堆肥過程中有害氣體(NH3、N2O、CH4)減排與氮素保存研究.pdf

1、隨著我國(guó)集約化畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)增以及污水處理率的逐年提升，畜禽糞便/污水污泥的處理處置問題日益嚴(yán)峻，若處理處置不當(dāng)將對(duì)環(huán)境衛(wèi)生產(chǎn)生不可估量的損害，并且其處理處置過程中也存在著員工勞動(dòng)衛(wèi)生問題。堆肥廣泛應(yīng)用于有機(jī)固體廢棄物的無害化、減量化和資源化處理，然而在廢物堆肥化過程中存在著有毒有害氣體釋放影響員工勞動(dòng)健康，嚴(yán)重的氮素流失以至于降低堆肥成品利用效率等問題。
　　因此，本研究以污水污泥和豬糞為研究對(duì)象，選取兩種常見的堆肥工藝，分別

2、是露天條垛式機(jī)械翻堆堆肥技術(shù)和連續(xù)流強(qiáng)制通風(fēng)污泥堆肥技術(shù)，通過原位觀測(cè)和對(duì)比試驗(yàn)的方式，1)監(jiān)測(cè)堆肥過程中有毒有害氣體的排放以及堆肥全過程堆料的變化;2）調(diào)節(jié)生產(chǎn)操作參數(shù)，從勞動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)的角度關(guān)注堆肥過程毒害氣體的減排效果;3）優(yōu)化操作工藝參數(shù)，盡可能降低氮素?fù)p失以提高堆肥成品利用價(jià)值。主要結(jié)論如下:
　　(1)對(duì)于露天條垛式堆肥工藝，高溫期翻堆頻率對(duì)豬糞條垛堆肥過程的有毒有害氣體(CH4、N2O、NH3)排放具有顯著影響

3、。試驗(yàn)組的CH4和N2O的C、N元素累積排放量（分別為14.63 kg和125.36 g）均明顯高于對(duì)照組(分別為5.82 kg和53.69g)。增加高溫期翻堆頻率同樣增加了氨氣排放(試驗(yàn)組和對(duì)照組的氮素總累積排放量分別為14.24kgN和7.68kgN)，氮素?fù)p失主要源于氨氣排放（試驗(yàn)組、對(duì)照組分別達(dá)到42.2％和70.05％的總氮損失）。通過對(duì)比試驗(yàn)可以得出，增加翻堆頻率導(dǎo)致了氨氣排放的增加。因此，從有毒有害氣體排放引起勞動(dòng)衛(wèi)生問題

4、的角度考慮，不應(yīng)該考慮增加翻堆頻率。
　　(2)對(duì)于連續(xù)流強(qiáng)制通風(fēng)堆肥工藝，減小輔料投加比例不利于有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化，試驗(yàn)組和對(duì)照組（輔料與污泥的體積比分別為3∶1和4∶1）的有機(jī)質(zhì)降幅分別為1.38％和8.85％。較低的C/N比(9.21)有助于降低TN損失(對(duì)照組TN損失21.68％、試驗(yàn)組16.10％)，并減少污泥堆肥過程有毒有害氣體排放（對(duì)照組為2.85 g eCO2/kg DC、試驗(yàn)組為1.70 g eCO2/kg DC），卻小

5、幅增加了氨氣的排放（高于對(duì)照組8.68％）。采用降低堆肥初期的曝氣時(shí)間和加大堆肥末期曝氣量的通風(fēng)策略，可明顯降低堆肥周期總氮損失(僅為對(duì)照組的51.34％)，卻將增大污泥堆肥過程中有害氣體排放（對(duì)照組為2.85 g eCO2/kg DC，試驗(yàn)組4.42 g eCO2/kg DC），降低堆肥周期平均堆溫（試驗(yàn)組54.29℃，對(duì)照組64.71℃），進(jìn)而降低氨氣累積排放量（試驗(yàn)組66.86g·m-2，對(duì)照組72.04g· m-2）。此外，由于