粉煤灰和猪粪好氧混合堆肥过程中养分转化研究

以猪粪为堆肥原材料,以玉米秸秆粉为调理剂,并添加干质量分数为0、2.5％、5.0％、7.5％和10％的粉煤灰进行90 d好氧堆肥,研究不同用量粉煤灰对猪粪堆肥过程中养分转化的影响。结果表明：添加粉煤灰能提高堆体的pH值,但在后期对电导率（EC）的增加有一定的抑制;碳氮比随着堆肥时间的延长而降低,而总氮（TN）则相反;当粉煤灰质量分数达10%时,在60d后堆体TN明显降低;添加粉煤灰对NH+4-N无明显影响,而所有添加粉煤灰均会抑制堆肥中NO3-N 的生成,且与粉煤灰用量呈正相关;添加粉煤灰对总磷（TP）和总钾（TK）的影响不大,但会抑制雪里蕻根部的生长。结合发芽率试验结果可以认为,90 d的试验中所添加的粉煤灰对猪粪堆肥的腐熟没有影响。     

塑料和麦秸膨胀剂对猪粪好氧堆肥的影响试验

以麦秸膨胀剂为对照,利用3组小型好氧堆肥反应器同时试验,并进行比较研究塑料膨胀剂对猪粪好氧堆肥过程的影响.将等量猪粪分别与等体积的麦秸和塑料管分别混合进行好氧堆肥试验,监测了堆肥过程中温度、氧气体积分数、含水率、可挥发性固体含量、可溶性糖含量、纤维素含量、粗脂肪含量和粗蛋白含量的变化,并利用数学模型表达了堆肥过程中自由空域的变化及其对有机质降解的影响因子.试验结果表明:塑料膨胀剂抵抗堆体自压实作用的效果要优于麦秸膨胀剂,而麦秸膨胀剂比塑料膨胀剂更利于堆肥初始阶段升温和整个堆肥过程中含水率的保持.     

猪粪麦秸反应器好氧堆肥水分平衡模型研究

分别建立了基于质量守恒方程和水分蒸发一级动力学方程的猪粪麦秸好氧堆肥水分平衡模型。水分平衡质量守恒模型考虑进口气体水分含量、出口气体携水量和堆肥微生物产水量对水分质量平衡的影响,并将堆肥过程有机质降解的梯次性作为影响生物产水量的重要因素。水分蒸发一级动力学模型考虑堆体自身含水率和通风速率对水分蒸发速率的影响,且堆体自身含水率在堆肥过程中呈动态变化。实验室好氧堆肥反应器验证试验结果表明,2种水分平衡模型的模拟结果与实际测量结果一致性良好,水分平衡质量守恒模型水分含量变化的实际结果与模拟结果的相对标准偏差为8.01%,水分蒸发一级动力学模型水分含量变化的实际结果与模拟结果的相对标准偏差为8.86%。     

猪粪好氧堆肥研究的进展

集约化养猪场的发展产生了大量的猪粪,此类猪粪中富含有机质、氮、磷、钾等营养元素,若将其制成肥料将产生较大的经济和环境效益.好氧堆肥是将猪粪转变为稳定化、无害化腐殖质的有效方法.为此,介绍了好氧堆肥的机理、影响因素(水分、C/N、通风、pH、调理剂、微生物)、堆肥的腐熟度指标、各元素(碳、氮、磷、重金属)在堆肥过程中的转化、堆肥的工业化生产及堆肥施入农田后对作物及土壤的影响,同时提出了未来的研究方向.     

调理料对猪粪好氧堆肥特性的影响试验

以猪粪为原料,添加质量分数为10%、15%、20%的小麦秸秆、玉米秸秆、木屑3种调理料进行好氧堆肥试验,5d人工翻堆一次。结果表明：以小麦秸秆和玉米秸秆为调理料的堆置效果比其他调理料效果更好。提高经过处理的玉米秸秆比例能获得更好的堆肥效果,当增至20%,能获得比以小麦秸秆为调理料更佳的堆肥效果;而以小麦秸秆为调理料的好氧堆肥的最佳比例为15%;小比例的木屑堆肥效果相对次之。     

功能膜覆盖好氧堆肥过程氨气减排性能研究

畜禽粪便高温好氧堆肥过程中氨气的排放不仅污染环境,而且会降低有机肥氮素含量。因此,控制好氧堆肥过程中氨挥发是降低氮损失及减少堆肥周边环境恶臭的关键。为研究膜覆盖对畜禽粪便好氧堆肥过程氨气挥发的影响,以猪粪和小麦秸秆为试验原料,采用具有选择渗透性的Gore膜作为覆盖材料,在实验室好氧堆肥反应器系统中进行了为期27 d的好氧堆肥试验。试验设置覆膜组和对照组,采用开启1 h、关闭1 h间歇通风方式,通风速率为3 L/min,重点监测堆肥过程堆体温度、氧浓度和NH3排放速率等。研究表明:覆膜组比对照组高温期持续时间略长,更有利于杀死堆体有害病原菌;相比于对照组,覆膜组NH3排放量减少18.87%;相比于温度峰值出现的时间,两组试验NH3峰值出现时间均延后,且覆膜组延后时间更长。     

