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相似文献
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1.
畜禽粪便堆肥过程中碳氮损失及温室气体排放综述   总被引:3,自引:1,他引:2  
堆肥是畜禽粪便资源化利用的重要技术,但堆肥过程中碳氮损失会降低产品的农用价值并造成温室气体排放。堆肥过程中的污染气体排放受多种因素影响,本文综述了堆肥原料类型、辅料类型、初始C/N、含水率和通风速率对畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体(CH4、NH3、N2O)排放的影响。结果发现:48.7%的C和27.7%的N在堆肥过程中损失,其中CH4-C损失平均占初始总碳的0.5%,NH3-N和N2O-N损失分别占初始总氮的18.9%和1.1%。不同种类粪便堆肥碳氮损失差异明显,猪粪和鸡粪堆肥的温室气体排放量高于牛粪和羊粪。选择富含C的辅料与畜禽粪便联合堆肥均可促进有机物降解,其中以稻草或锯末为辅料时的温室气体排放量较低。初始C/N对堆肥过程N损失影响较大,总氮、NH3和N2O的损失均随C/N的增加而降低,其中C/N为20~25时最适宜N素保留。初始含水率显著影响CH4和N2O的排放,其排放量随含水率的增加呈显著上升趋势,以含水率为60%~65%最为适宜。通风速率(以堆肥干基计)为0.1~0.2 L·kg-1·min-1时,CH4排放和总碳损失较低;通风速率为0.1~0.3 L·kg-1·min-1时,N2O、NH3和总氮损失较低。因此,为降低畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体排放量,建议采用的工艺参数为:通风速率0.1~0.3 L·kg-1·min-1、含水率60%~65%、C/N为20~25。  相似文献   

2.
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。  相似文献   

3.
双氰胺和氢醌添加对堆肥温室气体排放的影响   总被引:3,自引:2,他引:1  
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。  相似文献   

4.
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。  相似文献   

5.
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。  相似文献   

6.
试验以农村厨余垃圾为堆肥原料,设置添加15%锯末(SD)、15%树叶(FL)和15%玉米秸秆(CS)3个处理。研究不同填充剂的添加对农村厨余垃圾堆肥过程中与腐熟度相关的各种理化指标,氮转化及其相关功能基因的影响。结果表明,添加3种填充剂的厨余垃圾堆肥产物均达到无害化处理标准,相比较SD处理,FL和CS处理提高堆体的最高温度并延长高温期的持续时间,FL处理腐熟程度最好,CS处理次之。相较于SD和CS处理,FL处理的NH3累积排放量分别减少33.81%和5.22%,N2O累积排放分别减少61.75%和29.10%,堆肥前期的反硝化基因降低明显。冗余分析结果表明,C/N、pH和全氮是造成厨余垃圾堆肥氮转化功能基因变化的主要因素。  相似文献   

7.
通风量对厨余垃圾堆肥过程中H2S和NH3排放的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
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。  相似文献   

8.
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。  相似文献   

9.
为探究秸秆和秸秆生物炭连续添加5 a后对土壤氨(NH3)挥发和氧化亚氮(N2O)排放的影响,并确定合理的秸秆还田措施,以降低碱性棉田氮损失。本研究基于等碳量输入,设置秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田、秸秆生物炭翻埋和不还田对照共4个处理,氮磷钾肥统一施用。结果表明:秸秆生物炭翻埋下土壤NH3挥发和N2O排放分别较不还田对照显著降低27.3%和56.7%,主要归因于生物炭显著抑制土壤羟胺还原酶与硝酸还原酶活性,增加棉花氮吸收量,也与生物炭自身的强吸附能力有关。而秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田分别较对照增加NH3挥发37.2%和21.2%,但减少N2O排放17.1%和38.3%,这两种秸秆还田方式均显著促进土壤有机氮矿化和羟胺还原酶活性,抑制硝酸还原酶活性。冗余分析(RDA)结果表明羟胺还原酶和棉花氮吸收是土壤NH3挥发和N2O排放的主要影响因子,解释率分别为64.8%和20.1%。研究表明,秸秆生物炭翻埋对NH3和N2O减排的综合效果优于秸秆,是碱性棉田土壤值得推荐的氮减排措施。  相似文献   

