废弃菌糠理化性质及其资源化过程中的环境影响研究

发布时间：2017-11-11 09:04

  本文关键词：废弃菌糠理化性质及其资源化过程中的环境影响研究

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【摘要】：食用菌栽培收获后的废弃菌糠是一种典型的农业废弃物,由于基数庞大,近年来废弃菌糠的处理与处置已成为重要的课题。传统的废弃菌糠处理方法包括焚烧和填埋,但是都会对环境造成负面影响。如果能够通过连续栽培、堆置有机肥等资源化方式处置废弃菌糠,不但避免了传统处置可能造成的环境污染,还可以对其含有的大量营养、有机质进行综合利用。本文基于现有杏鲍菇栽培料(PCMs)—杏鲍菇菌糠(SMSs-PE)—平菇菌糠(SMSs-PO)—菌糠有机肥(SMCs)生产工艺,采取各阶段样品：栽培料(PCMs)、杏鲍菇菌糠(SMSs-PE)、平菇菌糠(SMSs-PO)、菌糠有机肥(SMCs),分别进行了营养成分分析、形态表征测试和重金属含量分析。营养成分分析结果显示,连续栽培过程中物料含水率下降13.8%,而多糖和蛋白质含量积累2.4%和3.8%；堆肥过程中,多糖和蛋白质分别下降7.7%和11.2%,物料腐殖酸含量增加2.2%,生物可降解性下降12.5%；木质素等难降解成分在两个过程中的变化均不明显。形态表征测试结果显示,SMSs-PE和SMSs-PO在经过食用菌的种植后表面纤维结构逐渐消耗,出现孔隙；堆肥后的SMCs的表面呈现腐殖化、颗粒化。C、O、K等元素的含量在循环利用过程中变化显著。重金属含量分析显示,物料中砷、汞、铅、铬、镉等重金属含量均低于国家标准限值,作为有机肥施用安全性得到论证。在现有工艺中,拟将堆肥产品SMCs还田施用。针对施用效果,设计静态培养实验,测定土壤中铵态氮、硝态氮含量,结果表明SMCs的施加能够显著增加土壤中矿化氮含量,培养42天后达157.35 mg N/kg;与化肥相比,菌糠有机肥是一种缓释肥。鉴于施用过程中SMCs可能造成的环境污染,设计土柱淋溶实验,探究废弃菌糠／有机肥营养物质的释放规律,发现相对于化肥(尿素、过磷酸钙),SMCs中的氮、磷素营养物质不易淋失,其中氮素淋失量可减少65%,但是同时由于其自身含有的大量有机质,淋洗液中的CODCr浓度超过化肥,也可能对地表水和地下水等环境造成危害；SMCs/CFs(菌糠有机肥／化肥)混施能够减缓CODCr的淋失；用一阶／一阶复合模型(first/first order mixed model)能够最好的描述菌糠有机肥中营养成分的流失。针对施用SMCs可能淋失大量CODcr的情况,从SMSs-PO出发,在不同温度下用热解-水蒸气活化法制备出三种菌糠基生物质炭biocharl(550℃热解,600℃活化)、biochar2(650℃热解,700℃活化)、biochar3(750℃热解,800℃活化),将制备出的biochar1、biochar2、biochar3与SMCs混施,重复土柱淋溶实验,发现三种菌糠基生物质炭均能有效减少SMCs(菌糠有机肥)施用时淋失过多的CODCr,具有保肥效能,且CODCr削减量大小为biochar3biochar1 biochar2,综合考量,biochar3在固持氮磷的基础上可以同时减少CODcr的淋失,与SMCs共施保肥效能最佳。结合理论研究成果与现有工艺缺点,对丽水市某食用菌栽培厂的废弃菌糠好氧发酵处理工程进行了初步设计。拟采用发酵仓式处理工艺对物料进行腐熟处理,缩短腐熟时间,提升厂区卫生条件。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X712

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本文编号：1170688