中文4366字初始低碳/氮比好氧堆肥化处理猪粪稻草NengwuZhu出处：BioresourceTechnology98(2007)9–13摘要用两个试点堆肥进行实验以探讨初始低C/N比对堆肥化处理猪粪稻草的物理化学参数。
        结果表明，1号2号箱高温持续时间足够长，以满足卫生标准,猪粪可以达到成熟阶段.1号含有较多的猪粪，少量干稻草，与2号相比具有较高的氮素损失(8%),较短高温期，较长成熟期(约2周)。
        不过，经济分析表明，对于较低的初始碳/氮比(20)，每吨鲜猪粪可以减少使用172公斤TKN、WSC与WSN比值作为固体碳/氮比和水溶性碳/氮比.按照年Sanchez-Monedero与Solano提出理论可以计算氮损失。.结果与讨论有机碳、总氮、C/N比、pH值和未处理猪粪含水率分别为.g/kg、.g/kg、.、.和.，其中稻草各项指标为.g/kg、.g/kg、.、.和.。..物理变化经过两天发酵，猪粪颜色变为褐色，凝结在一起已经生蛆并且发出浓烈恶臭,吸引了大量苍蝇。白色真菌出现在第天，苍蝇消失在天。到第九天，堆肥箱内猪粪变白，只闻到轻微臭味，不过，内部猪粪仍然是褐色。到第天，他们就变得松散容易-碾碎，具有芳香腐殖质味。到第天，号、号堆肥箱内混合物体积分别减少了.和.，重量减轻.和.。最后堆肥都达到了预期效果，不过外观上号混合物特征明显优于号箱。..温度,pH和湿度概况堆肥箱经历了三个典型阶段：采暖期、高温期和冷却期(见图(a)和(b)项)。在采暖期，耐寒耐热微生物都趋向传输给继电器，软件系统每小时会自动储存实验温度数据。..操作方法实验时间从年月至年月，稻草通过切削机切为厘米长，然后捣碎，根据碳氮比和与猪粪均匀混合，初始含水量调整到左右，然后放入堆肥箱，在堆肥过程中监测和调整含水量，维持在-。堆肥高速阶段约天，固化期约天。在加热阶段，停止鼓风。在高温期和冷却期采用间歇性鼓风。在高温期，鼓风机基于时间-温度参数进行控制，若堆肥箱温度达到设定限制温度，鼓风机会一直运行，直到堆肥箱温度低于设定值。整个工艺操作以确保高温期足够长以摧毁病原体，自动程控软件控制着鼓风机工作周期。如果堆肥箱温度在高温期温度范围内,鼓风机将从-分钟调整到.-分钟；当堆肥箱温度下降到冷却期区间温度，鼓风机将从-分钟调整到分钟。..取样温度取自堆肥箱不同地点，包括底部,核心和表面温度，同时计算机会对环境温度进行监测，该系统每十秒钟采集一次数据，每隔小时自动记录一次数据，每次取样约公斤分别在第,,,,,,,,,天采集样品。每份样品分成两部分，每一部分公斤，其中一部分在℃条件下保存，另一部分晾干，然后通过毫米筛孔。..分析方法分别测定新鲜样品中水分含量、总有机物(TOM)、pH值、氨氮、硝氮、水溶性碳(WSC)、水溶性氮(WSN)、大肠杆菌、蠕虫卵数、发芽指数(GI)，分别测定风干样品总氮(TKN)、总有机碳(TOC)、有机质(OM)和腐殖质(HS)。所有分析都测定三次求平均值。原料及堆肥混合物含水量是将样本在℃干燥小时后测定。灰分是将样品在℃烤炉中烘烤小时后测定,而总有机物测定分为灰重和干重。pH值测定采用pH值数值测定仪，将样品用两倍体积蒸馏水溶解，机械搅拌小时，然后取上清液稀释至︰(干重/体积)测定。无机氮利用mol/lKC萃取后测定，氨氮通过在碱性（氧化镁）条件下蒸馏测定。同样程序可用于硝氮测定。在酸性条件下利用重铬酸钾法测定总有机碳、有机物和水溶性碳。总氮、腐殖质、水溶性氮和发芽指数可以分别按照年南京农业大学鲁老师发明方法测定。大肠杆菌数和蠕虫卵数检测可以根据年CEPA中方法测定。分别将TOC与TKN、WSC与WSN比值作为固体碳/氮比和水溶性碳/氮比.按照年Sanchez-Monedero与Solano提出理论可以计算氮损失。.结果与讨论有机碳、总氮、C/N比、pH值和未处理猪粪含水率分别为.g/kg、.g/kg、.、.和.，其中稻草各项指标为.g/kg、.g/kg、.、.和.。..物理变化经过两天发酵，猪粪颜色变为褐色，凝结在一起已经生蛆并且发出浓烈恶臭,吸引了大量苍蝇。白色真菌出现在第天，苍蝇消失在天。到第九天，堆肥箱内猪粪变白，只闻到轻微臭味，不过，内部猪粪仍然是褐色。到第天，他们就变得松散容易-碾碎，具有芳香腐殖质味。