猪粪好氧堆肥过程有机质降解和热量平衡模型

依据有机质降解一级动力学方程和系统热量平衡方程,充分考虑猪粪好氧堆肥有机质降解的梯次性对数学建模的影响,建立了反应器好氧堆肥过程有机质降解Monod模型和热量平衡模型.有机质降解Monod模型考虑了温度、含水率、氧体积分数和自由空域4种因素对降解系数的影响,其中温度作为最主要影响因素;热量平衡模型中主要考虑了对流、传导的热量传递方式.利用实验室好氧堆肥反应器进行的模型验证试验结果表明:堆肥试验实测值与模型模拟值表现出较好的一致性,有机质降解的实测值与模型模拟值的相对标准误差为13.02％,温度变化的实测值与模型模拟值的相对标准误差为9.9％.     

生物炭对鸡粪好氧堆肥过程的影响

生物炭作为堆肥调理剂对于加快畜禽粪污好氧堆肥进程、增强堆肥品质和改良堆肥工艺具有重要意义。分别选用玉米秸秆和树叶与鸡粪混合进行堆肥试验。通过研究堆体温度变化、含水率、pH值、电导率,以及氮、磷、钾营养成分含量的变化,分析生物炭对堆肥过程的影响。结果表明,添加生物炭可有效缩短堆肥周期2~3 d。添加生物炭前期会使堆体pH值升高但对于最终堆肥产品并无太大影响。添加生物炭较未添加堆体的EC值降低,表明生物炭对于游离盐离子具有很好的固定作用。通过对堆体物料各阶段主要养分进行检测,添加生物炭堆肥中全氮、全磷和全钾含量均高于未添加组。其中MSA与LA总氮含量较MS与L分别增加0.35%和0.53%,表明生物炭具有较好的固氮效果。综合pH值、电导率、含水率等指标来看,生物炭作为调理剂促进了好氧发酵过程的进行,有利于提高堆肥品质。      

玉米秸秆添加对果蔬废弃物沼渣堆肥效果的影响

为实现果蔬废弃物沼渣的无害化处理和资源化利用,文章以果蔬废弃物沼渣为原料,添加不同比例的玉米秸秆进行堆肥试验,对物料堆肥过程的温度、含水率、有机质等指标进行测定和分析,探讨不同配比条件下堆肥的腐熟速度及预期肥效。结果表明,添加玉米秸秆的果蔬废弃物沼渣均能顺利进行好氧堆肥,能够满足无害化卫生要求,30 d堆肥结束后的堆体含水率低于40%,有机质损失率最高为23. 17%,均达到腐熟或充分腐熟程度,养分,pH值,重金属等产品质量指标均能满足有机肥料标准的要求,其中沼渣与秸秆的最佳混配比为2∶1。整体来说,添加玉米秸秆有利于加快果蔬废弃物沼渣堆肥进入高温发酵期的速度,加快堆肥的腐熟,提高沼渣堆肥产品质量。     

生物炭对鸡粪好氧堆肥主要氮素形态含量影响与保氮机制

生物炭对鸡粪好氧堆肥过程氮素形态含量影响及保氮机制的研究对有害气体减排、氮素减损控制以及好氧堆肥工艺的深度优化具有重要意义。以鸡粪和麦秸为主要原料,通过添加适量生物炭,利用实验室智能型好氧堆肥反应器系统进行了好氧堆肥试验。基于获取的主要理化、生物学指标以及氮素存在形态动态数据,结合扫描电镜和主要种类微生物数量动态变化分析,研究了好氧堆肥过程主要氮素形态含量变化并初步阐释了生物炭保氮机制。研究结果表明:添加生物炭有利于鸡粪好氧堆肥过程氨气减排和减少氮素损失;堆肥过程氨气排放量与铵态氮浓度和硝态氮浓度分别呈显著正相关关系(r=0.783,p=0.0370.05)和高度显著负相关关系(r=-0.941,p=0.0170.05)。生物炭多孔结构能有效吸附铵态氮和氨气等氮素物质,降低堆体铵态氮浓度,进而减少氨气挥发;生物炭能为硝化细菌等微生物群落提供适宜的环境,有利于促进硝化反应并抑制氨气挥发。