论文部分内容阅读
随着畜禽养殖业集约化、规模化发展,畜禽粪便合理、科学地处置已经成为环境领域研究的热点之一。堆肥是处理畜禽粪便最行之有效的方法之一,但畜禽粪便好氧发酵过程中,伴随有机物快速分解产生的(NH3和H2S等)臭气,不仅污染环境、影响畜禽生长和人体健康,还造成堆肥过程中氮素的大量损失,降低堆肥的农用价值。本研究以猪粪作为研究对象,采用高温好氧堆肥的方法研究了不同物理除臭保氮剂、物理-化学除臭保氮剂、物理-化学-生物除臭保氮剂对猪粪堆肥过程中除臭和保氮的效果,以期筛选出适宜的除臭保氮剂及其添加比例。主要结论如下:1.在猪粪高温好氧堆肥过程中,通过物理措施(即添加物理调理剂)可以减少堆肥中臭气的产生和氮素的损失。其中处理5(72.98%鲜猪粪+20%稻草)和处理8(72.98%鲜猪粪+20%米糠)有较好的除臭保氮效果。与对照(CK)相比,两处理均提前9d消除臭味,在Ms4级以上持续时间分别减少9d和6d;NH3的累积挥发量分别减少49.76%和51.53%,H2S的累积挥发量分别减少24.46%和20.50%,全氮含量下降幅度分别降低43.46%和56.65%,总氮损失分别减少了21.33%和26.21%。2.在猪粪高温好氧堆肥过程中,采用物理-化学措施(即在处理5和处理8的基础上添加一定量化学调理剂)有利于堆肥除臭保氮,其中处理H(猪粪-稻草-10%氯化钙)和处理I(猪粪-稻草-15%氯化钙)具有较好的除臭保氮效果。两处理均在第18d消除臭味,比对照提前3d;处理H NH3的累积挥发量比CK1(猪粪-稻草)和CK2(猪粪+米糠)分别减少了62.42%和60.13%,处理I NH3的累积挥发量比CK1和CK2分别减少了65.45%和63.34%;处理H和处理I在整个堆肥过程中几乎没有H2S产生,有效减少了臭味的产生。与CK1和CK2相比,堆肥后处理H全氮含量增加幅度分别提高了285.52%和322.63%,处理I分别提高了282.65%和319.18%。处理H和处理I的总氮损失最少,分别为12.76%和13.06%,分别比CK1降低了51.57%和50.44%,比CK2降低了51.01%和49.88%。堆肥结束时各处理的固相C/N比值都下降到20以下,种子发芽指数(GI)都达到80%,表明堆肥达到腐熟程度。3.在猪粪高温好氧堆肥过程中,采用物理-化学-生物综合措施(即在处理H的基础上添加一定量微生物菌剂)有利于堆肥除臭保氮,其中以处理Ⅱ(猪粪-稻草-10%氯化钙-硫化细菌)、处理Ⅳ(猪粪-稻草-10%氯化钙-硫化-硝化细菌)和处理Ⅴ(猪粪-稻草-10%氯化钙-混合菌)的效果最佳。三个处理均比CK(猪粪-稻草-10%氯化钙)提前3d消除臭味,持续Ms4级臭味时间只有6d左右,而CK有9d。在整个堆肥过程中各处理均没有H2S产生。处理Ⅱ、处理Ⅳ和处理ⅤNH3的释放量一直都低于CK,且均在第18d降到50mg/L,而CK在第21d后才降到50mg/L;与CK相比,堆肥后处理Ⅱ、处理Ⅳ和处理Ⅴ全氮含量增加幅度分别提高了29.45%、27.21%和14.26%,水溶性TN分别提高了31.47%、8.39%和3.85%,水溶性NH4+-N含量分别提高了7.12%、3.02%和2.01%,水溶性NO3--N含量分别提高了44.32%、34.84%和37.88%。堆肥结束时处理Ⅱ、处理Ⅳ和处理Ⅴ水溶性C/N比降到了5以下,发酵原料的C/N比降到了17以下,T值下降到了0.66,各处理的GI值均超过80%,表明堆肥已经腐熟。综合以上研究结果,猪粪堆肥时在添加20%稻草(物理调理剂)和10%氯化钙(化学调理剂)的基础上,添加硫化细菌、硫化和硝化细菌以及混合菌(初始C/N比调节至25左右),发酵物降解快,并具有较好的除臭保氮效果,适合于堆肥中应用。