到第天，号、号堆肥箱内混合物体积分别减少了.和.，重量减轻.和.。最后堆肥都达到了预期效果，不过外观上号混合物特征明显优于号箱。..温度,pH和湿度概况堆肥箱经历了三个典型阶段：采暖期、高温期和冷却期(见图(a)和(b)项)。在采暖期，耐寒耐热微生物都趋向下跌至.；水溶性碳/氮比例分别由.下降至.以及由.下降至.(见图)。.图固体碳/氮比与水溶性碳/氮比变化曲线总有机物(TOM)含量随着发酵逐渐下降，并在冷却期达到稳定。实验表明，总有机物减少主要发生在第一天至第天。经过天堆肥发酵，总有机物损失为.，经过天堆肥发酵，总有机物损失为.。造成这种结果可能原因是总有机物在前天进行大量分解。然而，总有机物很难被全部分解，如木质素，但在冷却期会逐渐分解。号堆肥氨氮含量先上升然后逐渐下降(见图(a))。号堆肥氨氮含量在第天达到峰值，号堆肥由于总有机物分解氨氮含量于第天达到峰值，经过发酵号号堆肥氨氮含量分别为.和.g/kg，氨氮含量起始减少然后增加(见图(b))。号号堆肥起始氨氮含量均为mg/kg而经过发酵后号号堆肥氨氮含量分别为.和.mg/kg，增加氨氮含量可能是由硝化菌活动造成。据报道，堆肥过程将分解有机物变成腐植质。实验表明，与初始混合物相比腐殖质碳含量会略有下降(见表)，这种现象可能是由于腐殖质特性造成。与自然状态下形成腐殖质相比，由微生物在短时间内发酵形成腐殖质可能分解不完全。然而，经过堆肥发酵而来腐殖质碳与有机碳比值会升高。在堆肥发酵过程中，发芽指数(GI)会逐渐升高，号号堆肥最后发芽指数(GI)分别为.和.。人们普遍认为当发芽指数(GI)达到-时，堆肥中有害毒素将被除去。众所周知，如果高温持续时间够长，病原体和寄生虫将被杀死或部分被杀死亡，实验表明，经过七天堆肥发酵，号号堆肥大肠杆菌存活率分别为.和.，满足规定标准。经过天堆肥发酵所有蛔虫卵被灭活，这对于按照无害化处理粪便卫生标准无疑是一种可行方法。根据堆肥成熟指标，号号堆肥成熟周期分别是天和天。在整个处理过程中，C/N=氮损失不但比C/N=氮损失处理高，而且堆肥成熟周期也将滞后两周。填充剂添加不但影响堆肥通气性能而且和处理猪粪数量成本有有关。在美国一鼓风堆肥处理猪粪车间，锯末填充剂成本占总成本，最佳碳/氮比范围是-。尽管以初始C/N比()堆肥化处理猪粪成熟期较初始C/N比()要少两周，但初始C/N比()耗费了大量稻草，数据表明，一个较低初始碳/氮比()与一个较高最初碳/氮比()相比，每处理一吨猪粪可以节省公斤稻草，而且可以处理更多猪粪。因此,可以考虑将稻草作为填充剂以降低碳/氮比到，在利用堆肥化处理猪粪工艺中，应考虑以稻草作为填充剂以降低初始碳/氮比()。图氨氮、硝氮变化曲线表腐殖质碳含量及腐殖质与总有机碳比率堆肥箱编号初始阶段高速增长阶段结束阶段HC(g/kg)HC/TOC()HC(g/kg)HC/TOC()HC(g/kg)HC/TOC()............HC=腐殖质碳含量HC/TOC=腐殖质碳含量/总有机碳.结论只要高温期足够长，处理过猪粪就可以符合相关卫生标准，而且处理过猪粪可以达到成熟阶段。从表面特征看，号堆肥优于号堆肥，但号堆肥箱不但可以处理较多猪粪、稻草用量小,而且具有较高氮素损失()、短高温期和更长成熟期。经济分析表明以较低初始碳/氮比()有利于堆肥化处理猪粪稻草。传输给继电器，软件系统每小时会自动储存实验温度数据。..操作方法实验时间从年月至年月，稻草通过切削机切为厘米长，然后捣碎，根据碳氮比和与猪粪均匀混合，初始含水量调整到左右，然后放入堆肥箱，在堆肥过程中监测和调整含水量，维持在-。堆肥高速阶段约天，固化期约天。在加热阶段，停止鼓风。在高温期和冷却期采用间歇性鼓风。在高温期，鼓风机基于时间-温度参数进行控制，若堆肥箱温度达到设定限制温度，鼓风机会一直运行，直到堆肥箱温度低于设定值。整个工艺操作以确保高温期足够长以摧毁病原体，自动程控软件控制着鼓风机工作周期。如果堆肥箱温度在高温期温度范围内,鼓风机将从-分钟调整到.-分钟；当堆肥箱温度下降到冷却期区间温度，鼓风机将从-分钟调整到分钟。..取样温度取自堆肥箱不同地点，包括底部,核心和表面温度，同时计算机会对环境温度进行监测，该系统每十秒钟采集一次数据，每隔小时自动记录一次数据，每次取样约公斤分别在中文字初始低碳/氮比好氧堆肥化处理猪粪稻草NengwuZhu出处：BioresourceTechnology()–摘要用两个试点堆肥进行实验以探讨初始低C/N比对堆肥化处理猪粪稻草物理化学参数。