一种减少温室气体排放的堆肥制备方法技术

本发明专利技术公开了一种减少温室气体排放的堆肥制备方法。该制备方法包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的5％～10％；所述堆肥为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。本发明专利技术提供的减少温室气体排放的堆肥制备方法简单易行，成本低廉操作简单，在控制堆肥过程温室气体排放同时，可以保证堆肥产品能够达到有机肥料行业标准要求，同时还可降低猪粪堆肥氨挥发损失、总氮素损失起到除臭保氮、提高堆肥品质的效果；农业有机废弃物肥料化利用的同时，实现了制备过程的节能减排，具有良好的实践意义和环境效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减少温室气体排放的堆肥制备方法，属于环境工程领域。
技术介绍
高温好氧堆肥是处理畜禽粪便的有效途经之一，在全球范围内被广泛应用，但是堆肥过程中的气体排放也在一定程度上造成了二次污染。在畜禽粪便堆肥实践中，由于氧气的扩散距离有限，加上通风和翻堆工艺限制，堆体内局部厌氧状况普遍存在，导致CH4产生，研究统计表明堆肥CH4的产生量约占堆肥总碳质量的0.8％～6％。此外，堆肥化过程中有机态氮的降解及其硝化、反硝化作用会产生一定量的N2O，其产生量约占堆肥总氮质量的0.2％～6％。CH4和N2O都是对温室效应贡献较大的温室气体，其100年温室效应分别是CO2的298和25倍。有机物降解伴随高温产生的大量氨挥发也是堆肥氮素损失的主要原因，众多研究表明，堆肥过程中的氨挥发约占堆肥总氮质量的20％～60％，不仅造成空气污染，也造成养分资源流失。在不断提高堆肥工艺条件的同时，堆肥温室气体减排和氮素损失控制在工程实践中正受到越来越多的关注。近年来国内外对不同类型添加剂减少堆肥气体污染已进行较多试验性研究，但限于外源添加剂普遍成本较高或不易获得，目前大多难以在实际生产中应用。基于中国有机肥产业的发展现状，来源广泛的经济型添加剂仍是有机肥生产企业的首选。因此，开发出一种以过磷酸钙为添加剂减少温室气体排放的堆肥制备方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种减少温室气体排放的堆肥制备方法，该方法解决了单独r>堆肥过程中甲烷、氧化亚氮以及氨气挥发的问题，在控制堆肥过程温室气体排放同时，可以保证堆肥产品能够达到有机肥料行业标准要求。本专利技术提供的减少温室气体排放的堆肥制备方法，包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的5％～10％；所述堆肥原料为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。上述制备方法中，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的5％～10％，具体可为5％或10％；相当于所述过磷酸钙的质量为所述堆肥原料物料干质量的3.3％～6.6％，具体可为3.3％或6.6％。上述制备方法中，所述新鲜猪粪和所述玉米秸秆的质量比为6～10：1，具体可为6.5：1。上述制备方法中，所述过磷酸钙中P2O5的质量分数大于等于18％，具体可为18％。上述制备方法中，所述堆肥原料和所述添加剂的质量含水率为60％～75％，具体可为67％。上述制备方法中，所述新鲜猪粪的鲜基质量含水率为65％～80％，具体可为76.7％；所述玉米秸秆的鲜基质量含水率为6％～15％，具体可为8.5％。上述制备方法中，所述玉米秸秆的长度为2～5cm。本专利技术提供的减少温室气体排放的堆肥制备方法简单易行，成本低廉操作简单，在控制堆肥过程温室气体排放同时，可以保证堆肥产品能够达到有机肥料行业标准要求，同时还可降低猪粪堆肥氨挥发损失、总氮素损失起到除臭保氮、提高堆肥品质的效果。农业有机废弃物肥料化利用的同时，实现了制备过程的节能减排，具有良好的实践意义和环境效益。附图说明图1为不同处理组在堆肥期间温度随时间的变化曲线。图2为不同处理组在堆肥期间CH4排放速率随时间的变化曲线。图3为不同处理组在堆肥期间N2O排放速率随时间的变化曲线。图4为不同处理组在堆肥期间氨的排放速率随时间的变化曲线。