高溫好氧堆肥對(duì)豬糞除臭技術(shù)研究

譚文津，劉秀梅，汪懷健

（1．江西省環(huán)境信息中心，南昌 330077；2．江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，南昌 330200；3．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源與環(huán)境學(xué)院，南昌 330045）

高溫好氧堆肥對(duì)豬糞除臭技術(shù)研究

譚文津1，劉秀梅2，汪懷健3

（1．江西省環(huán)境信息中心，南昌 330077；2．江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，南昌 330200；3．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源與環(huán)境學(xué)院，南昌 330045）

采用物理化學(xué)、物理生物、生物化學(xué)、物理生物化學(xué)處理，通過(guò)室外堆肥及室內(nèi)模擬堆肥進(jìn)行除臭保氮試驗(yàn)，測(cè)定室外堆肥第22天氨氣揮發(fā)量、總氮含量，室內(nèi)試驗(yàn)30 d氨氣累計(jì)揮發(fā)量。

堆肥；豬糞；除臭；保氮

隨著規(guī)模化和集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，畜禽糞便產(chǎn)生NH3等惡臭氣體，嚴(yán)重影響畜禽生長(zhǎng)和人體健康。本研究以風(fēng)化煤為物理除臭劑、亞硫酸氫鈉為化學(xué)除臭劑、EM液為生物除臭劑，研究物理化學(xué)、物理生物、化學(xué)生物、生物物理化學(xué)綜合除臭方法的除臭保氮效果，為減輕畜禽糞便對(duì)環(huán)境的危害及廣泛使用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

表 1 堆肥物料性質(zhì)

堆肥原材料的理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1．2 試驗(yàn)方案

1.2.1 室外試驗(yàn)

試驗(yàn)材料為養(yǎng)殖場(chǎng)干清糞的新鮮豬糞，將豬糞、稻殼、木屑3∶1∶1比例混合，使C/N比值為25∶1的比例堆放于室外水泥地上發(fā)酵，上面覆蓋一層塑料膜。每個(gè)處理發(fā)酵原料為30 kg,每隔兩天翻一次堆，發(fā)酵期含水率控制在60%～65%。調(diào)節(jié)pH為7.0～8.0，每天測(cè)試溫度，堆肥第22天，采樣測(cè)試臭氣含量。

1.2.2 室內(nèi)試驗(yàn)

分別將200 g堆肥物料置于500 mL廣口瓶中，在瓶?jī)?nèi)置一盛有20 mL吸收液的鋁盒（3個(gè)重復(fù)）,用雙層塑料膜封口，50 ℃恒溫培養(yǎng)。每3 d換1次NH3吸收液,并立即測(cè)定，直至30 d。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理

1）物理—化學(xué)處理（WH）：發(fā)酵前預(yù)先混入10%～15%風(fēng)化煤，發(fā)酵成熟后噴灑5%亞硫酸氫鈉和3%甘油混合水溶液作除臭劑，半小時(shí)后測(cè)定。

2）物理—生物處理(WS) ：發(fā)酵前預(yù)先混入10%～15%風(fēng)化煤，5%EM液，0.5 h后測(cè)定。

3）生物—化學(xué)處理(SH) ：在發(fā)酵有機(jī)物料中加入功能性菌劑5%EM液，在發(fā)酵腐熟溫度冷卻后噴灑5%亞硫酸氫鈉和3%甘油混合水溶液作除臭劑，噴淋除臭劑0.5 h后測(cè)定。

4）物理-生物-化學(xué)處理(WSH)：發(fā)酵前預(yù)先混入10%～15%風(fēng)化煤，5%EM液，在發(fā)酵腐熟溫度冷卻后噴灑5%亞硫酸氫鈉和3%甘油混合水溶液作除臭劑，噴淋除臭0.5 h后測(cè)定。

5）對(duì)照處理(CK)：共5個(gè)處理，3次重復(fù)。

1．3 實(shí)驗(yàn)儀器

電子分析天平（萬(wàn)分之一），電子天平（百分之一），電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9146A型）,大型空氣采樣器（KC-6120型），廣口瓶，鋁盒，可見(jiàn)分光光度計(jì)（722型），凱氏定氮儀（B-324 BUCHI型）,樣品打碎機(jī)（SF-170型）。

1．4 測(cè)定方法

有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定：《NY/T 525-2002 有機(jī)肥料》；

全氮含量的測(cè)定：《NY/T 525-2002 有機(jī)肥料》；

全磷含量的測(cè)定：《NY/T 525-2002 有機(jī)肥料》；

在堆肥樣品上方處采集氣體，用大氣采樣器采集，稀硫酸吸收。鈉氏試劑比色法測(cè)定室外試驗(yàn)NH3含量；

以硼酸吸收，酸滴定法測(cè)定室內(nèi)NH3含量。

臭味指標(biāo)采用六級(jí)分類法測(cè)定[1]：

Ms 0：無(wú)臭味；Ms 1：勉強(qiáng)感到臭味；Ms 2：微弱的臭味；Ms 3：明顯的臭味；Ms 4：很強(qiáng)的臭味；Ms 5：難以忍受的臭味。

1．5 堆肥腐熟度評(píng)價(jià)

