蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥氨挥发和温室气体排放的影响

为明确蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥过程中NH₃挥发及温室气体排放的影响,本研究分别将风化褐煤、厨余垃圾、蘑菇渣与鸡粪混合,在进行蝇蛆预处理后堆肥,研究试验过程中NH₃挥发和温室气体的排放规律。试验设置8个处理,分别为对照组（无蝇蛆预处理）：纯鸡粪（CK1）、30%风化褐煤+70%鸡粪（CK2）、30%厨余垃圾+70%鸡粪（CK3）、30%蘑菇渣+70%鸡粪（CK4）;试验组（蝇蛆预处理）：纯鸡粪（T1）、30%风化褐煤+70%鸡粪（T2）、30%厨余垃圾+70%鸡粪（T3）、30%蘑菇渣+70%鸡粪（T4）。结果表明：蝇蛆预处理能够延长堆肥高温期,≥50 ℃天数均达到10 d以上,相比CK1增加5~9 d;在整个试验期间试验组NH₃挥发集中在堆肥第2天,试验组NH₃累积排放量显著低于对照组,降幅达到42.7%~61.1%,菇渣添加处理的NH₃累积排放量在对照组中最低;风化褐煤的添加能够显著降低N₂O排放,T2相比于T1降低84.2%,CK2相比于CK1降低51.7%。蝇蛆预处理能够显著降低CO₂排放当量,相比CK1降低32.1%~73.2%,其中,T4的CO₂排放当量最低。研究表明,蝇蛆预处理能够提高堆肥温度、延长堆肥高温期、显著降低NH₃排放和CO₂排放当量,若从堆肥温度及CO₂排放当量方面考虑蝇蛆预处理和菇渣组合为最优处理。     

腐熟堆肥回流对猪粪堆肥含硫臭气排放的影响

为探究腐熟堆肥不同回流方式对猪粪堆肥含硫臭气排放的影响,本文以猪粪为研究对象进行好氧堆肥试验,设置不添加腐熟堆肥（CK）、腐熟堆肥覆盖处理（Cap）和腐熟堆肥混匀添加（Mix）3个处理。研究结果表明：腐熟堆肥覆盖和混匀回流方式相较于CK均可促进堆肥腐熟,种子发芽指数（GI）分别提高12.50%和18.09%;甲硫醚（Me₂S）和二甲基二硫醚（Me₂SS）为猪粪高温堆肥过程中主要的含硫臭气（>90%）,主要在堆肥前期和翻堆后排放。腐熟堆肥覆盖和混匀回流处理可分别减排Me₂S 75.42%和78.64%、Me₂SS 35.58%和56.17%,降低39.42%和58.31%的总含硫气体排放,增加堆肥产品总硫（TS）含量13.46%和24.07%。腐熟堆肥覆盖和混匀两种回流方式均可促进堆肥腐熟,减少含硫臭气排放,且腐熟堆肥混匀处理效果最佳。     

受控条件下氧分压对生物质废弃物堆肥臭气排放的影响

为获得适用于受控生态生命保障系统的低能耗和低排放的堆肥氧气供应参数,采用氧气和氮气混合气体模拟受控条件下的气体供应,以厨余垃圾和园林废弃物为堆肥原料,通过设置氧分压为5%（T1）、15%（T2）和30%（T3）的3个处理,探究氧分压对堆肥理化性质及NH₃和H₂S排放的影响。结果表明：T2处理有助于物料快速降解和堆体升温,堆体最高温度（65.95 ℃）和高温期持续时间（14 d）高于其他2个处理;T2处理NH₃累积排放量分别比T1和T3处理减少了65.35%、24.01%。相关性分析表明,O₂浓度、EC、C/N、NH₄⁺-N是影响恶臭气体排放的主要因素。综合堆肥理化指标和恶臭气体排放情况,氧分压为15%可以同时缩短堆肥周期和减排臭气,研究结果可为受控生态生命保障系统中有机循环系统的构建提供参考。     

