添加剂对猪粪好氧堆肥过程的影响及其机制研究
发布时间：2020-12-19 00:32
传统的好氧堆肥法存在堆肥品质不高、氮素损失严重、温室气体排放显著和腐殖化程度低等问题。好氧堆肥过程中添加矿物和化学物质,能有效加快堆肥进程,减少潜在的环境风险。然而,单一的添加剂对促进好氧堆肥的作用仍具有一定的局限性,能否通过加入复合添加剂提高畜禽粪便好氧堆肥效率并减少潜在的环境污染仍需进一步的研究。此外,从经济效益和可操作性方面考虑,探索更多矿物添加剂并研究其对好氧堆肥的影响及作用机制,有利于促进畜禽粪便好氧堆肥处理的发展。因此,本研究以猪粪为堆肥原料,以锯末或秸秆为调理剂,通过强制通风好氧堆肥方式,研究堆肥过程中加入典型人工源添加剂（沸石、生物炭,生物炭制备中的副产品——木醋液,以及三者的混合物）和天然矿物类添加剂（钙基膨润土和麦饭石）对堆肥的影响。研究分别从以下几个方面展开:（1）生物炭、沸石及其混合物对猪粪堆肥过程中有机物转化和氮素保留的影响;（2）添加生物炭、沸石和木醋液对猪粪好氧堆肥过程中温室气体减排的影响;（3）添加钙基膨润土对促进猪粪好氧堆肥的影响;（4）施加钙基膨润土堆肥对蔬菜生长及重金属Cu和Zn累积的影响;（5）添加麦饭石对猪粪好氧堆肥过程中有机物转化和氮素保留的...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
畜禽粪便好氧堆肥氮素转化和损失途径（黄向东等2010）
图 2-1 堆肥实验装置示意图Fig. 2-1 Schematic diagrams of composting reactor定指标及方法、EC、发芽指数（GI）和水溶性有机碳（DOC）测定方法参见文献（Li et al. 2 al. 2016a）。有机物（OM）采用马弗炉灼烧法测定，总有机碳（TOC）采用法测定，总凯氏氮（TKN）采用凯氏定氮法测定，总磷（TP）、总钾（TKAP）和速效钾（AK）测定方法参见文献（TMECC 2002）。氨气采用硼酸 HCl 溶液滴定法测定（Yang et al. 2015）。胡敏酸（HA），富里酸（FA），酸结合态的铜、锌（HA-Cu，HA-Zn，FA-Cu 和 FA-Zn）测定方法参见 1）。氧化亚氮（N2O）采用气相色谱法测定（Agilent Technologies 6890N Netem, 中国），堆肥过程中前两周每天采集气体样品并进行测定，两周后每周（Awasthi et al. 2016d）。生物炭中 C、H、O 元素含量测定采用 Vario EL 元素分析仪测定（Elementar, Germany），比表面积采用比表面积及微孔空SAP 2020，美国）。
有机物的转化如图 2-2 所示。堆肥过程中，各处理有机低，这可能是由于物料中微生物分解有机物作为其能源t al. 2009;Awasthi et al. 2016d; Wang et al. 2016b）。与对照的初始有机物含量明显（p<0.05）较低，这可能是因为沸。Li 等（2012）和 Wang 等（2016a）在猪粪与膨润土肥初期，处理 B、Z 和 B+Z 的有机物降解速率要高于对高。堆肥 22 天后，各处理有机物显著降低，然后趋于+Z 处理的有机物含量分别为 63.51%,61.02%和 57.43Dias 等（2010）和 Zhang 和 Sun（2015）表明添加生物弃物堆肥过程中有机物质的降解。所有处理中，B+Z 处.57%，其次分别为 Z（14.30%）、B（13.22%）和对照处物炭与沸石混合物有机物的降解效率要大于单一添加生剂能够进一步地增加堆肥物料孔隙率和增强微生物活性asthi et al. 2016d; Zhang and Sun 2017b）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]接种复合菌剂对牛粪好氧堆肥进程及温室气体（CH4和N2O）排放的影响[J]. 李舒清,张镜丹,纪程,顾文文,李荣,邹建文. 南京农业大学学报. 2017(06)
[2]蒙脱石对污泥好氧堆肥过程中重金属钝化效果[J]. 舒增年,黄健. 矿物学报. 2017(Z1)
[3]陕西杨凌规模化养殖场饲料及粪便中养分和重金属含量分析[J]. 彭丽,孙勃岩,王权,张增强,朱建春,李荣华. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]过磷酸钙和双氰胺联用减少污泥堆肥温室气体及NH3排放[J]. 陈是吏,袁京,李国学,何胜洲,张邦喜. 农业工程学报. 2017(06)
[5]沸石和过磷酸钙对鸡粪条垛堆肥甲烷排放的影响及其机制[J]. 李慧杰,王一明,林先贵,彭双,孙蒙猛. 土壤. 2017(01)
[6]酸性物质对猪粪秸秆堆肥过程中氮素转化的影响[J]. 姜继韶,尧倩. 环境科学. 2017(03)
[7]添加剂对猪粪秸秆堆肥的氮素损失控制效果[J]. 李丹阳,李恕艳,李国学,王坤. 农业工程学报. 2016(S2)
[8]生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化过程氮素转化的影响[J]. 徐路魏,王旭东. 农业环境科学学报. 2016(06)