10.
不同水分对半干旱地区砂壤土温室气体排放的短期影响   总被引:3,自引:2,他引:1  
为探明不同水分条件对土壤排放温室气体的短期影响,本研究以黑龙江省半干旱地区的砂壤土为对象,通过室内培养试验研究60%田间最大持水量(WHC)、100% WHC和淹水条件下土壤中N2O、CO2和CH4的排放规律。结果表明:与60% WHC处理相比,土壤水分含量增加至100% WHC对净硝化速率没有显著影响,但显著促进了N2O的排放,平均排放速率(0.109 mg N2O-N·kg-1·d-1)是60% WHC处理(0.014 mg N2O-N·kg-1·d-1)的7.8倍。淹水处理显著抑制了硝化作用的进行,但显著促进了N2O的排放,平均排放速率(0.419 mg N2O-N·kg-1·d-1)分别为60% WHC和100% WHC处理的29.9倍和3.8倍。60% WHC处理土壤CO2和CH4平均排放速率分别为9.92 mg CO2-C·kg-1·d-1和2.99 μg CH4-C·kg-1·d-1,土壤水分含量增加至100% WHC对CO2和CH4排放速率没有显著影响。淹水处理土壤CO2和CH4平均排放速率分别为12.7 mg CO2-C·kg-1·d-1和5.14 μg CH4-C·kg-1·d-1,显著高于60% WHC和100% WHC处理。研究表明,半干旱地区砂壤土应注意田间水分管理,避免短期淹涝,以减少温室气体排放。  相似文献   

11.
天津市畜禽粪污处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果   总被引:3,自引:2,他引:1  
为了探究工厂化条件下不同添加剂对猪粪秸秆好氧堆肥过程中氮素和硫素转化规律的影响,掌握其对堆肥过程中NH_3和H_2S气体减排效果,本文共设置4个处理:沸石(质量分数10%)、过磷酸钙(质量分数5%)单独添加及二者同时添加,同时以无添加剂的处理作为对照。结果表明,不同添加剂对堆肥温度影响差异较小;与对照处理相比,单独添加沸石的堆肥产物全氮和全硫含量分别提高17.5%和17.1%,而单独添加过磷酸钙则分别提高26.1%和40.6%,二者同时添加保氮效果最佳,全氮含量提高32.1%,全硫增加52.8%;沸石通过吸附作用可以使堆肥过程中NH_3和H_2S的排放分别减少8.2%和9.4%。过磷酸钙能够通过提高堆体铵态氮含量,减少NH_3释放,减排率达37.6%,但由于过磷酸钙中含有较多的硫,导致H_2S排放量增加;两种添加剂同时添加对NH_3和H_2S减排效果与单独过磷酸钙添加处理差异较小。综合考虑堆肥品质和NH_3减排效果,工厂化堆肥过程中添加一定量过磷酸钙可以达到很好的除臭、保氮效果,过磷酸钙与沸石同时添加并没有协同强化作用,但过磷酸钙添加应该配合恰当的工艺参数,否则有增加H_2S释放的风险。  相似文献   

12.
堆肥中不同氮素原位固定剂的综合比较研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
为综合比较磷酸+氧化镁(PMO)、过磷酸钙(SP)和磷酸(PA)等3种氮素原位固定剂在堆肥化过程中对氮素损失控制、温室气体排放、堆肥品质以及成本的差异,进而选择合适的氮素原位固定剂,试验以猪粪和玉米秸秆为原料,采用强制通风模式(通风率均为0.25 L·kg~(-1)DW·min-1),在60 L发酵罐中进行模拟堆肥。结果表明,PMO处理能降低55.4%的NH3排放,但对N2O和CH4排放无显著影响;PMO堆肥产品充分腐熟,最终产品的晶体中鸟粪石相对含量达到78.3%。SP处理能降低37.5%的NH3和76.4%的CH4排放,对N2O无显著影响;氮素主要以氨氮形式固定。SP处理的成本最低,计算固定营养元素的价值后可实现利润4.0元·t-1。PA的NH3挥发率最低,仅为初始总氮的12.4%,但因氨氮积累导致堆肥未能彻底腐熟。鸟粪石沉淀技术是控制堆肥化过程中氮素损失的重要技术,在未来的研究中应当寻找磷酸的替代材料,以降低该技术的成本。  相似文献   