结果表明，号号箱高温持续时间足够长，以满足卫生标准,猪粪可以达到成熟阶段.号含有较多猪粪，少量干稻草，与号相比具有较高氮素损失(),较短高温期，较长成熟期(约周)。不过，经济分析表明，对于较低初始碳/氮比()，每吨鲜猪粪可以减少使用公斤稻草相对于较高碳/氮比()，而且更多猪粪可以被处理掉。因此，一个较低初始碳/氮比()可以用来腐熟猪粪稻草。关键词：猪粪；固体废物；碳/氮比例；曝气；堆肥.引言在中国，猪粪在农业领域是主要有机肥料。但是，大量猪粪深加工属劳动密集型产业，是难以适用于附近有限土地，同时，未处理猪粪由于病原体、不稳定营养素、运输和保存困难等原因使其使用也是有限。不久前，国家制定了相应家畜和家禽产业生产标准以及专业立法，因为未经处理排放猪粪已引起周围环境问题，包括：恶臭污染，甲烷气体排放，氮和磷排放水路污染，高氮和磷排放导致水体富营养化,并且影响水生物生长和多样性。因此，对环境无害和实际可行技术,被称为动物废弃物处理与利用。堆肥处理，实质上是一种好氧生物工艺，利用天然微生物分解转化有机物变成腐殖质类产品，该工艺过程可消灭病菌,将氮氨由不稳定形态转换为稳定有机形态,减少垃圾量,并能够满足农业对化肥季节性需求。显然，堆肥有潜力成为有效处理猪粪新方法。中国每年大约产稻谷.亿吨，同时生产了大量稻草，它含有丰富氮钾碳硅。如果稻草通过堆肥再生，其中养分可循环使用，同时可以节省大笔稻草处理费用。因此,稻草是一种潜在堆肥替代原材料。要想使堆肥运行成功，关键是温度、通气、水分和养分等因素应适当控制。碳/氮比是影响堆肥工艺和堆肥质量重要因素。方老师于年发现初始最佳堆肥碳/氮比为-，黄老师于年利用锯末做原材料，比较了初始和碳/氮比率效果。朱能武老师在年成功通过实验得出结论：堆肥处理猪粪稻草最佳C/N比是，在实验过程中分别采用自然通风系统和鼓风通系统.不过到目前为止，人们初始低c/n比对堆肥化处理猪粪稻草效果还没有完全掌握.尽管稻草在中国地方上使用不会有太大困难,但较低初始碳/氮比，可以减少稻草需求量，提高猪粪处理量。此项研究目是探讨较低初始C/N比堆肥化处理猪粪稻草物理和化学参数以及经济上可行性。.方法..实验系统概况实验装置包括堆肥箱(长、宽、高分别为米,.米,和.米)，鼓风机(空气流量:m/h；压力:帕；功率:.千瓦)，测温传感器,工业控制计算机,自动程控软件。堆肥箱上架雨棚以阻止阳光照射和雨水流入，同时设计专用风箱，利用铸造铁穿孔板代替传统穿孔管(比例缝隙铸造铁孔板为)，空气导流板安装在风箱里，以确保空气流动均匀。只要堆肥箱核心温度达到设定值或运行时间到达设定值，计算机会自动控制风机开启。通过测温传感器收集模拟信号，被收集信号通过A/D设备转换成数字信号，被传送到中心控制电脑，信号经D/O设备转换，然后传输给继电器，软件系统每小时会自动储存实验温度数据。..操作方法实验时间从年月至年月，稻草通过切削机切为厘米长，然后捣碎，根据碳氮比和与猪粪均匀混合，初始含水量调整到左右，然后放入堆肥箱，在堆肥过程中监测和调整含水量，维持在-。堆肥高速阶段约天，固化期约天。在加热阶段，停止鼓风。在高温期和冷却期采用间歇性鼓风。在高温期，鼓风机基于时间-温度参数进行控制，若堆肥箱温度达到设定限制温度，鼓风机会一直运行，直到堆肥箱温度低于设定值。整个工艺操作以确保高温期足够长以摧毁病原体，自动程控软件控制着鼓风机工作周期。如果堆肥箱温度在高温期温度范围内,鼓风机将从-分钟调整到.-分钟；当堆肥箱温度下降到冷却期区间温度，鼓风机将从-分钟调整到分钟。..取样温度取自堆肥箱不同地点，包括底部,核心和表面温度，同时计算机会对环境温度进行监测，该系统每十秒钟采集一次数据，每隔小时自动记录一次数据，每次取样约公斤分别在第,,,,,,,,,天采集样品。每份样品分成两部分，每一部分公斤，其中一部分在℃条件下保存，另一部分晾干，然后通过毫米筛孔。..分析方法分别测定新鲜样品中水分含量、总有机物(TOM)、pH值、氨氮、硝氮

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