生物炭对放牧绒山羊羊粪堆肥腐熟度及臭气排放的影响

为研究添加生物炭对放牧绒山羊羊粪堆肥腐熟过程的影响,以羊粪和玉米秸秆为堆肥原料,生物炭为添加剂,进行好氧堆肥试验,对照组（CK）不作处理,处理组1、2、3（T1、T2、T3）分别添加堆体干重的5%、10%和15%生物炭,分析生物炭对堆肥基本理化性质、腐熟度、臭气和木质纤维素组成的影响。结果表明：1）添加生物炭可以显著提高堆肥最高温（64.8 ℃）和延长高温期持续时间,并提高堆肥结束时的pH（P<0.01）,降低电导率。2）堆肥结束时CK、T1、T2和T3的总氮含量分别为19.69、19.92、21.30和20.30 g/kg,种子发芽指数分别为149%、154%、189%和186%。与CK相比,T2和T3显著提高堆肥结束时总氮含量（P<0.05）,降低堆肥氮素损失33.53%和23.71%,并显著提高堆肥种子发芽指数27%和 25%（P<0.05）。3）与CK相比,T1、T2和T3可分别减少NH₃累积排放量25.25%、40.50%和28.89%,减少H₂S 累积排放量26.33%、29.50%和30.09%。4）堆肥结束时4个组的纤维素、半纤维素和木质素降解率分别为48.76%~56.29%、37.60%~48.13%和6.65%~14.20%。处理组纤维素降解率（T1（52.90%）、T2（53.81%）和T3（56.29%））均高于CK（48.76%）（P<0.05）,提高8.48%~15.44%;T2（48.13%）和T3（47.8%）的半纤维素降解率显著高于CK（38.43%）（P<0.05）,分别提高24.37%和25.22%;T2的木质素降解率（14.2%）显著高于T1（11.20%）和T3（10.37%）（P<0.05）,又极显著高于CK（6.65%）（P<0.01）,处理组木质素降解率较CK提高56.08%~113.04%。综上,在本研究条件下,在羊粪堆肥中添加生物炭可有效减少放牧条件下羊粪堆肥中氮素损失和臭气排放,促进木质纤维素降解,提高堆肥种子发芽指数和腐熟度,提升堆肥产品品质,因此推荐生物炭添加量为干重10%。     

Fe2O3对鸡粪堆肥过程中含硫臭气排放的影响

本文以新鲜鸡粪和玉米秸秆为原料,在60 L密闭式发酵罐内进行联合好氧堆肥,研究了Fe₂O₃作为添加剂对鸡粪堆肥含硫臭气排放和堆肥产品腐熟度的影响。研究结果表明,在为期35 d的堆肥过程中,两处理的高温期（≥ 50℃）均持续10 d以上,满足堆肥产品无害化要求;种子发芽率指数（GI）均超过70%,达到完全腐熟,添加Fe₂O₃不会影响堆肥温度和堆肥产品腐熟度。鸡粪堆肥添加Fe₂O₃可有效降低含硫臭气排放,可使鸡粪堆肥过程中硫化氢（H₂S）、二甲基二硫醚（Me₂SS）和甲硫醚（Me₂S）分别减少38.81%、73.59%和42.59%,累计减少总硫损失63.17%。总体而言,外源添加Fe₂O₃不会影响堆肥进程和腐熟度,可显著降低含硫臭气排放,增加产品中硫含量。     

通风量对厨余垃圾堆肥过程中H2S和NH3排放的影响

厨余垃圾堆肥过程中H₂S和NH₃的排放不但会引发臭气污染,而且会降低堆肥产品的养分含量。通风量是影响这2种恶臭气体排放的重要因素。以大类粗分后的厨余垃圾为研究对象,玉米秸秆作为调理剂,设置4个水平的通风量,分别为每立方米物料0.5、1.0、2.2、3.2 m³·h^-1,研究通风量对厨余垃圾堆肥过程中H₂S和NH₃ 排放的影响。结果表明,4个处理均满足无害化和堆肥腐熟的要求,NH₃的排放量随通风量的增加而增加,H₂S的排放量随通风量的增加而减少,但过大的通风量会增加H₂S的吹脱,使其排放量增大。综合厨余垃圾堆肥的无害化指标、H₂S和NH₃的排放以及最终堆肥产品的毒性检验结果,实验条件下每立方米物料的通风量为2.2 m³·h^-1的持续通风处理,既能有效控制H₂S和NH₃的排放,又能保证堆肥的无害化和堆肥产品的腐熟。     

