 殷姿.宁夏大学 2016
[10]不同组群奶牛粪便堆积过程中温室气体排放及碳氮转化规律[D]. 李文圣.西北农林科技大学 2015
本文编号：2918037
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
好氧堆肥中各类含碳有机化合物转化示意图
在采样箱安置后的 0、5、10、15 和 20 min 用连接了三通阀的 200ml 注射器采集150mL 的气体样品，注入容量为 300 mL 的铝箔采气袋中。图2-1 气体样品采集示意图Fig.2-1 Schematic chart of gas sample collection4. 测定指标及方法1. 堆体温度的测定：每天测定三次：早 8:00，中午 12:00，下午 16:00，取三次温度的平均值。测温层次与取样层次一致，每层均匀测温 4 次，取其平均值。2. 水分含量的测定：用烘干质量差的方法测定。3. pH 的测定：采用 pH 计法。称取堆肥样品 5.0g 于体积为 100mL 的烧杯中，加蒸馏
甘肃农业大学 2019 届硕士学位论文20图3-1 不同处理堆体温度的变化Fig.3-1 Variations of temperature in different treatments during composting process2. C/N 对好氧堆肥过程中 pH 变化的影响不同 C/N 条件下堆体的 pH 变化情况见图 3-2。从堆肥开始（第 0d），不同处理 pH便表现出差异，至堆肥第 6d 时差异达到最大，C/N 最低的 T1 和 T2 处理堆体 pH 显著高于高 C/N 的 T3~T5 处理（P＜0.05）。直至第 12d，不同 C/N 肥堆 pH 无显著性差异。高 C/N 的 T3~T5 处理 pH 在第 6~9d pH 显著低于低 C/N 的 T1 和 T2 处理（P＜0.05），可能是因为高 C/N 处理中大量的含碳有机物在被微生物利用分解过程中会产生很多的有机，因此其 pH 在肥堆含碳有机物高速分解的堆肥前期始终处于较低状态。至堆肥结束，各处理 pH 分别为 8.59、8.58、8.55、8.53 和 8.52
【参考文献】：
期刊论文
[1]城乡有机废弃物资源化利用现状及展望[J]. 李龙涛,李万明,孙继民,褚飞,饶中秀,黄凤球. 农业资源与环境学报. 2019(03)
[2]牛粪好氧堆肥中真菌群落组成的动态特征[J]. 许修宏,门梦琪,孟庆欣,许本姝,盛思远,武晓桐,姜欣,韩悦,朱海峰,邓利廷. 东北农业大学学报. 2019(04)
[3]不同碳氮比对牛粪好氧堆肥腐熟过程的影响[J]. 张鹤,李孟婵,杨慧珍,王友玲,路永莉,张春红,邱慧珍. 甘肃农业大学学报. 2019(01)
[4]畜禽粪便的危害及处理技术[J]. 马健,洪文娟,张文杰,窦晶晶. 畜牧与兽医. 2019(02)
[5]城市生活垃圾二次堆肥理化性质变化研究[J]. 杨庆楠,郭小平. 安全与环境学报. 2018(06)
[6]碳氮比对猪粪-玉米秸秆混合堆肥的影响[J]. 刘成琛,袁蓉芳,周北海. 中国资源综合利用. 2018(09)
[7]牛粪稻秸新型静态堆肥中真菌群落组成的动态特征[J]. 张文浩,门梦琪,许本姝,许修宏,成利军,孟庆欣,邓利廷,姜欣,武晓桐,盛思远. 农业环境科学学报. 2018(09)
[8]静态好氧高温牛粪堆肥中nirK型反硝化细菌群落动态变化[J]. 武晓桐,姜欣,盛思远,许本姝,门梦琪,孟庆欣,邓利廷,成利军,张文浩,许修宏. 微生物学通报. 2019(05)
[9]牛粪堆肥过程中土霉素降解及其与微生物群落结构的关系[J]. 熊志强,霍朝晨,张炜然,王长虹,晏磊,王伟东. 土壤与作物. 2018(02)
[10]过磷酸钙和腐烂苹果联合添加对猪粪堆肥过程中碳素转化和腐熟的影响[J]. 姜继韶,党森,王撵,王洋,孙杏菊,王晨境,杨鲜丽,刘娟,潘尤伟,闫广轩,张春燕,李云蓓. 环境科学学报. 2018(11)
博士论文
[1]过磷酸钙对猪粪堆肥碳、氮转化及减缓有机质降解技术机制研究[D]. 吴娟.中国农业大学 2017
[2]生物炭及翻堆频率对鸡粪堆肥过程中温室气体排放的影响[D]. 贾兴永.中国农业大学 2015
[3]生活垃圾堆肥过程污染气体减排与管理的生命周期评价研究[D]. 杨帆.中国农业大学 2014
[4]产业废弃物堆肥处理效果及碳素物质变化规律研究[D]. 张陇利.中国农业大学 2014
[5]不同控制条件下堆肥过程中腐殖质的转化机制研究[D]. 孙向平.中国农业大学 2013
[6]保护性耕作对农田土壤生态因子及温室气体排放的影响[D]. 赵建波.山东农业大学 2008
[7]畜禽粪便高温堆肥机理与应用研究[D]. 李吉进.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]不同原料组合堆肥过程中碳转化特征及腐殖质含量与组分的变化规律研究[D]. 李孟婵.甘肃农业大学 2018
[2]污泥堆肥过程中温室气体排放和氮素损失控制工艺优化研究[D]. 刘惠敏.哈尔滨工业大学 2017
[3]碳氮比和通气量对牛粪与烟梗混合堆肥过程的影响[D]. 赵鹏博.西北农林科技大学 2017
[4]牛粪和中药渣堆肥化过程中水溶有机质特性及细菌结构的研究[D]. 陆彦宇.广西大学 2017
[5]腐熟污泥添加对生活垃圾堆肥N2O产生及其相关功能基因丰度影响研究[D]. 马强.青岛理工大学 2016
[6]基于生物炭选择与氧化改性的蛋鸡粪堆肥有害气体减排技术研究[D]. 陈伟.华南农业大学 2016
[7]农业废弃物常规堆置与条跺式堆肥过程原位观测温室气体排放研究[D]. 高翔.南京农业大学 2016
[8]不同堆肥条件对堆肥过程中碳素损失及腐殖质形成的影响研究[D]. 唐璐.杭州师范大学 2016
[9]不同C/N和菌剂处理对葡萄修剪枝条堆肥效果的影响[D]. 殷姿.宁夏大学 2016
[10]不同组群奶牛粪便堆积过程中温室气体排放及碳氮转化规律[D]. 李文圣.西北农林科技大学 2015
本文编号：2918037
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