13.
通过研究不同通风量对堆肥化过程中nir K基因多样性和丰度的影响,阐明通风量与氮素转化和氮损失之间的关系。堆肥共设置3个处理,即对照不通风(静态堆肥CK)、通风量0.05 L·min-1·kg-1(微好氧堆肥TF1)和通风量0.2 L·min-1·kg-1(好氧堆肥TF4),分析不同时期堆肥样品的铵态氮、硝态氮、全氮等理化指标,以及不同时期堆肥样品中反硝化功能基因nir K基因数量和63 d样品中nir K基因多样性的变化规律。结果表明,堆肥过程中,CK、TF1、TF4三个处理的氨气速率和氮素总损失量随着通风量增大而增大,NO-3-N含量和总氮在堆肥结束时均达到最大,与通风量呈正相关。通过对堆肥样品中nir K基因多样性和数量分析发现,CK、TF1、TF4三个处理堆肥63 d样品中nir K基因克隆文库中OTU数量分别为9、5、3个;在堆肥高温期和腐熟期,nir K基因拷贝数与通风量呈现负相关。实验结果证明通风量显著影响堆肥化过程中各种形态氮的转化以及nir K基因多样性和数量,并增加了总氮和硝态氮含量。  相似文献   

14.
炭基辅料对羊粪好氧堆肥中氮素损失的影响   总被引:4,自引:1,他引:3  
养殖废弃物(羊粪)的堆肥化处置是现代"草-羊-田"农牧循环生产的重要环节,为探讨羊粪高温好氧堆肥中氮素损失的有效控制技术,研制了一种炭基辅料,与羊粪和稻草混合后进行了34 d的堆肥试验。试验设置2个处理:羊粪与稻草高温好氧堆肥(CK)、CK基础上添加质量比15%的炭基辅料(CA)。监测了堆肥体的温度、NH_3挥发速率、N_2O排放通量、各形态氮素含量等参数变化情况,分析了炭基辅料对羊粪堆肥过程中氮素转化及损失的影响。结果表明,与CK处理相比,添加炭基辅料促进了堆肥后第1~7 d堆肥温度快速上升,对堆肥后第8~34 d的堆温影响较小;堆肥34 d后,CK、CA处理的NH_3挥发累积量分别为368.38、175.63 mg·kg-1,N_2O排放累积量分别为50.38、88.94 mg·kg-1,CA处理的NH_3挥发累积量显著小于CK处理(P0.05),而2个处理之间的N_2O排放累积量差异性不显著(P0.05),羊粪堆肥过程中NH_3挥发是氮素损失的主要途径;CK、CA处理的氮素损失率分别为50.49%、32.63%,添加炭基辅料显著降低了羊粪堆肥体的氮素损失率(P0.05),炭基辅料应用于羊粪有机肥生产,氮素损失率可减少35.37%。  相似文献   

15.
为了研究腐熟堆肥作为生物滤池滤料对好氧堆肥过程中产生的NH_3的定量化去除效果,实验设计了将生物滤料进行灭菌和不灭菌两个处理,通过滤池对NH_3的去除率以及滤料物理化学性质的变化,分析腐熟堆肥作为生物滤料对于NH_3的去除机理以及定量化物理吸附作用和微生物转化作用的贡献大小。结果表明,腐熟堆肥作为生物滤料,在一定的滤池高度下可100%去除NH_3。在对NH_3的去除过程中,腐熟堆肥物理吸附作用贡献率为75%~80%,微生物转化作用的贡献率为10%~25%。NH_3在生物滤池中先通过物理吸附作用以铵态氮的形式被固定,然后经微生物转化为硝态氮。滤池最底部滤料承担着去除NH_3的主要作用,随着滤池高度的增加,滤料对NH_3的累积去除量逐渐减少。滤池不同高度与NH_3累积排放量的关系可用拟合方程表示,通过方程计算可知:对于灭菌的滤料,当滤池高度为50 cm时,NH_3去除率可接近100%;而未灭菌的腐熟堆肥滤料仅25 cm高度就可完全去除NH_3。腐熟堆肥∶砂土=4∶6(湿基质量比)混合而成的生物滤料,经过28 d的过滤处理后,滤料未发生酸化现象。  相似文献   

16.
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。  相似文献   

17.
生物质炭对城市污泥堆肥温室气体排放的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
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%。  相似文献   

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