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本文以鸡粪、猪粪和牛粪为研究对象,采用高温好氧模拟堆腐试验,研究了供试畜禽粪便中各种有害物质和营养物质在畜禽粪便堆腐处理过程中的转化过程和转化特征,并在此基础上进一步探讨了供试畜禽粪便实现无害化和达到腐熟的一些基本参数,研究结果表明:
1.供试畜禽粪便在堆腐过程中的温度,随着堆腐的进行,呈现出先增加后下降,而后平稳的趋势,在堆腐28天时基本稳定;pH值在堆腐的前14天基本上呈现升高的趋势,而后有所下降趋于稳定。
2.各种畜禽粪便中残留金霉素含量相差很大,残留金霉素与外源添加金霉素相比具有更高的稳定性;各种畜禽粪便中的残留金霉素和外源添加的金霉素在堆腐过程中均表现出先快速分解后慢速分解的趋势,其降解过程可以用一级动力学方程和Elovich方程进行描述。
3.不同畜禽粪便原料中马尿酸和尿囊素含量相差明显,随着堆腐过程的进行,供试粪便中的马尿酸和尿囊素含量均表现出先增加后逐渐下降的趋势,其转化过程可以用多项式和二级动力学方程分别进行很好的拟合。
4.畜禽粪便的堆腐处理,有利于降低粪便中可溶盐和DTPA可浸提态重金属相对含量,实现重金属离子的钝化。
5.各种畜禽粪便在堆腐过程中,蛔虫卵死亡率在培养的第14天迅速升高,到第42天大部分达到了无害化卫生要求;畜禽粪便中大肠杆菌在腐解过程中呈现逐渐下降的趋势,在第42天,除仔猪粪外,其余均到了无害化卫生标准。
6.在供试畜禽粪便堆腐过程中,畜禽粪便中微生物量碳、水溶性碳和易氧化有机碳占全碳的比值均随着培养时间延长表现出先升高后降低的过程,畜禽粪便中腐殖酸碳和腐殖酸组成中的胡/富比均表现出随培养时间加长而逐渐增加的趋势,胡敏酸的芳构化程度和缩合度均呈增加的趋势。
7.各种畜禽粪便在堆腐过程中,水溶性碳占全氮的比值、水溶性碳占有机氮的比值以及无机铵态氮占全氮比值均表现为先增后降,而后平稳的变化特点,供试畜禽粪便中酸水解铵态氮、氨基酸态氮和氨基糖态氮在堆腐过程中的均呈现先降低后增加的趋势,而未知态氮则呈现先降低后升高的变化趋势,硝态氮则在腐解过程中一直呈现升高的趋势。
8.随着腐解过程的进行,畜禽粪便中有效磷含量基本上呈现下降的趋势,有机磷组分中活性有机磷和中等活性有机磷均呈现逐渐下降的趋势,碳磷比呈现先迅速下降,而后平稳的变化过程。
9.各种畜禽粪便在堆腐过程中,有效硫、水溶性硫、吸附态硫均呈现先增后降的趋势,盐酸可溶态硫则呈现一直增加的趋势。
10.畜禽粪便堆腐过程中水浸出液对种子发芽指数和发芽率的影响,以及各形态碳、氮、磷、硫相对量的变化可以作为判断畜禽粪便无害腐熟的基本参数。