表2 堆肥期間各處理溫度變化 ℃

堆肥過(guò)程中，溫度控制的目標(biāo)是使堆肥無(wú)害化和穩(wěn)定化，溫度的變化反映了堆體內(nèi)微生物的變化和有機(jī)物料的轉(zhuǎn)化。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2]，堆體溫度在55 ℃條件下保持3 d以上（或者50 ℃以上保持5～7 d），是殺滅堆料中所含的致命微生物，保證堆肥的衛(wèi)生指標(biāo)合格和堆肥腐熟的重要條件。如表2可以看出，WH、WS在55 ℃條件下保持3 d,SH在55 ℃條件下保持5 d，CK在55 ℃條件下保持7 d，WSH在50 ℃條件下保持5 d。在到第22天堆肥不再吸引蚊蠅，令人討厭的臭味消失，出現(xiàn)白色或者灰色的斑點(diǎn)，堆肥產(chǎn)品呈現(xiàn)疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，說(shuō)明各堆肥都達(dá)到腐熟。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同除臭方法的除臭效果

畜禽堆肥臭氣的主要成分是NH3, NH3揮發(fā)量與糞便中其他致臭物質(zhì)的揮發(fā)是相關(guān)的（r2=0.94）[3],減少氨氣的揮發(fā)，可以降低糞便的惡臭。由表3可以看出，室外堆肥試驗(yàn)第22天各處理氨氣當(dāng)天揮發(fā)量。WH、WS、SH、WSH各處理氨氣揮發(fā)量均低于對(duì)照處理氨氣揮發(fā)量，說(shuō)明堆肥腐熟后各處理在堆肥過(guò)程中均有除臭效果。

由表4可以看出，室內(nèi)試驗(yàn)各處理氨氣揮發(fā)量隨堆肥時(shí)間的延長(zhǎng)呈先升后降變化趨勢(shì)，WH、WS、WSH、CK處理在第10～12天NH3揮發(fā)量達(dá)到最大值，HS處理NH3揮發(fā)量在第13～15天達(dá)到最大值。方差分析和多重比較結(jié)果表明，WH、WSH處理NH3的累積揮發(fā)量極顯著低于CK對(duì)照處理。整個(gè)堆肥過(guò)程中，WSH處理NH3累積揮發(fā)量最少，為83.95 mg。SH處理NH3累積揮發(fā)量最多，為206.71 mg。CK處理NH3累積揮發(fā)量為201.1，除SH處理外，NH3累積揮發(fā)量均比CK處理低。WSH處理NH3發(fā)量均比CK處理低。WSH處理NH3累積揮發(fā)量比CK處理低58.2%，WH處理NH3累積揮發(fā)量比CK處理低50.3%，WS處理NH3累積揮發(fā)量比CK處理低32.2%。

表3 室外堆肥實(shí)驗(yàn)第22天各處理氨氣揮發(fā)量

圖1 室內(nèi)試驗(yàn)不同時(shí)期各處理脫臭效果比較（Ms級(jí)）

臭度為評(píng)價(jià)感官法，為除臭效果進(jìn)行定性分析。由圖1可以看出，各處理臭度隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈先升后降變化趨勢(shì)。WH、WS、WSH、CK處理臭度最大值出現(xiàn)在第10～12天，SH處理臭度最大值出現(xiàn)在第13～15天，與表4中NH3揮發(fā)量最大值出現(xiàn)的時(shí)間基本一致。處理WH、WSH最早消除臭味，在第27天達(dá)到Ms0級(jí)，比CK提前了6 d。WS、SH處理在第30天達(dá)到了Ms0級(jí)，比CK處理提前了3 d。可見(jiàn)WH、WSH處理除臭效果最好。

2．2 不同除臭方法的保氮效果

表4 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)各處理氨氣揮發(fā)量

氮源是植物生成所必須的營(yíng)養(yǎng)元素之一，是衡量肥料養(yǎng)分的一個(gè)重要指標(biāo)[4]。由表5可以看出，各處理總氮含量均比CK處理高，說(shuō)明各處理均有一定的保氮作用，WH處理總氮含量最高，達(dá)到了21.18 g/kg,其次為WSH處理，為20.40 g/kg。CK處理總氮含量最低為18.15 g/kg。說(shuō)明WH處理保氮效果最好。

表5 室外實(shí)驗(yàn)第22天各處理總氮含量變化g/kg

3 小結(jié)

采用物理化學(xué)、物理生物、生物化學(xué)、物理生物化學(xué)處理，通過(guò)室外堆肥及室內(nèi)模擬堆肥除臭保氮試驗(yàn)，測(cè)定室外堆肥第22天氨氣揮發(fā)量、總氮含量，室內(nèi)試驗(yàn)30 d氨氣累計(jì)揮發(fā)量。所得結(jié)論如下：

1）WSH處理除臭效果最佳，NH3累積揮發(fā)量比CK處理低58.2%。其次為WH處理，NH3累積揮發(fā)量比CK處理低50.3%。WSH、WH兩處理均比CK處理提前6 d消除臭味，有效地減少了臭味的產(chǎn)生。

2）WH處理堆肥后總氮含量最高，達(dá)到了21.18 g/kg,其次為WSH處理，堆肥后總氮含量為20.40 g/kg。均高于CK處理堆肥后的18.15 g/kg。說(shuō)明，WSH、WH有較好的保氮效果。

[1] 劉玉珠，陳朱蕾.糞便堆肥化優(yōu)勢(shì)菌株初步篩選[J].江蘇環(huán)境科技，2003，16（1）：4-6.

[2] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部. 糞便無(wú)害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 7959-87[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987.

[3] GLORIA NA-dA.Evaluation of gypsum and some phosphates as inhibitors losses in manures[J]. Revista-Brasileria-de-Ciencia-dosolo,1992,15(3):297-301.

[4] 趙慶祥.污泥資源化技術(shù) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 2002.

2016-02-26）