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青島能源所提出利用多孔陶粒改善高溫好氧堆肥工藝的新方法
2019-03-29   青島生物能源與過程研究所 【

  好氧堆肥是實現農業有機固體廢棄物無害化、減量化、資源化利用相對簡單且對環境友好的有效方法。腐熟的堆肥產品可作為土壤改良劑,用于改善土壤的理化性狀;也可作為營養豐富的有機肥料,用于促進農作物的生長。但是傳統的堆肥方法堆肥周期漫長,通常需要幾個月甚至更長的時間,造成堆肥效率低;同時堆肥過程中氮營養素以氨氣NH3形式大量揮發,從而削減了堆肥產品的營養價值。

  為解決上述堆肥技術存在的問題,青島能源所郭榮波研究員帶領的工業生物燃氣研究組提出了通過向堆體中添加納微孔材料來促進堆肥進程,改善堆肥品質的方法。納微孔材料作為填充劑加入堆肥原料,可以改善堆體的氣質交換能力,有利于微生物的生長和繁殖,促進有機質降解;同時多孔的物理吸附性能以及表面官能團的化學吸附性能可以有效吸附氨根NH4+-NNH3,減少堆肥過程氮營養素的損失。研究人員將多孔性好的廉價可回收材料陶粒,用于禽畜糞便的連續高溫堆肥,研究了回收利用陶粒對堆肥過程理化性質的影響,闡明了多孔陶粒在堆肥過程的循環作用機理。該研究成果已發表在上 Journal of Cleaner Production。

  研究結果表明,連續高溫好氧堆肥過程中,多孔陶粒的添加可以促進有機質的降解,減少NH3的揮發。并且,堆肥效果隨著多孔陶粒循環利用次數的增加而增加。與首次使用的陶粒相比,隨著陶粒循環次數到3個循環,有機質降解率由37.8%提高到41.0%,各組的呼吸速率和CO2產生量也相應提高,累積CO2產生量由113.62增加到124.01mg/g干重,累積NH3減少量從8%提高到21%,發芽指數從102.6%提高到128.9%。電鏡圖和紅外光譜分析結果發現,隨著陶粒循環利用次數的增加,其表面微生物附著量和含氧活性官能團含量顯著增加。本研究不僅提出了一種新的價格相對便宜且可回收利用的多孔堆肥添加劑,大大節約了堆肥成本;還揭示了多孔陶粒在堆肥過程中促進有機質降解、減少NH3揮發的作用機制,為改善堆肥工藝提供了技術和理論支持。

  上述工作得到中國科學院潔凈能源先導科技專項、中科院科技成果轉移轉化重點專項、山東省能源生物遺傳資源重點實驗室的資助(文/圖 李旭)

  Effects of recyclable ceramsite as the porous bulking agent during the continuous thermophilic composting of dairy manure

文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.148

 

  

  

 
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