菌剂和含磷添加剂联合添加对污泥堆肥污染气体排放及堆肥品质的影响

以脱水污泥和玉米秸秆堆肥为对照,采用实验室规模系统,研究了外源添加微生物菌剂（VT菌剂）和含磷添加剂（过磷酸钙和磷石膏）对污泥堆肥腐熟度、污染气体排放以及产品品质的影响。结果表明：菌剂添加显著促进堆肥腐熟,最终种子发芽率指数为126%~158%。菌剂和两种含磷添加剂混合添加可更大程度降低污染气体的排放,其中菌剂和过磷酸钙联合添加可减少63.3%的NH₃和42.8%的H₂S排放量,菌剂和磷石膏联合添加可减少97.6%的NH₃和54.4%的H₂S排放量。添加剂处理均可降低CH₄的排放。添加菌剂可以降低30.7%的N₂O排放,但是菌剂与过磷酸钙和磷石膏联合添加会增加堆肥前期的N₂O排放。含磷添加剂处理可提高18.3%~22.9%的总养分（TN+P₂O₅+K₂O）含量。研究表明,VT菌剂和含磷添加剂联合使用是提高堆肥产品品质、减少堆肥过程污染气体排放的有效方法。     

磷石膏和石膏对稻壳与油枯堆肥的影响及基质化利用评价

以稻壳为主要原料，油枯为氮源，研究调理剂（磷石膏和石膏）对稻壳堆肥发酵过程的影响，并从基质化利用的角度评价磷石膏和石膏对稻壳基质化利用的作用，探讨稻壳通过堆肥方式直接基质化利用的可能。分别添加基于有机物料干质量20%的磷石膏（T2）和石膏（T3）作为调理剂，不添加调理剂作为对照（T1），采用好氧堆肥工艺对堆肥进程中温度、pH、EC、水溶性铵态氮（NH₄⁺-N）、水溶性硝态氮（NO₃^--N）以及堆肥产物容重、孔隙度等理化指标进行研究。结果表明：按照各处理高温期堆肥无害化的要求，磷石膏和石膏的添加能促进堆肥后期种子发芽指数（GI值）的上升，促进堆肥腐熟化进程；堆肥结束后，磷石膏和石膏显著增加了堆肥产物的容重，T2、T3处理的容重显著高于T1处理（P<0.01），但T2、T3处理间无显著差异（P>0.05）；磷石膏的添加能极显著降低堆肥产物的pH（P<0.01），而石膏的添加极显著增加了堆肥产物的pH（P<0.01）；磷石膏的添加显著降低堆肥产物水溶性NH₄⁺-N含量，显著增加水溶性NO₃^--N含量（P<0.01）；T2处理的容重、通气孔隙度和持水孔隙度等指标均满足《蔬菜育苗基质》（NY/T 2118—2012）标准要求。研究表明，在稻壳-油枯堆肥体系中添加20%的磷石膏和石膏，均能够促进堆肥腐熟进程，实现堆体发酵腐熟，添加20%磷石膏的发酵产物满足基质对容重、pH及孔隙度的要求，适宜作为蔬菜育苗基质。     

SiO2纳米颗粒对猪粪好氧堆肥过程中重金属形态分布和细菌群落的影响

以猪粪和秸秆为原料, SiO₂纳米颗粒（SiO₂NPs）为添加剂,研究添加4 个浓度梯度下（0、0.5、1.0和2.0 g/kg）SiO₂NPs对好氧堆肥过程中腐熟度指标、重金属总量和形态分布规律以及细菌群落的影响,并探讨影响重金属生物利用度的因素。结果表明,添加SiO₂NPs提高堆体温度并延长堆肥高温期。与堆肥前相比,堆肥后的pH显著升高,而电导率和C/N显著降低。种子发芽指数由堆肥前的50%升高到堆肥后的163%~182%。添加SiO₂NPs有利于重金属组分由生物可利用形态（可交换态和可还原态）向稳定形态（可氧化态和残渣态）转化,Cu和Zn的钝化效率可分别达到65.10%~83.89%和6.62%~27.93%,极显著高于CK处理（分别为52.09%和1.83%,P<0.01）。添加SiO₂NPs增加嗜热菌科的丰度,提高总细菌的多样性和丰富度。与Cu相关的优势细菌门为厚壁菌门（Firmicutes）,与Zn相关的被鉴定为变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）。偏最小二乘路径模型分析表明Cu的生物利用度受环境因素（C/N和电导率）和细菌的交互作用,而Zn的生物利用度受细菌和温度的直接影响。     

