随着城市化进程的发展,城市污泥量急剧增加,因污泥中有机质、含水率和病原菌等含量高,80%的污泥没有得到有效的处理,污泥处理成为难题。堆肥技术因运行成本低、工艺简单、操作方便,成为目前处理处置污泥的一种有效措施,在工程上一般采用周期较短的好氧堆肥。但在好氧堆肥过程中,会引起氨气的大量挥发,导致严重的氮素损失。此外,还会产生大量的温室气体如二氧化碳、甲烷和氧化亚氮,带来显著的温室效应。为了实现污泥的资源化利用和满足环保的要求,本论文通过好氧堆肥试验,研究了堆肥过程中的温室气体和氮素损失情况。分析了调理剂、固氮剂对堆肥过程中常规理化指标和有机质降解状况的影响,重点考察了其对堆肥过程中温室气体和氮素损失的影响;通过向堆体加入三种不同形态的含氮无机盐,研究了氮素转化规律和氧化亚氮中的氮素来源;针对文昌污水处理厂污泥好氧堆肥中升温慢、调理剂用量大的问题,提出了不加调理剂的方法,并通过试验找出最佳的初始含水率和通风速率,从而为堆肥工艺在工程应用中实现保氮和温室气体减排提供理论依据。试验中选用木屑、麦秸和稻壳作为调理剂进行研究,结果表明调理剂理化性质显著影响温室气体和氮素损失。木屑在堆肥过程中降解量少,降解速率最慢,二氧化碳产生量最少,但其具有最大的通气孔和总孔隙,能显著抑制甲烷(29.37mg?kg^-1)的产生。麦秸的持水力和持水孔大,甲烷(317.57 mg?kg^-1)和氧化亚氮的产生量(5.90mg?kg^-1)最多,而且由于可溶性有机质含量较多,二氧化碳产生量也最多(86.36g?kg^-1)。虽然麦秸能明显抑制高温期氨气的产生,但其后期释放速率较高,导致麦秸组氨气挥发累积量最大(1474.79mg?kg^-1)。由于稻壳的持水力最弱并且其通气孔较大,堆体通风状况良好,甲烷产生量较少(217.73mg?kg^-1),氧化亚氮的产生量(5.32mg?kg^-1)最少。加入固氮剂,挥发性有机质降解量减少,但能促进有机质向溶解性有机物的转化,且不影响热量和二氧化碳的产生。固氮剂改变了堆体的氧化还原性,破坏了甲烷的产生条件,因此大大降低了甲烷的产生。固氮剂会显著降低堆体的p H值,从而造成溶解性总氮和氨氮的积累,而减少了氨气的挥发量,减少氮素损失。与对照组相比,固氮剂1组和固氮剂2组的累计氨气挥发量分别减少了58.84%和86.34%,其中固氮剂2的抑制作用强于固氮剂1。向堆体中添加了硫酸铵、硝酸钠和亚硝酸钠三种形态的氮素研究堆肥过程中氮素转化规律和氧化亚氮中氮素来源。添加硝酸钠后堆体中硝态氮迅速降低,整个堆肥过程中硝态氮、亚硝态氮含量和氧化亚氮产生量极低,因此排除了硝态氮直接反硝化生成氧化亚氮的可能。硫酸铵的添加促进了硝化反应的进行,致使亚硝态氮含量突增,大大提高了氧化亚氮的产生速率。在堆肥的第0天和第30天添加亚硝酸钠能明显促进氧化亚氮的产生,因此氧化亚氮中的氮素直接来源于亚硝态氮。中试试验研究发现不添加调理剂能延长高温期,控制高温温度,而且减少了调理剂用量,降低运行成本。初始含水率为60%时,微生物生命活动旺盛,有机质降解快,二氧化碳产生速率大且高温期温度高,甲烷产生量相对较少,而且含水率降低快,但氨气释放较多。初始含水率为70%时,虽然氨气释放少,但含水率较高,有机质降解慢,不利于堆肥产品的稳定。通风速率大虽能提高有机质的降低速度,但较小的通风速率能延长堆体高温期,使得整个过程中堆体温度较高,有效杀灭病原菌,且能显著降低堆体的含水率,符合工程对堆肥产品含水率的要求。