[9]膨润土改善鸡粪厌氧消化产酸产甲烷特性[J]. 潘君廷,马俊怡,郜天磊,邱凌,刘宏斌. 农业工程学报. 2016(08)
[10]中国规模化畜禽养殖的现状及其对生态环境的影响[J]. 孙良媛,刘涛,张乐. 华南农业大学学报(社会科学版). 2016(02)
博士论文
[1]猪饲料中高剂量的铜锌对环境的影响及其控制[D]. 李松岩.南京农业大学 2005
[2]规模化养殖畜禽粪有害成分测定及其无害化处理效果[D]. 张树清.中国农业科学院 2004
本文编号：2924902
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
畜禽粪便好氧堆肥氮素转化和损失途径（黄向东等2010）
图 2-1 堆肥实验装置示意图Fig. 2-1 Schematic diagrams of composting reactor定指标及方法、EC、发芽指数（GI）和水溶性有机碳（DOC）测定方法参见文献（Li et al. 2 al. 2016a）。有机物（OM）采用马弗炉灼烧法测定，总有机碳（TOC）采用法测定，总凯氏氮（TKN）采用凯氏定氮法测定，总磷（TP）、总钾（TKAP）和速效钾（AK）测定方法参见文献（TMECC 2002）。氨气采用硼酸 HCl 溶液滴定法测定（Yang et al. 2015）。胡敏酸（HA），富里酸（FA），酸结合态的铜、锌（HA-Cu，HA-Zn，FA-Cu 和 FA-Zn）测定方法参见 1）。氧化亚氮（N2O）采用气相色谱法测定（Agilent Technologies 6890N Netem, 中国），堆肥过程中前两周每天采集气体样品并进行测定，两周后每周（Awasthi et al. 2016d）。生物炭中 C、H、O 元素含量测定采用 Vario EL 元素分析仪测定（Elementar, Germany），比表面积采用比表面积及微孔空SAP 2020，美国）。
有机物的转化如图 2-2 所示。堆肥过程中，各处理有机低，这可能是由于物料中微生物分解有机物作为其能源t al. 2009;Awasthi et al. 2016d; Wang et al. 2016b）。与对照的初始有机物含量明显（p<0.05）较低，这可能是因为沸。Li 等（2012）和 Wang 等（2016a）在猪粪与膨润土肥初期，处理 B、Z 和 B+Z 的有机物降解速率要高于对高。堆肥 22 天后，各处理有机物显著降低，然后趋于+Z 处理的有机物含量分别为 63.51%,61.02%和 57.43Dias 等（2010）和 Zhang 和 Sun（2015）表明添加生物弃物堆肥过程中有机物质的降解。所有处理中，B+Z 处.57%，其次分别为 Z（14.30%）、B（13.22%）和对照处物炭与沸石混合物有机物的降解效率要大于单一添加生剂能够进一步地增加堆肥物料孔隙率和增强微生物活性asthi et al. 2016d; Zhang and Sun 2017b）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]接种复合菌剂对牛粪好氧堆肥进程及温室气体（CH4和N2O）排放的影响[J]. 李舒清,张镜丹,纪程,顾文文,李荣,邹建文. 南京农业大学学报. 2017(06)
[2]蒙脱石对污泥好氧堆肥过程中重金属钝化效果[J]. 舒增年,黄健. 矿物学报. 2017(Z1)
[3]陕西杨凌规模化养殖场饲料及粪便中养分和重金属含量分析[J]. 彭丽,孙勃岩,王权,张增强,朱建春,李荣华. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]过磷酸钙和双氰胺联用减少污泥堆肥温室气体及NH3排放[J]. 陈是吏,袁京,李国学,何胜洲,张邦喜. 农业工程学报. 2017(06)
[5]沸石和过磷酸钙对鸡粪条垛堆肥甲烷排放的影响及其机制[J]. 李慧杰,王一明,林先贵,彭双,孙蒙猛. 土壤. 2017(01)
[6]酸性物质对猪粪秸秆堆肥过程中氮素转化的影响[J]. 姜继韶,尧倩. 环境科学. 2017(03)
[7]添加剂对猪粪秸秆堆肥的氮素损失控制效果[J]. 李丹阳,李恕艳,李国学,王坤. 农业工程学报. 2016(S2)
[8]生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化过程氮素转化的影响[J]. 徐路魏,王旭东. 农业环境科学学报. 2016(06)
[9]膨润土改善鸡粪厌氧消化产酸产甲烷特性[J]. 潘君廷,马俊怡,郜天磊,邱凌,刘宏斌. 农业工程学报. 2016(08)
[10]中国规模化畜禽养殖的现状及其对生态环境的影响[J]. 孙良媛,刘涛,张乐. 华南农业大学学报(社会科学版). 2016(02)
博士论文
[1]猪饲料中高剂量的铜锌对环境的影响及其控制[D]. 李松岩.南京农业大学 2005
[2]规模化养殖畜禽粪有害成分测定及其无害化处理效果[D]. 张树清.中国农业科学院 2004
本文编号：2924902
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