双氰胺和氢醌添加对堆肥温室气体排放的影响

为实现畜禽粪便堆肥过程温室气体和NH₃的同步减排,在添加一定氢醌的基础上,探究双氰胺添加比例和添加时间对堆肥温室气体和NH₃排放的影响。以猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,设置5个堆肥处理：对照处理,添加0.03%氢醌处理,在氢醌的基础上第19 d添加0.1%的双氰胺处理、第0 d添加0.2%的双氰胺处理和第0 d与19 d各添加0.1%的双氰胺处理。在60 L的发酵罐中进行40 d的堆肥试验。结果表明：添加干质量0.1%~0.2%的双氰胺和0.03%的氢醌并未对猪粪堆肥腐熟度造成影响;氢醌作为脲酶抑制剂对堆肥NH₃和温室气体排放影响较小,在此基础上添加双氰胺可减少8.88%~12.94%的NH₃排放、6.79%~13.55%的CH₄排放和24.71%~35.83%的N₂O排放,总温室效应可降低18.61%~19.97%。考虑到经济成本和减排效果,建议在堆肥降温期添加双氰胺。     

通风方式对厨余垃圾堆肥H_2S和NH_3排放的影响

为减少厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质的排放,设计通风方式对H_2S和NH_3排放影响的进行研究。厨余垃圾和玉米秸秆按照湿基比例85∶15进行充分混合后作为堆肥原料,堆肥试验在100-L的密闭发酵罐中进行,堆肥周期为30d。堆肥试验分别设置2.2(T1,持续通风)、3.3(T2,通风40min,停20min)和6.6m~3/(m~3·h)(T3,通风20min,停40min)3种通风方式。结果表明:3个堆肥处理均满足无害化和堆肥腐熟的要求;在总通风量相同的情况下,间歇通风方式有利于降低H_2S排放,但是过大的通风量会增加堆肥过程中的总硫损失;通风量对NH_3的排放影响较大,通风量越大,NH_3的排放量越高,通风方式对NH_3的排放几乎没有影响。综合堆肥的无害化指标、H_2S和NH_3的排放以及最终堆肥产品的品质,本试验条件下通风量为3.3m3/(m3·h)的间歇通风方式既能有效控制H_2S和NH_3的排放,减少N和S营养元素损失,又能满足堆肥的无害化和堆肥产品的腐熟。     

餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响

为探讨餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响及其在水稻田的合理施用提供理论依据,以不施肥为对照,在等氮的条件下,设置了化肥、餐厨垃圾生化一体机处理尾料堆肥化产品(餐厨堆肥)、猪粪有机肥及鸡粪有机肥4个处理,测定水稻不同发育时期生长指标、产量及土壤养分含量的变化。结果表明:餐厨堆肥、化肥处理都能显著增加水稻株高、地上部生物量和产量,其中,餐厨堆肥处理水稻产量最高达9 379.63 kg/hm²,较对照、猪粪有机肥处理显著提高,分别增产19.40%和12.95%;此外,水稻考种结果显示,餐厨堆肥处理水稻有效穗数和每穗粒数高于其余各处理组,千粒重和结实率略低于猪粪、鸡粪有机肥处理,但均无显著差异;土壤数据测定结果显示,餐厨堆肥处理在土壤有机质和土壤速效氮的提升上优于猪粪、鸡粪有机肥,土壤有机质含量较猪粪、鸡粪有机肥处理分别提升19.87%和11.64%,土壤速效氮含量从分蘖期至黄熟期均高于其余各施肥处理,且在分蘖期、抽穗期、黄熟期显著高于猪粪有机肥处理。综上,餐厨堆肥可以确保水稻的生长和产量,且在土壤有机质和速效氮的提升上优于猪粪有机肥,具备推广和应用的潜力。     