图5为不同处理组在堆肥期间含水率随时间的变化曲线。图6为不同处理组在堆肥期间发芽率指数随时间的变化曲线。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中的猪粪取自采用干清粪方式的普通养猪场。下述实施例中所用的过磷酸钙中P2O5的质量分数均为18％。下述实施例中各种参数的检测方法如下：温室气体和氨气均采用静态箱法采集气体样本，采样时间为上午10:00，每次采样时长为30min，各目标气体每个监测日采集三个平行样品，取采样时间内的浓度平均值作为当日单位时间排放通量。平均每1～2d测定1次，其中每次翻堆当天翻堆前2h和翻堆后第1天均进行气体样本采集。CH4和N2O用安装有火焰电离检测器(FID)和电子捕获检测器(ECD)的SP-3420A气相色谱测定，氨气样本经大气采样器用质量分数2％的硼酸吸收，标准浓度的稀硫酸滴定。堆肥温度由自动测温仪测定，温度采集点为堆体中心，采集时间为每天23:00时。发芽率指数(GI)：将样品按1g：10mL水浸提过滤(即浸泡后取滤液)，取5mL浸提液加入直径为9cm且铺有滤纸的培养皿内，点播20粒饱满的水萝卜种子，放置20℃培养箱中培养，第48小时测种子发芽率指数GI，每个处理重复3次，对照为蒸馏水。GI(％)＝(处理浸提液培养种子发芽率×根长)/(对照种子发芽率×根长)×100％。堆肥固体样本含水率、有机质、总氮、磷、钾含量参照NY525-2012《有机肥料》标准测定。堆肥固体样本分别在第0、7、14、21、28、35、42、49、56、63和70天堆肥物料充分翻堆混匀后至重新装仓填料前进行采集，以确保采样均匀。每次翻堆前对各仓物料进行称重，用以计算堆肥过程物料损失。实施例1、减少温室气体排放的堆肥制备方法(1)堆肥原料采用新鲜猪粪和玉米秸秆，按鲜基质量6.5：1混合。初始物料基本性状见表1。本实施例中共设置3各处理组，分别为2个实验组和1个对照组，其中对照组(CK)中只有新鲜猪粪和玉米秸秆，不添加过磷酸钙。实验组1(T1)中除了堆肥原料外，还添加有物质的量添加比例为5％(标记为0.05M)的过磷酸钙(其质量相当于初始物料干质量的3.3％)；实验组2(T2)中除了堆肥原料外，还添加有物质的量添加比例为10％(标记为0.10M)的过磷酸钙(其质量相当于初始物料干质量的6.6％)，如表2所示。其中，物质的量的添加比例的计算公式如下：物质的量添加比例＝过磷酸钙中磷元素物质的量/混合物料总氮物质的量×100％表1堆肥初始物料基本性状注：a.物质的量添加比例＝过磷酸钙中磷元素物质的量/混合物料总氮物质的量×100％；b.基于猪粪与玉米秸秆混合物料干质量。(2)堆肥起始当天，将不含有过磷酸钙的对照组中的堆肥原料充分混合后，调节其含水率约为67％，将分别含有5％和10％物质的量添加比例的过磷酸钙的实验组T1和T2中的各组分充分混合后，分别调节其含水率与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少温室气体排放的堆肥制备方法，包括如下步骤：在添加剂的作用下，堆肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的5％～10％；所述堆肥原料为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种减少温室气体排放的堆肥制备方法，包括如下步骤：在添加剂的作用下，
堆肥原料经好氧发酵即得所述堆肥；
所述添加剂为过磷酸钙，所述过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总
氮的物质的量的5％～10％；
所述堆肥原料为新鲜猪粪和玉米秸秆的混合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述新鲜猪粪和所述玉米秸
秆的质量比为6～10：1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述过磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国学，罗一鸣，杜龙龙，袁京，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11