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《浙江大学》 2014年
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生物质炭添加对猪粪堆肥腐殖化的影响及机理研究

屠巧萍  
【摘要】:规模化生猪养殖业的快速发展造成了养殖废弃物的大量产生和排放,给周围环境带来巨大的压力。好氧堆肥技术作为畜禽粪便资源化的有效途径,能促进粪便快速腐殖化以实现其无害化和减量化。但是传统堆肥工艺依然存在腐殖化进程慢,氮素损失大和堆肥腐熟产品品质差等问题。针对这些现状,本研究以规模化生猪养殖场猪粪为堆肥原料,以生物质炭为堆肥添加剂,研究生物质炭添加对堆肥过程中温度变化、氮素保持、腐殖化进程的影响,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、三维荧光(3D-EEM)等多种化学分析手段,初步探索了生物质炭添加对猪粪好氧堆肥过程中腐殖质结构的动态变化规律。主要研究结果如下: (1)通过猪粪好氧槽式堆肥中试试验研究,考察3%(w/w)的生物质炭添加对堆肥基本理化性质的影响。结果表明,生物质炭添加可加速堆肥启动,缩短堆肥周期,加快水分脱除,并减少堆肥过程氮素损失。与对照处理相比,生物质炭添加处理可缩短堆肥时间6天,提高脱水率9.7%,减少氮素损失25.1%。 (2)堆肥过程中腐殖质合成和分解同时进行,其含量呈现动态变化。随着堆肥过程进行,堆肥过程中易分解的腐殖质发生降解,形成更加稳定的结构。期间,腐殖质组分中的富里酸含量不断下降,胡敏酸呈先下降后持续上升趋势,胡敏素含量则先上升后保持稳定。到堆肥结束后,添加生物质炭处理的腐殖质含量显著高于对照处理。 (3)采用三维荧光、傅里叶红外以及核磁共振分析初步探讨了生物质炭添加对槽式猪粪堆肥过程中腐殖质结构变化的影响。在堆肥高温期,添加生物质炭处理的腐殖质峰(Ex/Em250/400-450nm和350/400-450nm)的形成速度要显著快于对照处理。同时胡敏酸中的脂肪类C-H不断减少,芳香化C=C和C=O结构不断增加,芳构化程度不断增强,表明生物质炭添加具有促进堆肥腐殖化进程,提高胡敏酸芳构化程度的作用。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:X713;S141.4

【参考文献】
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