添加沼渣对餐厨垃圾堆肥腐殖化过程的影响

为探讨添加沼渣对餐厨垃圾堆肥腐殖化过程的影响,设计餐厨垃圾∶沼渣的干基比例分别为4∶0 （T1）、3∶1 （T2）和1∶3 （T3）3个处理,以水稻秸秆作为辅料进行条垛式堆肥。通过测定堆体温度、干物质含量、种子发芽指数以及总氮、总有机碳、胡敏酸和富里酸含量,分析堆体的物料降解、腐殖化程度、碳氮损失和堆肥品质等。结果表明：随着沼渣比例的增加,堆肥的有效积温比、腐殖质聚合度、腐殖化指数均上升; 50 d完成堆肥时,T2处理具有最高的干物质降解率（37.16%）、氮含量（23.89 g·kg^-1）和种子发芽指数（90.59%）,并具有较高的有效积温比（63.73%）、腐殖质聚合度（0.84）和腐殖化指数（7.78%）。研究发现,添加沼渣提高了餐厨垃圾堆肥高温期发酵效率,强化了堆肥腐殖化作用,同时也增加了碳、氮损失。     

生物质炭对猪粪堆肥过程中氮素转化及温室气体排放的影响

为了解不同比例生物质炭的添加对猪粪和稻草堆肥过程中氮素损失及温室气体排放的影响,监测了堆置过程中铵态氮、硝态氮、氨挥发及温室气体的变化。试验设猪粪秸秆对照(B0)以及猪粪秸秆中添加5%(B1)、10%(B2)、15%(B3)生物质炭共4个处理。结果表明:添加生物质炭能够提高堆体温度,缩短堆肥周期,B3处理的堆体比B0处理提前3 d进入高温期;高温期B0、B1、B2、B3各处理堆体中NH+4含量分别比初始值增加6.6%、41.8%、51.9%、48.6%。与B0相比,添加生物质炭能够显著增加高温期堆体NH+4含量,减少高温期NH+4向NH3的转化,显著降低堆肥过程中的氨挥发,其中B1、B2、B3氨挥发累计量比B0分别减少23.1%、68.6%、78.4%;B2处理与B0相比能够显著减少CO_2排放总量,而B1、B3处理效果不显著,但能够显著减少堆肥过程中CH4的排放;与B0相比,添加生物质炭处理CH4排放总量降低16.3%~23.5%,且可显著降低堆肥过程中N_2O的排放,其中B2、B3的N2O排放总量比B0减少70.7%。     

太阳能-生物反应器处理厨余垃圾的研究

通过对堆肥技术进行一定的改进,设计了厨余垃圾太阳能-生物反应器,并对其处理厨余垃圾进行了研究。结果表明,该反应器对厨余垃圾有很好的处理效果。含水率由85.3%降到61.0%;pH值由6.45升到8.48;生物可降解度由15.7%降到3.9%;C/N由24.1∶1降到16.4∶1;有机质由75.3%降到38.1%;堆肥周期缩短到20d左右,大大低于传统好氧堆肥工艺的堆肥周期。     

生物质炭对城市污泥堆肥温室气体排放的影响

采用城市脱水污泥为研究对象,设置两种堆肥处理(试验组:添加水稻生物质炭;对照组:未添加生物质炭),考察污泥堆肥过程温室气体动态变化特征以及添加生物质炭的影响。结果表明:生物质炭能提高堆体温度、延长堆体高温期、加快堆体腐熟,减少堆体TC(总碳)、TOC(总有机碳)和氮素损失(特别是减少NH_4~+-N的损失),两种处理TC、TOC和TN(总氮)均呈显著性差异(P0.05)。CH_4排放主要集中在高温期和降温期,占CH_4总排放量的76.40%~82.40%,添加生物质炭会促进CH_4排放。CO_2排放主要集中在高温期和降温期,占排放总量的78.77%~78.83%,添加生物质炭能减少CO_2排放。超过84%的N_2O排放集中在腐熟期,添加生物质炭能减少堆肥过程中N_2O排放,试验组N_2O累积排放量比对照组低18.94%。添加生物质炭对污泥堆肥处理具有一定的温室气体减排作用,试验组与对照组CO_2排放当量(以干污泥计)分别为60.21 kg·t~(-1)和67.19 kg·t~(-1),添加生物质炭能减排温室气体10.39%。     

腐熟堆肥筛上粗颗粒对堆肥化过程中温室气体排放的影响

以猪粪和玉米秸秆按湿重7:1混合为原料,研究腐熟堆肥粗颗粒在堆肥化过程中减排温室气体作用。试验在1.2 m³发酵仓中进行,采用自然通风,每周翻堆一次,设混匀、覆盖、覆混、对照4种处理。试验结果表明:混匀处理能提高堆体的通气性能,提高堆肥产品的腐熟度,同时降低CH₄排放41.8%,但不能显著降低NH₃排放。覆盖处理能降低NH₃排放49.1%;腐熟堆肥覆盖层具有CH₄氧化能力,降低CH₄排放67.4%。覆混处理既能在堆肥翻堆前降低氨气排放(22.7%),又能在堆肥翻堆后减低甲烷排放(46.6%)。同对照相比,混匀和覆混处理分别减少N₂O排放35.7%和74.1%。腐熟堆肥粗颗粒中含有大量亚硝酸盐氧化菌,混入堆肥后可促使亚硝酸盐向硝酸盐的转化,减少通过反硝化途径产生N₂O,但是在堆肥初期将促进硝化途径产生N₂O。堆肥结束后,覆盖、混匀、覆混处理的总温室气体排放分别下降35.2%、50.4%和58.1%。覆混处理因其操作便捷性、良好的减排效果,可以在实际生产中推广应用。     

花生壳生物炭用量对猪粪堆肥温室气体和NH3排放的影响

为研究不同花生壳生物炭添加比例对猪粪堆肥过程中温室气体和NH3排放的影响。利用强制通风静态堆肥技术,研究0(对照)、3%、6%和9%花生壳生物炭添加比例(质量比)对猪粪堆肥过程CO_2、CH_4、N_2O和NH_3排放和堆肥性质的影响。结果表明:添加生物炭能够延长堆肥高温期持续天数,使pH提高0.09～0.13个单位,EC提高11.7%～50.6%;各堆肥处理CO_2、CH_4和N_2O排放速率均随发酵时间的延长呈先升高后降低的趋势,且CO_2、CH_4和N_2O排放速率均与pH具有显著的相关性;随生物炭用量的增加,猪粪堆肥过程中CO_2排放速率表现为先升高后降低的变化趋势,其中以3%生物炭添加比例处理最高,其平均CO_2排放速率比对照增加12.9%;N_2O排放和NH_3挥发均以9%生物炭添加比例处理最低,分别比对照降低12.5%和29.9%。综上,在整个堆肥过程中,花生壳生物炭的添加降低了N_2O和CH_4的累积排放量,且随花生壳生物炭添加比例的增加,温室气体减排效应增大。     

添加菌糠对猪粪渣堆肥过程及氨排放的影响

以规模化养猪场固液分离后的猪粪渣为试验对象,以菌糠为调理剂,设置猪粪渣和菌糠1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5共4个不同质量比例(湿基)堆肥处理,以纯猪粪渣单独堆肥为对照处理,研究了菌糠作为猪粪渣堆肥调理剂对堆肥过程和NH_3排放的影响。结果表明:添加菌糠有利于各堆肥处理缩短进入高温期的时间,且有利于各处理堆肥的脱水;随着菌糠添加比例的增加,各处理的干物质降解率和有机碳损失率均降低;堆肥后,对照和处理组的全氮、全磷和全钾含量均比堆肥前有所增加,而其中全磷、全钾含量的增加量随着菌糠添加量的持续增加而相应减少;当菌糠的添加比例大于0.3时,有利于减少猪粪渣堆肥过程中NH_3的排放;堆肥36 d后,对照及各处理堆肥均达到腐熟,且总养分和有机质均符合《有机肥料》(NY 525—2012)标准。